Minggu, 17 September 2017

lanjutan - Kepemilikan Penampang dgn program FE

lanjutan postingan sebelumnya, saat Code_Aster versi 9.0 tidak dapat berjalan di OS Windows 10 yg 32bit. sya mencari pc komputer seadanya di gudang, menemukan jenis Thin Client merk HP T510 karena hardisk bawaannya kecil maka saya lakukan modifikasi dgn menggunakan HDD laptop sya yg crack LCD nya kemudian sambungkan ke pc dgn kabel sata (data+power), ram juga sya sya ganti jadi 2giga. Linux yg digunakan Ubuntu variant Mate karena sya suka dgn desktop dan menu classic GNome, agak nge-lags saat menjalankan Salome-Meca 2013 kemungkinan besar karena driver VGA bawaan pc tertanam yg oldiest.

sebelum ke perhitungan kepemilikan penampang (section properties) sya melakukan uji sederhana modelling dan running dgn wizard bawaan analisa elastis untuk memastikan program (module Geom & Smesh serta Solver) dapat berjalan dan normal.

terlihat sudah berjalan normal, selanjutnya akan dilakukan analisa kepemilikan penampang profil baja hasil program bantu FE Code_Aster, dilakukan perbandingan dgn cara analitis dan rujukan text book.

... to be continue

.

Kepemilikan Penampang dgn bantuan FE

Kepemilikan penampang (section properties) seperti luas, inersia lentur, torsi, pusat geser, konstantan torsi dan warping, dll untuk penampang yg umum (pesegi, bulat, hollow, IWF) dapat diperhitungkan secara analytical atau rumus baku yg sudah ada dari banyak textbook. dengan cara analytical akurasi dapat dicapai untuk kepemilikan penampang luas, inersia, pusat geser. berbeda halnya untuk kepemilikan konstanta torsi dan warping, cara analytical hanyalah pendekatan itupun untuk penampang umum. diperlukan cara numerical dgn bantuan program elemen hingga (FE) seperti LUSAS atau Code_Aster. program general FE seperti SAP2000 versi belakangan sudah menyediakan sub-program atau features Section Designer, namun terlihat kurang lengkap dengan belum ditamikannya konstanta warpin dan ini mungkin disebabkan kerumitannya dalam perhitungan, selain itu Section Designer kesulitan dalam pemodelan object lenkung dan sembarang.

(sumber: code-aster.org)

dalam hal ini sya menggunakan program bantu FE dengan Salome untuk modeling dan Code_Aster untuk solver komputasi. adapun keyword perintah yg digunakan adalah MACR_CARA_POUTRE. adapun kepemilikan penampang yg dihitung oleh Code_Aster adalah sebagai berikut,

screenshot diatas diambil dari dokumentasi manual PDF website http://www.code-aster.org

Salome-CAD untuk pemodelan dengan pemamfaatan feature NoteBook untuk masukan untuk study parameter, sehingga cukup merubah variable dimensi saja untuk jenis penampang yg sama.

penentuan group tepian (edge) sebagai batasan luar atau boundaries.

mencari nomer titik origin

instalasi Code_Aster V9.0 di windows 32 bit distribusi dari www.necs.fr

setting data masukan untuk perintah perhitungan kepemilikan penampang.

running solver masih belum berhasil, kemungkinan distribusi Code_Aster dari NECS Company ada bugs pada saat berjalan di computer sya dgn OS Windows 10 (32bit) terlihat solver Code_Aster disisi kanan menu ASTK tidak tampil. Dibawah sya mencoba dengan cara manual perintah pada command prompt, masih juga belum berhasil dan menunjukan file tidak ditemukan, terlihat mungkin ini disebabkan perbedaan tanda pemisah directory pada OS Windows dan OS Linux berbeda, terbaliknya tanda "/" dengan "\"

belakangan ini ada support dari perorangan atau group untuk berjalan di OS Windows yg dapat didownload di https://code-aster-windows.com namun hanya disediakan untuk 64bit.

program CAD/FE yg opensource memang hanya di support penuh pembuatnya untuk OS Linux, jika ingin berjalan stabil ya pengguna perlu menyesuaikan. sya juga sebelumnya ada laptop terpisah dedicated khusus OS Linux namun tahun lalu LCD nya crack by accident karena jenis glass yg riskan benturan, nanti mau repair/replace dulu.

