dilakukan oleh Syam B [6]. Dengan bentuk material uji spesimen yang sama ingin dibuktikan harga ketangguhan retak melalui proses simulasi elemen hingga.
Pada pengujian ini beban impak diperoleh dari tegangan yang masuk ke spesimen dengan terlebih dahulu harus mengetahui diameter input bar dan tebal
spesimen. Melalui simulasi ini juga akan diketahui propagasi tegangan yang terjadi di dalam spesimen.
4.2. Simulasi Elemen Hingga dan Intrepretasi Hasil
Proses simulasi dimulai dengan mendefinisikan sifat material, membuat geometri dan pengaturan mesh, menentukan kondisi batas, memberi beban serta
melakukan analisa dinamis. Intrepretasi hasil dapat diperoleh setelah dilakukan proses analisa.
4.2.1. Simulasi elemen hingga
Program simulasi ini dibuat dengan menggunakan software MSC NASTRAN for Windows. Hasil yang akan diperoleh dari simulasi tersebut merupakan suatu
informasi untuk melihat dan mengklarifikasikan hasil uji impak. Dan yang perlu diperlihatkan dari hasil tersebut adalah penomena timbulnya inisiasi keretakan dan
menduga pola retak yang akan terjadi. Distribusi tegangan dan variasi waktu ditampilkan dalam bentuk kontur dan grafik.
Untuk menyederhanakan pada proses simulasi, spesimen digambarkan setengah geometri karena bentuknya yang simetri, dalam hal ini memakai elemen
dengan empat node isoparametrik. Demikian pula dalam membuat mesh dapat diatur
Universitas Sumatera Utara
dengan memperkecil ukuran mesh fine mesh pada daerah sekitar ujung retak sebagaimana yang ditunjukkan oleh gambar 4.1. Dari proses diskritisasi pada
spesimen, menghasilkan 335 elemen jenis isopametrik dan 373 node. Gambar 4.2. menunjukan besarnya beban yang diberikan dapat dihitung berdasarkan tegangan
yang masuk spesimen. Bentuk dan besar beban impak yang diberikan pada simulasi ini adalah beban
yang didapat dari hasil uji impak. Beban diberikan pada empat node jarak tiap node 2,5 mm karena input bar yang digunakan berdiameter 15 mm. Pemberian kondisi
batas constraint pada spesimen dilakukan sepanjang garis simetri, yaitu mulai dari bawah sampai pada batas ujung retak dengan membebaskan arah sumbu X seperti
ditunjukkan pada gambar 4.3.
X Y
Z
Gambar 4.1. Pengaturan mesh
Universitas Sumatera Utara
Dari hasil pengujian yang telah dilakukan peneliti terdahulu [6] diperoleh besarnya tegangan insiden 50 MPa t = 200
μs, dan dengan mengalikan harga tegangan tersebut dengan luas penampang yang mengalami pengimpakan diperoleh
besarnya beban impak 1500 N t = 200 μs.
Gambar 4.2. Pemberian beban pada spesimen Penempatan lokasi beban impak pada masing-masing node sejarak setengah dari
diameter input bar, dan besar beban pada tiap-tiap node.
156 156
X Y
Z 156
156 156
156 156
156 156
156 156
250. 250.
500.500.
Gambar 4.3. Pemberian beban dan kondisi batas
Universitas Sumatera Utara
Dari proses simulasi pada gambar 4.3 dapat dijelaskan bahwa, pada kondisi batas bagian yang diikat fixed adalah bagian 1,5,6 sedangkan arah X atau bagian
2,3,4 dibebaskan X simetri. Besar beban 1500 N dapat dibagi pada masing-masing node secara berturutan yaitu 250, 500, 500, 250 N.
-40 -30
-20 -10
10 20
30 40
400 800
1200
Time micros e c St
re s
s M
p a
Gambar 4.4. Grafik waktu vs tegangan pada lokasi strain gauge 3 [6] Fungsi dinamik dapat digambarkan melalui grafik fungsi sinus dengan
mengetahui waktu rambat gelombang tegangan pada spesimen dengan membuat persamaan fungsi sinus pada sudut 180
yang merupakan garis lurus. Waktu yang digunakan untuk fungsi grafik t = 200
μs dari hasil pengujian eksperimen [6] dimana
0. 0.0667
0.133 0.2
0.267 0.333
0.4 0.467
0.533 0.6
0.667 0.733
0.8 0.867
0.933 1.
0. 0.0000167
0.0000333 0.00005
0.0000667 0.0000833
0.0001 0.000117
0.000133 0.00015
0.000167 0.000183
0.0002
Gambar 4.5. Grafik Fungsi Dinamik
Universitas Sumatera Utara
x = 0, To x = 200 μs seperti gambar 4.5 menunjukkan grafik fungsi dinamik pada
arah X 0 – 200 μs dan arah Y 0 – 1 – 0.
Analisa beban dinamik dapat dilakukan untuk mengetahui waktu perlangkah time per step, yaitu dengan membagi panjang setiap elemen dengan kecepatan
rambat gelombang dalam spesimen. Atau dapat ditulis dengan persamaan; l
T C
= Dimana:
T = Time per step l = Panjang per elemen
C = kecepatan rambat gelombang
Jumlah langkah number of step dapat diperoleh dengan membagi panjang diagonal spesimen dengan panjang per elemen dan dapat ditulis dengan persamaan;
d
l N
l =
Dimana: N = Number of step
L
d
= Panjang diagonal spesimen l = Panjang per elemen
4.2.2. Intrepretasi hasil
