2.5. Perhitungan Baseplate Dengan Simulasi program ANSYS
Sebelum software simulasi diciptakan, engineer menggunakan hitungan teknik dalam perancangan suatu alat. Kelemahannya perencana tidak pernah
mengetahui perkiraan kegagalan dari alat yang dirancangnya. Dengan menggunakan ANSYS, bagaimana gaya, tegangan dan stress yang
terjadi dapat dilihat dengan simulasi serta potensi kegagalan dari alat yang dirancang dapat diprediksi, hal ini dapat dilihat dari simulasi yang memberikan gambaran
distribusi tegangan yang berlebih pada titik tertentu ketika ada beban bekerja. Kalkulasi pada software ini meliputi bahan dari material, dimensi dan beban kerja.
2.5.1. Teori Dasar Kegagalan
Salah satu tujuan yang lebih penting dalam melakukan analisis struktur solid ialah untuk memeriksa kegagalan yang terjadi pada struktur tersebut. Perkiraan
kegagalan suatu struktur pada umumnya berdasarkan tegangan yang terjadi pada komponen tersebut baik terpusat maupun terdistribusi. Dengan menggunakan
ANSYS, maka distribusi tegangan tersebut dapat dengan mudah dikerjakan dengan cepat dan akurat. Selain itu komponen-komponen tegangan tertentu dapat dengan
mudah dihitung, seperti: σ
x
, σ
y,
dan τ
xy
dan juga tegangan- tegangan utama seperti σ
1
dan σ
2.
Untuk mencegah terjadinya kegagalan pada suatu struktur, pada umumnya perhitungan kekuatan struktur tersebut melibatkan suatu faktor yang disebut dengan
faktor keamanan FS, yang didefenisikan sebagai: F.S = P
max
P
allowable
Dimana P
max
adalah beban yang dapat menyebabkan kegagalan. Untuk kasus tertentu, biasanya definisi faktor keamanan didefenisikan sebagai laju tegangan
Universitas Sumatera Utara
maksimum yang menyebabkan kegagalan terhadap tegangan-tegangan yang d2zinkan ketika beban diberikan berbanding lurus terhadap tegangan-tegangan
tersebut. Tegangan utama dalam bidang pada suatu titik ditentukan dari nilai σ
xx
, σ
yy,
dan τ
xy
dengan menggunakan persamaan: σ
1,2
= ±
+ Tegangan geser bidang maksimum pada suatu titik ditentukan dari hubungan:
τ
max
= +
Terdapat sejumlah teori penentuan kriteria kegagalan, yaitu: a.
Teori tegangan normal maksimum b.
Teori tegangan geser maksimum c.
Teori energi distorsi Teori energi distorsi dikenal juga dengan istilah teori von mises-Hencky adalah
kriteria kegagalan yang paling sering dipergunakan untuk material-material liat. Teori ini digunakan untuk mendefinisikan awal mula luluh. Untuk keperluan desain
tegangan von mises σ
υ
dihitung berdasarkan persamaan: σ
υ
= −
+
Suatu desain yang aman adalah sesuatu yang menjaga tegangan-tegangan von mises dalam material dibawah kekuatan luluh material. Hubungan antara tegangan von
mises, kekuatan luluh, dan faktor keamanan ialah: σ
υ
= S
y
FS Dimana S
y
adalah kekuatan luluh material yang diperoleh dari suatu pengujian tarik.
Universitas Sumatera Utara
Pada umumnya material-material rapuh memiliki kecendrungan gagal tiba-tiba tanpa adanya peluluhan. Pada material rapuh dibawah pengaruh tegangan bidang, teori
tegangan normal maksimum menyatakan bahwa material akan gagal bila adanya suatu titik dalam material mengalami tegangan utama yang melebihi tegangan
normal ultimate material. Ide ini diperlihatkan oleh persamaan:
|
σ
|
= S
ultimate
|
σ
|
= S
ultimate
Dimana S
ultimate
adalah kekuatan ultimate material yang diperoleh dari suatu pengujian tarik.
Gambar 2.11 Diagram Alir Perhitungan Struktur dengan ANSYS Secara Garis Besar
Solution
untuk menganalisa objek, menentukan kondisi batas, dan memasukkan beban
MULAI
General Postproc
Untuk menampilkan hasil analisa
Preferences
untuk menentukan bidang ilmu kasus yang akan dikerjakan
Preprocessor
untuk mendesain objek, mengatur element type, memasukkan jenis
bahan dan meshing
SELESAI
Universitas Sumatera Utara
2.5.2 Metode Elemen Hingga
Kategori