meshing object baut elemen hexahedral dgn metode extrusion

.

.

analisa sambungan baja dengan baut pada penerapannya akan sangat banyak dan rumit pada definisi kontak antar permukaannya, elemen jenis linear hexahedral baik itu jenis incompatible (C3D8I) atau reduced (C3D8R) diketahui cukup effektif  dan tercepat mencapai konvergensi. Kendala adalah pembuatan partisi menjadi akan sangat banyak, ada cara lain yaitu semi automatis dengan metode extrusion pada mesher GMSH program bantu grafis PrePoMax. Bagian badan baut (shank) dan kepala baut (head and nut) perlu dipisah pada geometri lalu dihubungkan penerapan glue atau tied contact pada elemen hingga CalculiX. Kelebian meshing dengan metode tersebut adalah kendali jumlah elemen pada suatu ketebalan, terutama pelat sambungnya. Setidaknya menerapkan jumla sebanyak empat lapis untuk jenis tereduksi (C3D8R) dan dua buah jenis incompaatible (C3D8I).

.

.

berikut meshing yg sya terapkan untuk sebuah object baut dengan diameter badan 20mm, diameter head dan nut 40mm dan panjang baut 50mm.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

jika diinginkan mesh yg menyatu tanpa perlu menreapkan tie constraint atau tied contact, maka jumlah part pada sebuah baut perlu lebi banyak dipisa menjadi lima buah. Mesh hexahedral yg dihasilkan akan menjadikan node yg berimpitan dan bertemu (coincident) sehingga dapat kemudian disatukan dengan perintah merge pada tahap selanjutnya. Akurasi juga dapat ditingkatkan dengan penggunaan elemen hexahedral jenis quadratic (C3D20), pastikan mid-sdie nodes mengikuti lengkung geometry.  Konsekuensi dari penggunaan jenis elemen tersebutadalah jumlah node yg banyak, biasanya membutuhkan super komputer yg multi-cores dan memory besar (128Gb s/d 512Gb) agar dicapai waktu yg cukup cepat (acceptable) karena proses desain dan optimalisasi adala merupakan tahap trial-error.

.

.

.

.

 Jika hanya untuk suatu perbandingan  yg diketahui jawabannya dari hasil laoratorium, proses running mungkin hanya sekali jalan maka komputer rumahan dengan jumlah core 4 dan memory 32Gb atau 64Gb dapat mencukupi dengan kesabaran menunggu selesai running. Hal tersebut menunjukkan bahwa meshing linear hexahedral (reduced) dengan metode extrussion akan sangat membantu kelayakan komputer biasa kelas rumahan untuk analisa sambungan baja yg rumit dengan jumlah baut banyak.

.

.

berikut penentuan jumlah part sebanyak lima buah dan penggunaan merge coincident nodes untuk menghindari glue atau tie constraint yg mungkin menyebabkan bermasalah padamodelsebelumnya diatas jika permukaannya juga ada penentuan bidang kontak dengan pelat pada saat ditempuh analisa model penuh sambungan baja.

.

.

.

.

.

.

.

reduksi jumlah mesh pembagi agar node dapat lebih sedikit, terlihat hasilnya mencukupi karena secara prinsip gaya baut yg bekerja dominasi tarik. Meshing bagian badan  baut terdapat enam element pada diameternya sehingga akan mencukupi juga untuk kondisi geser dan lentur. Hasil elemen linear hexahedral ditampilkan, dua buah elemen pada ketebalan nut dan kepala baut  sudah mencukupi untuk transfer gaya akibat kontak namun khusus untuk bagian profil, end plate atau gusset dibutukan setidaknya empat buah elemen pada arah ketebalannya.

.

.

.

.

.

hasil meshing sebelumnya terliat terlalu rapat [ada bagian inti badan baut, diameter polygon segi dalam ditentukan setengahnya dan perlu sepertiga agar lebih merata. Sebagai tambahan informasi, pendekatan modelisasi ini dapat berguna untuk kepentingan lain yaitu adanya baut prategang penuh atau sebagaian yg dikerjakan pada permukaan bidang pertemuan anatara baut dan mur. Diterapkan kompatibilitas perpindahan (displacement) atau gaya (force) kemudian taap analisa kedua merubah jenis kontak sehingga transfer gaya geser dan lentur dapat terwakilkan dengan baik. Kelebihan lainnya adalah permintaan gaya internal baut dapat ditrapkan langsung pada bidang potongannya.

.

.

.

.

.