pembuatan model las pertemuan baja tubular (3D CAD)

untuk tujuan ketelitian, las (weld) pada model analisa FE perlu dibuat namun hal tersebut cukup rumit tanpa bantuan CAD yg baik mendukung. Salome CAD/CAE mempunyai kemampuan untuk itu, berikut langkah-langkah yg saya tempuh bertahap saat pemodelan, ini untuk model fillet weld sedangkan ujung profil tubular tidak ditentukan coakan chamfer untuk tambahan kekuatan las. namun dapat juga dibuat seperti itu dengan tahapan yg hampir sama.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

setelah model secara benar dibuat maka dapat dilakukan meshing automatic tetrahedral (second order activated) agar cepat pada modul SMESH. untuk tujuan ketelitian hasil analisa FE perlu diterapkan penghalusan pias (mesh refinement) pada daerah object las tersebut.

Read More

data desain baja dari berbagai negara

sya sering mencari rujukan hasil penelitian dan perhitungan kekuatan struktur baja pada kondisi khusus yg sedang sya minati, namun terkadang menemui kendala karena sumber dari berbagai negara. data kepemilikan penampang, baut dan las (dimensi lengkap dan mutu material) tidak dijelaskan secara rinci pada makalah tersebut. sehingga pembaca dibutuhkan mencari dari sumber lain sendiri.

.

(source : AISC, 2022)

.

walaupun hasil penelitian tersebut tidak dapat digunakan secara langsung karena perbedaan peraturan atau prosedur perencanaan baja di Indonesia, profil dan mutu material yg digunakan. namun dapat diketahui dan dibandingkan dari hasil nilai kapasitas nominal, yaitu sebelum dilakukan reduksi kekuatan material dan tinjauan gaya yg bekerja. mengenai faktor kombinasi beban adalah perkara berbeda dan memang seharusnya dipisahkan terlebih dahulu. karena prinsip desain LRFD yg dipakai mengambil angka aman dari faktor beban (load) kombinasi dan ketahanan (resistance) kekuatan material tereduksi dan tinjauan gaya yg bekerja.

mungkin karena rujukan Indonesia mengacu persis dari negara Amerika, akibatnya banyak mahasiswa, dosen atau praktisi yg mengabaikan hasil penelitian dari berbagai negara. padahal seharusnya tidak demikian, karena kenyataannya perkumpulan antar negara tersebut saling bertukar dan berbagi. sebagai contoh perencanaan struktur baja tubular hollow AISC yg banyak mengacu pada Comité International pour le Développement et l´Etude de la Construction Tubulaire yg mana perwakilan dari negara Amerika tidak ada (hanya Canada, Germany, Belgium, Spain, Australia, United Kingdom) 

Amerika (AISC)

Dimensi berbagai penampang (link)

• A35/36 (fy=36ksi,fu=58ksi)
• A53/106/139/381/501 (fy=35ksi,fu=60ksi)
• A131 (fy=34ksi,fu=58ksi)
• A529 (fy=42ksi,fu=60ksi)
• A500 Grade B (fy=46ksi,fu=58ksi)
• A992 (fy=50ksi,fu=65ksi)

Baut (Bolt)

• Nominal sizes (1/2,5/8,3/4,7/8,1,1+1/8),1+1/4,1+3/8,1+1/2 in)
• Type A325 (fy=81ksi~92ksi,fu=105ksi~120ksi) 
• Type A490 (fy=130ksi,fu=150ksi~170ksi) 

Las (Weld)

• E60XX (fy=48ksi,fu=60ksi)
• E70XX (fy=58ksi,fu=70ksi)
• E80XX (fy=67ksi,fu=80ksi)
• E90XX (fy=77ksi,fu=90ksi)

Australia (AS)

Dimensi berbagai penampang (link)

Baut (Bolt)

• Nominal sizes (M3,4,5,6,8,10,12,14,16,18,20,22,24,27,30,33,36,39,42,48,52,64 mm)
• Class 4.6 (fy=225MPa, fu=400MPa)
• Class 8.8 (fy=580MPa~600MPa, fu=800MPa~830MPa)
• Class 10.9 (fy=830MPa, fu=1040MPa)

Las (Weld)

• E41XX (fy=410MPa,fu=..MPa) ?
• E48XX (fy=480MPa,fu=..MPa) ?

