Kamis, 20 Februari 2025

analisa penampang baja berdinding tipis dgn elemen shell

.


.

sudah banyak diketahui bahwa untuk penampang baja yg compact maka rumus pendekatan mengenai kapasitas darai peraturan baja code sudah cukup baik, namun untuk penampang yg tipis, pipih atau slender masih terdapat selisih berarti dan menjadikan penelitian berkelanjutan untuk itu. Kebanyakan laporan penelitian untuk jenis thin dan slender ini adalah hasil uji laboratorium fisik dan juga perbandingannya dengan program elemen hingga nonlinear seperti Abaqus atau Ansys, elemen yg digunakan biasanya adalah 2D linear shell dengan empat node, sedangkan jumlah integrasi point pada ketebalan pelat dapat ditentukan oleh pengguna. Formulasi dari program elemen hingga komersial tersebut adalah pengembangan dari jenis klasik atau konvensional. Implementasi tersebut berbeda sekali dgn CalculiX yg secara langsung melakukan pendekatan yg berbeda, elemen 2D shell dilakukan expansi terhadap sumbu normal menjadikan elemen solid 3D dan penerapan constraint pada tumpuan, beban maupun kondisi tertentu seperti pertemuannya. Kekurangan pada jumlah elemen pada ketebalan yg hanya satu dilakukan perbaikan dengan fungsi composite menjadikan berlapis sehingga jumlah integrasi point juga bertambah duakali lipat dari lapis yg ditentukan. Pengalam sya pribadi menggunakan elemen shell di CalculiX menunjukkan bahwa pembuatan berlapis tersebut bukan hanya saja meningkatkan ketelitian namun juga menghindari locking karena deformasi besar. Hal khusus yg perlu diperhatikan pada model elemen shell adalah penentuan kekangan translasi dan rotasi yg perlu diterapkan pada sumbu lokal ditentukan user baik itu untuk sistem koordinat cylindrical maupun rectangular, times increment juga perlu dibuat lebih halus dan rapat.

berikut adalah beberapa analisa penampang baja berdinding tipis, analisa yg ditinjau adalah deformasi besar dengan plastisitas material, ketidak sempurnaan geometri diambil dari salah satu bentuk ragam tekuk eigen. Hasil running di solver CalculiX menunjukkan jenis analisa rumit dan kompleks kondisi leleh penuh ini masih cukup mudah dan cepat mencapai  konvergensi, menarik untuk dibandingkan dengan model elemen solid secara langsung walau diperkirakan model elemen shell lebih efektif terkait jumlah node dan element.

keterbatasan lain untuk analisa jenis ini pada CalculiX adanya algoritma solver yg didukun saat ini hanya Newton-Raphson, sedangkan Riks yg ada pada Abaqus belum tersedia. Namun hal tersebut bukanlah kendala berarti untuk baja struktural karena post-buckling kondisi snap-trough atau snap-back kurang menjadi perhatian, awal terjadinya tekuk sudah menjadikan indikasi kegagalan elemen atau komponen struktural. Hal lain adalah penerapan beban adalah gaya kurang baik dalam mencapai konvergensi, namun penerapan beban adalah defleksi masih dapat digunakan. Kurva kapasitas yg biasanya dibuat hubungan beban gaya dan defleksi atau rotasi dibuat dari hasil keluaran reaksi tumpuan atau gaya penampang pada permukaan penampang terhadap rekaman deformasi suatu titik atau node. Masalah konvergensi biasanya diakibatkan dari mesh yg tidak mencukupi daerah transisi dekat takikan atau lekukan, penghalusan mesh daerah transisi tersebut sebaiknya diambil sepertiga sampai seperempat dari lebar atau tinggi sayap atau badan.

pemodelan penampang pada sebuah member balok atau kolom merupakan fungsi extrussion untuk yg lurus atau revolve untuk yg lengkung, sebelumnya sya telah membuat program konversi DXF ke FBD format preprocessor CalculiX yaitu CGX. Program kecil dxf2fbd yg sya simpan di GitHub tersebut dapat membantu mempercepat dalam modelisasi karena base dari penampang baja yg rumit dibuat pada program CAD umum dgn kemudahan dan presisi. Setelah jadi format FBD juga dapat ditentukan dimensinya untuk studi parameter berbagai ukuran dan panjang batang pada jenis penampang yg sama.

.


.


.


.

.


.


.


.

.

.


.


.

,


.



.


.


.


.


.


.


.


.



,


.


.


.


.



.


.


.


.


.


.


.


,


.


.


.


.


.



.

0 komentar:

Posting Komentar