elemen shell 3d continuum pada permasalahan "Raasch Hook"

study konvergensi penghalusan mesh & perilaku elemen shell 3d continuum pada solver FE CalculiX, kasus berikut biasa dipakai untuk benchmark elemen shell pada banyak software FE. karena pada saat itu (1990) Raasch dari BMW mendapati keadaan selisih atau kesalahan pada hasil output saat menggunakan sofware FE NASTRAN elemen QUAD4.

geometri seperti terlampir dengan ketinggian pelat H=20in, tebal T=2in, Modulus Elastisitas E=3300psi dan Nilai banding poisson v=0.35

.

.

awalnya ditinjau dengan elemen shell standard (Mindlin Thick Plates) jenis quadratic pada sofware FE LISA/Mecway.

.

.

.

.

.

sebagai acuan referensi diambil dari pustakan Knight (1997) nilai defleksi vertikal adalah sebesar 4.9352in, sedangkan merujuk pustaka Wenzel etal (2002) yg dilakukan secara analitis (closed form solution) nilai defleksi vertikal adalah sebesar 4.7561in

berikut dicoba ulang menggunakan elemen linear, hasilnya solver FE LISA/Mecway penggunaan elemen QUAD4 memberikan hasil keluaran yg tingkat kesalahannya sangat besar atau menyimpang namun penggunaan elemen shell 3d continum S4 dengan solver FE CalculiX masih cukup mendekati dengan rujukan,

.

.

terlihat penggunaan elemen shell 3d continuum dengan solver FE CalculiX lebih akurat dibandingkan shell standard (Mindlin Thick) pada solver FE LISA/Mecway dan mungkin software FE lain yg menggunakan formulasi sama.

using layered shell 3d continuum element (S8R Composite)

(d=0.127m=5.0in)

.

menurut rujukan pustaka MacNeal etal (1998) penyebab keadaan tersebut adalah akibat rumus penentuan bidang normal elemen shell QUAD4 sehingga menjadikan ketidakmampuan menyalurkan gaya puntir secara benar.