Canada (CISC)

Dimensi berbagai penampang (link)

• 44W/300W (fy=44ksi,fu=65ksi) atau (fy=300MPa,fu=450MPa)
• 50W/350W (fy=50ksi,fu=65ksi) atau (fy=350MPa,fu=450MPa)

Baut (Bolt)

• Type A325M (fy=660MPa,fu=830MPa)
• Type A490M (fy=940MPa,fu=1040MPa)

Las (Weld)

• E43XX/E60XX/E410XX (fy=360MPa,fu=430MPa)
• E49XX/E70XX/E480XX (fy=390MPa,fu=480MPa)

United Kingdom (BS) / Europe (EN)

Dimensi berbagai penampang (link1, link2, link3)

• S235 (fy=235MPa,fu=360MPa)
• S275 (fy=275MPa,fu=430MPa)
• S355 (fy=355MPa,fu=510MPa)
• S420 (fy=420MPa,fu=520MPa)
• S460 (fy=460MPa,fu=540MPa)
• S690 (fy=690MPa,fu=770MPa)

Baut (Bolt)

• Nominal sizes (M12,16,20,22,24,27,30,33,36,39 mm)
• Class 4.6 (fy=240MPa, fu=400MPa)
• Class 4.8 (fy=320MPa, fu=400MPa)
• Class 5.6 (fy=300MPa, fu=500MPa)
• Class 5.8 (fy=400MPa, fu=500MPa)
• Class 6.8 (fy=480MPa, fu=600MPa)
• Class 8.8 (fy=640MPa, fu=800MPa)
• Class 10.9 (fy=900MPa, fu=1000MPa)

Las (Weld)

• E35XX (fy=355MPa,fu=440MPa~570MPa)
• E38XX (fy=380MPa,fu=470MPa~600MPa)
• E42XX (fy=420MPa,fu=500MPa~640MPa)
• E46XX (fy=460MPa,fu=530MPa~680MPa)
• E50XX (fy=500MPa,fu=560MPa~720MPa)

China (GB)

Dimensi berbagai penampang (link)

• Q235 (fy=235MPa,fu=370MPa~500MPa)
• Q345 (fy=345MPa,fu=470MPa~630MPa)
• Q390 (fy=390MPa,fu=..MPa)
• Q420 (fy=420MPa,fu=..MPa)
• Q550 (fy=550MPa,fu=..MPa)
• Q690 (fy=690MPa,fu=..MPa)
• Q890 (fy=890MPa,fu=..MPa)

Read More

nilai parameter lekatan dan pengaruhnya

untuk menghubungkan dua buah komponen atau part yg menyatu dapat menggunakan Tie constraint atau Tied contact, untuk jenis Tie constraint maka pergerakan semua arah secara default aktif, namun untuk jenis Tied contact terlihat dapat disesuaikan. apakah ditentukan hanya arah normal atau transversal/tangential saja dengan nilai parameter dibuat sangat tinggi atau sebaliknya sangat rendah. 

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

terlihat jika kedua nilai slope the pressure-overclosure curve dan stick slope (shear stress - tangential displacement ratio) dibuat sangat tinggi maka kedua komponen akan mendekati menyatu begitu juga sebaliknya akan memisah tampa hubungan, kombinasi salah satunya akan mengikuti prinsip pergerakan arah normal dan transversal/tangential. 

selain bertujuan untuk pemodelan kondisi sliding, terlihat juga dapat juga dapat diterapkan kondisi lekatan sebagian (partially bonded) dengan penentuan nilai diantaranya, namun ini agak sulit perlu dilakukan trial-error dan juga verifikasi terhadap total gaya (tekan/tarik dan geser) yg diteruskan pada permukaan tersebut karena keluaran nilai tegangan maksimum disuatu titik tidak cukup memberikan kejelasan.

. 

Read More

toleransi jarak pemisah antar pelat sambungan las

.

.

pada beberapa tulisan sya sebelumnya diketahui pemodelan las yg terbaik adalah mesh continuous dibandingkan dengan Tie constraint atau Tied contact, namun ada kekurangan yaitu saat dilakukan operasi boolean merge komponen tersebut memerlukan sedikit jarak antar pelat agar ada gap pemisah. pemodelan geometry CAD dengan simulasi numerik elemen solid CAE tidak sepenuhnya sama persis dengan aktual, diperlukan beberapa penyederhaan atau simplifikasi. misal pada pada baut drat dan bentuk hexagon diabaikan. disederhanakan menjadi bulat saja,belum lagi jenis iNcluded atau eXcluded threaded hal tersebut bertujuan untuk memenuhi kebutuhan dan batasan mesher dan solver serta resource komputer hubunganannya dgn waktu penyelesaian masalah.

.

.

