pengaruh distorsi mesh element FE #2

kelanjutan dari sebelumnya, pada postingan ini menggunakan element solid.

.

.

.

.

.

.

.

.

model lain dengan penggunaan element solid quadratic,

.

.

.

.

.

.

grafik perbandingan,

.

selisih maksimum sebesar 2.46% (linear) dan 0.28% (quadratic)

.

selisih maksimum sebesar 10.06% (linear) dan 2.29% (quadratic)

.

selisih maksimum sebesar 10.06% (linear) dan 2.29% (quadratic)

.

selisih maksimum sebesar 14.14% (linear) dan 3.44% (quadratic)

.

selisih maksimum sebesar 2.94% (linear) dan 1.75% (quadratic)

.

dari grafik hasil perbandingan diatas terlihat penggunaan element quadratic dapat mereduksi kesalahaan model yg terdapat distorsi mesh.

* FE solver CCX

Read More

pengaruh distorsi mesh element FE #1

meshing FE yg baik biasanya adalah jenis beraturan (structured mesh) dan lebih baik lagi dilakukan gradasi (biased) mengikuti distribusi tegangan terkonsentrasi. namun untuk tujuan pemodelan secara cepat membutuhkan algoritma meshing yg semi atau otomatis penuh seperti full quad atau quad dominant, kebanyakan hasil mesh yg didapat adalah dalam konfigurasi tidak beraturan (unstructured mesh), dalam hal ini perlu peninjauan ulang kwalitas mesh dan dibutuhkan perbaikannya.

(sumber: Bischoff etal, 2008)

dilakukan perbandingan hasil dari konfigurasi meshing diatas terhadap beban sejajar bidang. element yg digunakan adalah jenis shell Mindlin thick plate untuk pelat lentur keluar bidang dan kekakuan geser serta membrane untuk sejajar bidang.

peninjauan kualitas meshing,

hasil analisa,

ditampilkan dalam grafik perbandingan,

selisih defleksi maksimum sebesar 2.32%

selisih tegangan von Mises maksimum sebesar 5.39%

selisih tegangan arah vertikal UU maksimum sebesar 29.74%

selisih tegangan arah horisontal VV maksimum sebesar 115.48%

selisih tegangan arah UV maksimum sebesar 55.85%

dilakukan perbandingan lain terhadap pengaruh penggunaan element quadratic,

berikut grafik perbandingan hasil dgn sebelumnya yaitu jenis element linear,

selisih defleksi maksimum sebesar 2.32%

selisih tegangan von Mises maksimum sebesar 2.71%

selisih tegangan arah horisontal UU maksimum sebesar 26.37%

selisih tegangan arah vertikal VV maksimum sebesar 83.27%

selisih tegangan arah UV maksimum sebesar 68.23%

pada hasil defleksi dan tegangan kriteria leleh von Mises hasilnya tidak terlalu berbeda signifikan, namun pada hasil tegangan arah vertikal, horisontal dan geser hasilnya dari berbagasi konfigurasi distorsi element menunjukkan hasil yg cukup berbeda dan tidak dapat diabaikan. jenis model dgn distorsi element yg paling mendekati dan tidak berpengaruh besar pada permasalahan ini adalah model "C" , "E" dan "H".

dari grafik perbandingan diatas pada permasalahan tegangan bidang akibat beban sejajar bidang (inplane load), terlihat perbaikan dengan peningkatan akurasi penggunaan element quadratic tidak dapat banyak berpengaruh. hal ini dapat dipahami bahwa peninjauan kwalitas element serta perbaikan dengan menghindari distorsi bentuk element diperlukan untuk mencapai hasil yg reliable.



... need to be added,

case in bending w/o inplane load

Read More

ikatan antar mesh (FE) yg tidak bertemu

pada analisa FE standard pertemuan antar mesh pada satu joint (coincidence) merupakan suatu keharusan, namun program FE yg advanced saat ini sudah memberikan kemudahan dengan menfasilitasi dengan bonded contact atau tie constraint. program FE yg general purpose SAP2000 juga menfasilitasi dengan adanya penerapan edge constraint pada mesh yg tidak bertemu tersebut.

seperti contoh diatas, pelat baja tebal 20mm dengan dimensi 300mm x 200mm yg terhubung dengan pelat tegak berdimensi 150mm x 50mm arah diagonal sembarang dengan beban terhadapnya, terlihat mesh yg tidak bertemu.

jika menggunakan program FE standar maka akan gagal, perlu diterapkan hubungan muka pelat tersebut yg diterapkan sperti kontak adanya master dan slaved face. perbedaannya pada bonded contact atau tie constraint merupakan sambungan ideal tanpa adanya interaksi kontak dan friksi.

fig. 1 mismatched FE mesh

fig. 2 master surfaces

fig. 3 slaved surfaces

fig. 4 vertical deflection

fig. 5 von Mises stress

Bending moment Y & X

Twisting moment XY

contoh diatas dengan menggunakan elemen solid,

Dokumentasi dari Abaqus & CalculiX,

(sumber, HKS)

(sumber: Dhondt)

***updates

berikut perbandingan hasil analisa meshing standard dengan pertemuan antar node elemen shell quadratic,

pemodelan dan meshing dengan program bantu SALOME 7.7.1 dengan algoritma Netgen 2D quad dominant.

terlihat penggunaan bonded contact pd elemen shell cukup reliable dan mempercepat modelisasi, hasil defleksi menunjukan mendekati atau dapat dikatakan sama. perbedaan pada distribusi tegangan kriteria leleh von Mises yg mana pada model bonded contact nilai maksimum berada pada pertemuan pelat tegak sedangkan cara standar mesh menerus menunjukan pada bagian sisi tumpuan pelat, hal ini kemungkinan disebabkan rumusan MPC's yg diterapkan pada FE codes.



... need to be add,

a result comparison : continuous mesh with coincided nodes for element
shell& solid.

*FE solver: MW/CCX

Read More