Gmsh hex-dominant kembali diaktifkan

seperti yg sya ketahui dan tulis sebelumnya algorithma R-tree untuk tujuan meshing dengan hasil dominasi elemen hexahedral di non-aktifkan oleh developer karena memang masih tahap experimental. Versi terakhir yg sya coba adalah v3.x sedangkan versi berikutnya tidak tersedia, namun diskusi dari beberapa pengguna mengharapkan ada dan kemudian dibuat aktif kembali walaupun akses feature bukan melalui menu.

.

.

Gmsh versi terakhir v4.12.2 terlihat lebih cepat daripada v3.0.6 untuk pilihan algorithma tersebut, versi lama berjalan sangat lambat saat itu dan komputer seperti berhenti (freeze). Namun sekilas sya lihat hasilnya agak berbeda dan tidak lebih baik dengan sebelumnya, untuk itu dicoba pada kasus sederhana terlebih dahulu yaitu balok kubus dengan rasio 1:1.5  kemudian ditentukan analisa ragam getar tak terkekang dan beban geser defleksi dengan penerapan tumpuan tertahan (jepit)

.

.

rasio volume pengsisi elemen tetrahedral terhadapt keseluruhan juga perlu dihitung, karena semakin sedikit maka hasilnya akan lebih akurat. Pemberian nomer node dan elemen pada Gmsh sering sekali ada lompatan dengan artian tidak dimulai dari urutan satu. Pre-processor perlu mampu memberikan  pengututan ulang (renumbering) nomer tersebut agar tidak ada lompatan, karena berpengaruh terhadap solver. Pada model yg sangat besar dan lompatan urut jauh dapat membuatnya gagal, program lain yaitu OpenSees mempunai keword khusus untuk itu namun tidak tersedia di CalculiX.

.

.

.

.

.

.

.

sebagai perbandingan diberikan hasil dari elemen hexahedral penuh dengan mesh terstruktur (transfinite) jenis linear incompatible.

.

.

.

.

.

sedangkan hasil hex-dominant menggunakan versi Gmsh sebelumnya

.

.

.

.

.

.

terlihat versi sebelumnya terdapat elemen tertrahedral pada tepian dimana terjadi tegangan/regangan tinggi, kondisi ini menjadikan hasil kurang akurat. Sedangkan versi terbaru tidak menunjukan kondisi ini dapat diartikan mesh lebih baik dari sebelumnya. Perlu dicoba juga pada variasi model part atau object yg lebih rumit seperti yg pernah sya tulis sebelumnya, tambahan mengenai rasio volume dan review hasil mesh bagian batas tepi (boundary layer)

.

.

.

.

.

elemen jenis quadratic diketahui lebih akurat walau dengan tingatan mesh yg kasar menengah, untuk itu dapat dikonversi dari hasil yg sebelumnya sudah jadi dengan kelebihan titik mid-nodes dapat mengikuti bidang lengkungan. Kekurangannya adalah pada pertemuan quadratic tetrahedral dan hexahedral titik dengah pada diagonal atau pusat bidang muka hexahedral tidak terhubung, perlu menggunakan multi point constraint (MPC) untuk itu. Walaupun tanpa perbaikan hal tersebut, terlihat hasilnya dapat cukup memberikan gambaran pendekatan saat dibandingkan dengan model quadratic tetrahedral. Hasil meshing Hex-Dominant dengan tingkatan kasar (default coarser) dan jenis quadratic pada versi terbaru belum dapat lebih baik dari versi terdahulu. Jumlah element sepanjang sisi terpendek juga lebih banyak yaitu empat buah, sedangkan versi sebelumnya dapat cukup tiga buah elemen.

.

.

.

.

(hasil mesh Gmsh v4.x)

.

.

(hasil mesh Gmsh v3.x)

.

.

.

.

Read More

minimal kebutuhan mesh untuk sebuah baut dan las

.

.

baut dan las merupakan bagian yg penting dalam analisa sambungan baja, penggunaan mesh yg effektif akan menentukan keberhasilan proses analisa pada program FE. Hal tersebut dikarenakan jumlahnya yg akan sangat banyak, jika dilakukan analisa yg lebih detail dan menyeluruh dapat cukup dengan mesh dengan intensitas rendah atau kasar. Akan ada pilihan penggunaan jenis elemen yaitu linear dan quadratic, linear tetrahedral diketahui tidak dapat digunakan karena tidak akurat namun jenis linear hexahedral masih dapat digunakan karena tersedia pilihan imcompatible modes untuk perbaikannya.

.

.