(sumber: code-aster.org)

khabar baiknya Salome-Meca 2017 juga baru di release beberapa hari yg lalu, banyak feature signifikan dan baru seperti adanya module AsterStudy yg menggantikan ASTK/EFICAS untuk manajemen data masukan; element, material properties, loads, boundary, surface contact definition, etc. Salome-Meca baik yg terbaru maupun versi sebelumnya hanya berjalan di OS Linux.

Linux CAE, funny computing, my second laptops arghh.. what's your destiny now. i'll change! just be patient.

parametric study dgn SALOME-CAD/CAE

suatu desain memerlukan proses trial-error atau proses perubahan suatu parameter untuk mencari desain yg optimal memenuhi syarat keamanan dan ekonomis. suatu pemahaman yg keliru jika seorang perencana hanya memperhatikan salah satu aspek saja, perlu keduanya namun hal yg paling diutamakan adalah aspek keamanan desain (safety) sedangkan aspek ekonomis adalah setelahnya. karena factor keunikan tersebut yaitu adanya trial-error maka suatu desain akan cenderung berbeda antara perencana satu dgn perencana lain bahkan dengan perencana yg sama akan menghasilkan desain yg berbeda karena kurun waktu yg berbeda.

(sumber: Grozdanovic et al, 2006)

hal tersebut biasa disebut dgn engineering judgment ditujukan untuk sesuatu yg belum dapat dipastikan pendekatan keadaannya (uncertainty) misal hal khusus pada pembebanan, metode pelaksanaan terhadap kualitas, asumsi pengabaian suatu faktor dan tingkat ketelitian analisa struktur baik itu adalah member maupun connection dan tumpuannya, memang sebagian besar hal tersebut sudah dimuat dalam peraturan perencanaan (codes) namun pendapat pribadi saya masih terkesan absurb atau rancu kurang jelas pemisahnya terhadap angka aman penyimpangan dalam analisa strukturnya karena dalam codes dimasukan kedalam angka aman pembebanan dan material. berapa persen angka aman terhadap penyimpangan dari analisa struktur (?)

ketelitian analisa struktur dapat tercapai dgn menggunakan FEA element solid 3D dgn ikut memperhitungkan pengaruh nonlinear geometry, material dan contact, namun untuk daily practice karena tingginya resource biasanya direduksi dgn element yg mempunyai DOF lebih rendah dgn tanpa mengabaikan ketelitian. berbeda untuk perbandingan dgn research atau laboratory test maka akan cukup di modelkan sekali saja, berbeda untuk tujuan desain karena adanya trial-error untuk optimalisasi maka program CAD dan CAE perlu mempunyai kemampuan parametric study seperti SALOME dgn feature NoteBook dan Scripting Python, program komersil seperti Abaqus CAE juga mempunyai feature scripting tersebut. program SAP2000 juga menfasilitasi untuk tujuan tersebut dgn adanya API. fasilitas scripting atau API dapat powerful menggunakan hampir semua akses yg ada pada GUI secara otomatisasi perintah namun cukup rumit karena menggunakan bahasa pemrograman, sedangkan fasilitas NoteBook pada Salome lebih mudah karena tidak melibatkan bahasa pemrograman namun cukup dengan table nilai variable yg diperlukan saja.

seperti contoh sederhana berikut adalah pembuatan object atau model (point) dan meshing serta penerapan goup dari boundary condition (load & constraint), semua input data maskan pada dialog box dapat bernilai variable atau nilai.

fig 1

fig 2

fig 3

fig 4.

fig 5

fig 6

fig 7

fig 8

fig 9

penentuan group permukaan untuk penerapan beban dan tumpuan, sehingga lebih memudahkan untuk solver FE seperti Code_Aster atau CalculiX.

fig 10

fig 11

setelah object solid dan group permukaan dibuat maka selanjutnya adalah proses meshing, untuk otomatisasi akan mudah dengan element tetrahedral atau hexahedral dominant cukup dengan beberapa parameter meshing namun jika yg diinginkan adalah alement hexahedral full maka perlu dilakukan partisi sebelumnya serta penenetuan edge division yg konsisten untuk keberhasilan proses meshing.

fig 12

fig 13

fig 14

jika telah berhasil sampai tahap diatas maka sudah dapat dilakukan parametric study dengan cukup merubah niali variable pada NoteBook seperti gambar diatas lalu tekan tombol Update Study. maka Salome akan melakukan re-modeling and re-meshing serta re-grouping secara otomatis.

fig 15

fig 16

Contoh lain solid pesegi dengan coakan, penentuan base center dari object tabung, penambahan variable diameter tabung pada NoteBook, Boolean operations, partisi object solid untuk meshing full hexahedral element (in progress).