.

untuk komponen las juga diabaikan perlemahan profil akibat pengaruh panas (Heat Affected Zone) walau ini sebenarnya masih memungkinkan dimodelkan dengan dibuat pemisahanan atau partisi. dari berbagai model yg sya coba, terlihat toleransi jarak antar profil sebesar 0.1mm (0.003937007874016in) sudah mencukupi tanpa menimbulkan kendala pada mesher & solver.

.

.

.

.

nilai tersebut mungkin cukup dapat diterima, mengingat untuk panjang lengan las 10mm maka kesalahan geometri hanya 1%. 

.

.

atau dapat juga dicoba dengan toleransi sebesar 0.05mm (0.001968503937008in) jika diperlukan, seperti yg ditunjukan hasil diatas. terlihat tegangan kroteria leleh von Mises meningkat, namun ini akan terdistribusi saat diterapkan material nonlinear plastisitas. seperti ditunjukan hasil berikut, beban tarik keatas diterapkan sebesar 50% leleh penampang pelat.

.

(jarak pemisah 0.05mm)

.

( material plastis komponen las)

.

(jarak pemisah 0.1mm)

.

dari model diatas dengan jarak yg sangat kecil menunjukan juga penggunaan sistem satuan metric (SI) 'mm units' lebih mudah daripada satuan 'inch units' panjang tanpa melibatkan input angka dibelakang koma yg banyak.

Read More

gaya internal penampang pada model elemen solid

solver FE CalculiX mempunyai feature menampilkan gaya internal elemen balok (beam) secara langsung untuk tiap nodal penghubung dengan perintah Secton Forces. sedangkan untuk model dengan elemen solid juga dapat ditampilkan gaya internal penampang dari permukaan bidang yg ditentukan dengan perintah Section Print. berikut diberikan contoh sederhana model balok kantilver penampang Tee terbalik dengan beban terpusat, meshing element solid jenis tetrahedral quadratic.

.

.

.

.

.

.

Definisi permukaan penampang adalah pada setengah bentang (S-1) dan tumpuan (S-2).

.

.

.

terlihat hasil keluaran agak sedikit berbeda karena proses integrasi numerik pengaruhnya dgn kehalusan mesh, juga adanya suatu nilai untuk gaya normal dan torsi yg terjadi namun kecil dan dapat diabaikan.

kegunaan feature perintah atau keywords dari Section Print diantaranya adalah untuk mengetahui distribusi gaya internal penampang pada titik sepanjang bentang pada kondisi plastis, atau pengaruh model kekakuan sambungan baja yg semi-rigid. dengan sebelumnya membagi split atau partition model balok tersebut.

.

.

Read More

prediksi lentur balok beton bertulang

 pada beberapa tulisan sya sebelumnya telah membahas prediksi kuat geser dari berbagai kondisi,

• Prediksi kekuatan Balok beton bertulang (2009)
• melihat rujukan kuat geser balok beton tanpa begel (2011)
• lentur balok beton dgn adanya gaya aksial (2016)
• prediksi kuat geser balok beton tanpa tulangan sengkang (2017)
• geser pelat beton satu arah tinjauan dekat tumpuan (2017)
• labs betonnya apa sudah cukup besar? (2017) 

tulisaan ini mengkaji ulang untuk tinjauan perilaku lentur hasil program analisa penampang beton bertulang dari University of Toronto (Bentz, 2000)  terhadap hasil penelitian dan tulisan dari Institut Teknologi Sepuluh Nopember (Tambusay & Suprobo, 2019) yg menggunakan program ATENA.

.

.

(Source: Tambusay & Suprobo, 2019)

.

.

(Source: Tambusay & Suprobo, 2019)

.

.

berikut kajian ulang yg sya buat sebagai perbandingan, parameter material beton dan baja dibuat kesebandingan. sebagian data keluaran program ditampilkan juga.

.

.

.

.

.

.

.

.

terlihat hasil program berdasarkan metode Modified Compression Field Theory (Bentz, 2000) cukup baik prediksi kekuatan pendekatannya dengan simulasi FE nonlinear. kapasitas ultimit menunjukan cukup sedikit selisihnya, perbedaan lainnya pada bagian tekan sisi atas kondisi hancur (crushing) saja yg tidak terdeteksi oleh program ini. sedangkan untuk perbandingan dengan hasil uji fisik labs menunjukan dibawahnya (under estimated, safe) ditampilkan dengan tabel rasio berikut,

.

.

**need to be added,

3D nonlinear FE solver CalculiX

.

Read More