.

karena dalam analisa FE akan memperhitungkan terjadinya kontak tumpu dengan lubang pelat maka untuk seperempat lingkaran ditetapkan sebanyak empat bagian elemen. Pada baut dengan diameter 20mm maka panjang satu tepian tersebut berkisar 4mm kurang. Mengenai arah memanjang banyak menganjurkan rasio elemen sebaiknya antara satu sampai tiga. Akan dicoba juga contoh uji sederhana dengan beban defleksi lateral kondisi tumpuan jepeit kedua ujung. Kriteria ygdipakai adalah nilai hasil maksimal tegangan leleh Von Mises terkait kegagalah baut akibat kombinasi gaya tarik, geser dan lentur (terkekang)

.

.

.

.

.

.

.

.

dari berbagi pendekatan  meshing menggunakan garis bantu partisi, terlihat yg terakhir cukup baik karena bentuk hexahedral mengikuti lingkaran pada tepian walau masih ada empat elemen pengisi yg agak distorsi bentuknya namun berada di dalam dengan tegangan lentur akibat kontak yg biasanya rendah. Meshing jenis minimal berikut dapat dicapai dengan mesher Gmsh ditentukan maksimum sama dengan radius, minimum adalah separuhnya diterapkan pada bagian Shank dan End. Bagian Nut nilainya dua kali angka tersebut.

.

.

.

.

berikut contoh uji sederhana kasus geser dan lentur tanpa gaya aksial, terlihat hasilnya pada bagian  badan baut (bolt shank) dapat selisih sampai 30% dibandingkan jenis elemen quadratic hexahedral (C3D20R), tingkat kesalahan atau kekurangan penggunaan elemen linear hexahedral (C3D8) ini akan tereduksi jika menggunakan contious mesh titik node menyatu bukan jenis Tie Constraint, kekangan tidak berlebih serta penggunaan nonlinear material memperhitungkan plastisitas.

.

.

.

.

.

elemen quadratic hexahedral (C3D20R) diketahui lebih akurat, dicoba dengan mesh yg lebih kasar dengan cara setting min/max dua kalinya. Hasilnya menunjukkan masih lebih akurat dibanding jenis linear incompatible (C3D8I), namun ini perlu tinjauan lanjut mengenai jumah persamaan yg diselesaikan dan juga pada masalah kontak.

.

.

.

.

sebearnya sya pribadi jarang menggunakan pada penerapan praktis dilapangan, namun khusus untuk baut prategang tulisan perlu buat terpisah karena ada beberapa metode. Perlu mempelajari lebih lanjut mengenai kelebihan dan kekurangan setiap metode g digunakan pada model, seperti pretension section, initial contion type stress, tightening atau translator connector.

.

.

.

.

.

Pada meshing komponen las tidak akan banyak pilihan karena bentukya yg terbatas hubungannya dengan jumlah tepian. Sebaiknya dibuat lebih rapat pada notch bagian kaki(toes) las tersebut, namun ini juga kelihatannya agak sulit perlu menentukan local mesh refinement yg artinya akan membuat pekerjaan lebih banyak dan lama. Perlu juga dicoba uji pada kasus sederhana  seperti T-stubs sebagai perbandingan, baik itu analisa elastis linear ataupun meninjau plastisitas material.

.

.

.

.

.

Kelihatannya lebih tepat menggunakan metode partisi lima bidang pembentuk solid body serta penggunanan metode transfinite/structured atau hexahedron (i,j,k). Bagian las yg berbentuk rumit dan melengkung seperti pertemuan pipa memungkinkan untuk mudah dicapai. Kekurangannya adalah terdapat elemen prism atau wedge yg mana untuk jenis linear kurang baik dan juga hasil uniform arah memanjang menjadi teralu rapat, namun hal ini juga dapat tidak terlalu masalah karena sifatnya sebagai pengisi atau pelengkap di salah satu sudut yg ditempatkan pada area pemisah (gap) pertemuan dua buah pelat atau profil baja.

.

.

.

.

dilakukan uji sederhana (elastik linear) seperti dibawah, hubungan antar permukaan dengan Tie Constraint sedangkan pada muka antar pelat tidak ada (gap)

.

.

.

model (A) menggunakan jenis linear elemen (C3D8I, C3D6) untuk kesuluruhan komponen

.

.

model (B) menggunakan jenis quadratic elemen (C3D20R, C3D15) untuk kesuluruhan komponen

.

model (C) menggunakan jenis quadratic elemen (C3D20R, C3D15) hanya pada komponen las

,

.

model (D)  sama dengan model (C) perbedaan pada mesh lebih kasar untuk komponen las

.

model las diatas kelihatannya terlalu rapat pada pembagian arah memanjang lajur las, ini disebabkan metode tranfinite dengan mesher Gmsh (PrePoMax) secara default menggunakan nilai uniform dengan rasio mendekati satu banding satu. Pembuatan kasar (coarsening) arah pembagi tersebut dapat dilakukan pada tepian yg dipilih, sebagai contoh seperti dibawah.

.

.

.

.

.

.

.

.

Read More