Minggu, 04 Februari 2018

distribusi beban terkonsentrasi ke elemen solid

pasa postingan sebelumnya, sya sudah mencoba menggunakan rigid constraint pada profil WF terhadap beban titik terkonsentrasi (tarik, geser & momen) namun hasil yg didapat menunjukan permukaan penampang tidak berubah bentuk karena pengaruh angka poison dan warping diabaikan. CalculiX versi saat ini (2.13) mempunyai fetures *COUPLING jenis *KINEMATIC dan *DISTRIBUTING dan berikut sya mencoba menerapkan untuk masalah sederhana,

case (1) akibat beban tekan,

case (2) akibat beban tarik,

case (3) akibat beban geser satu arah,

case (4) akibat beban geser dua arah,

case (4) akibat beban puntir atau torsi,

ada yg belum berhasil saat menerapkan beban lentur Mx, My dan kombinasinya (Mx+My), solver menunjukan Job Finish namun semua hasilnya null dan menampilkan beberapa peringatan bahwa penentuan distrubed coupling diabaikan.

ada issue dari pengguna lain bahwa distribusi coupling tidak berjalan baik di versi terbari (2.13) sya mencoba downgrade ke versi sebelumnya (2.12),

berikut estimasi perhitungan tangan secara kasar tinjauan gaya tarik/tekan dan geser sebagai pembanding,

mencoba cara lain dengan penggunaan elemen DCOUP3D, program hanya berjalan jika beban yg bekerja adalah translasion dan tarnsversal, tidak dapat digunakan untuk beban rotational. hasil yg didapat sama dengan penggunaan cara coupling sebelumnya.

perbandingan dengn cara penggunaan RBE, hanya deformasi dan tegangan von Mises yg ditampilkan untuk mempersingkat.

tahap selanjutnya sya akan mencoba menggunakan feature tsb untuk menghubungkan dengan element balok sehingga dapat mereduksi banyak node/element dan tentunya waktu modeling/solver pada model struktur keseluruhan. dokumentasi dari ABAQUS adapt digunakan sebagai rujukan namun pembuat software CalculiX mengingatkan bahwa mungkin tidak sama persis, berikut rujukannya dari presentasi HKS/Abaqus Inc (2005).

* updates

solver CalculiX berhasil running dan menampilkan hasil namun sya belum review cepat hanya sekilas saja yg terlihat adalah tampilan kontur tegangan yg tidak sesuai serta deformasi balok yg terlalu besar diluar perkiraan, perlu dicari penyebabnya (?).

melihat pesan peringatan dari program ini mirip dengan masalah sebelumnya tanpa elemen balok, diabaikannya momen lentur yg diftansfer ke permukaan bidang elemen solid. atau apakah ini hanya bugs pada program interfaces, sya coba dengan interfaces bawaannya dan menunjukkan hasil yg sama yaitu terbalik, mungkin juga disebabkan penentuan bidang orientasi (?) padahal dalam manual menyebutkan hal tsb adalah hanya opsional dan ini ditunjukkan dengan berhasilnya running pada kasus tanpa adanya elemen balok.

Note: interface and solver MW/CCX

kekakuan lateral tiang untuk analisa struktur atas

asumsi tumpuan ideal pada analisa struktur atas (frame) mempunyai keterbatasam karena pastinya akan berbeda dengan kondisi sesungguhnya terutama pada kolom yg tidak diikat dengan sloof karena alasan jarak antar kolom jauh seperti pada struktur bentang panjang atau pier jembatan. tanah adalah material yg tinggi tingkat nonlinearitasnya, pengaruh lapisan dan air tanah serta beban dan reaksi tiang dari sebelahnya. pada analisa jembatan atau dermaga dikenal dengan kedalaman penjepitan saat memodelkan tiang pondasi tersebut, panjang diasumsikan pada kedalaman tertentu misal 1/4 atau 1/3 panjang tiang. pada postingan kali ini sya mempelajari ulang asumsi tersebut dgn bantuan program OpenSEES dan interface grafis dari SimCenter,

tingkat kerumitan dalam meprediksi perilaku tiang tunggal dan banyak menjadikan beberapa peneliti mengarah ke penggunaan FE solid element berserta nonlinearitas material tanah, seperti grafik perbandingan dibawah. dapat dilihat pada kasus tersebut metode elastis menghasilkan prediksi yg under-estimates sedangkan metode p-y (Reese, 1974) menghasilkan prediksi yg over-estimated perbandingannya dengan uji eksperimental,

(sumber: Elgamal et al, 2011)

lapisan tanah mempunyai tiga lapis dan adanya muka air. data karakteristik tanah yg digunakan adalah sbb,

data karakteristik tiang dan kedalamannya adalah sbb,

beban lateral yg ditinjau adalah mulai 500kgf sampai dengan 5tonf, dan berikut sebagian hasil yg ditampilkan.

defleksi lateral (m),

Diagram Momen (kN*m),

Diagram geser (kN),

ditampilkan dengan grafik perbandingan,

pada kasus yg ditinjau kali ini dari grafik diatas menunjukan bahwa asumsi kedalaman penjepitan lateral (1/4L) panjang tiang hanya menunjukan hasil yg mendekati untuk perhitungan lentur tiang yaitu momen maksimum, namun pada perhitungan defleksi lateral hasilnya cukup jauh dan tidak dapat diabaikan. adapaun rujukan metode, asumsi dan landasan teori yg digunakan oleh OpenSEES adalah sbb,

parameter modulus geser yg sya gunakan diambil pendektan dari FHWA,

ingin mempelajari lebih lanjut dari input data masukan, namun sayang feature export belum didukung.

... need to be add,

grafik perbandingan dengan asumsi rigid pilecap
gaya lateral ditahan 2 dan 3 baris tiang
studi parameter dan variabel kepemilikan material tanah
3D FE analysis with OpenSEES another graphical interfaces
3D FE analysis with CalculiX using modified MC material for soil

meshing FE hexa dominant dgn metode extrusion #2

pada postingan sebelumnya, ada berbagai model yg masih gagal dan kurang baik hasil meshing yg didapat. kali ini adalah perbaikannya,

contoh (1) bracket dengan pelat pengaku, hasil sebelumnya pertemuan node mesh pada muka bidang cukup jauh perlu perbaikan dengan tambahan partisi,

meshing bagian utama bracket, menghasilkan 90.26% hexa.

perbaikan mesh bagia lekukan dan lingkaran, menghasilkan 90.4% hexa

perlu dicoba ulang perbaikan lain dgn tanpa meshing model bagian yg dipisah agar dapat menghindari penerapan bonded contact. sebenarnya model bracket diatas tidak terlalu rumit dan masih memungkinkan dengan meshing structured hexahedral dengan ditambahkannya banyak partisi lagi, namun saat ini tidak dibuat dan mungkin nanti hanya digunakan sebagai pembanding hasil analisa distribusi tegangannya saja.

model pegas, menghasilkan 86.36% hexa.