Gambar 2.26 a Sistem putaran koordinat untuk menghasilkan tegangan. b Di bawah kondisi plane stress, beberapa tegangan
penting dapat diperlihatkan pada tresca yield hexagon dan von mises yield ellipse Schey, 2000
2.5. Metode elemen hingga
Metode elemen hingga FEM= finite element metode merupakan cara yang sangat baik untuk menentukan tegangan dan regangan dan defleksi
dalam konstruksi yang sulit diselesaikan secara analitik Dieter, 1990. Pada metode ini konstruksi dibagi menjadi jaringan yang terdiri dari elemen
kecil yang dihubungkan satu sama lainnya pada titik node gambar 2.27. Analisis elemen hingga dikembangkan dari metode matriks untuk analisis
struktur dan ditunjang oleh komputer digital yang memungkinkan diselesaikannya sistem dengan ratusan persamaan simultan.
Gambar 2.27. a Elemen persegi empat sederhana untuk menjelaskan analisis elemen hingga; b dua elemen digabungkan
menjadi model struktur Dieter, 1990
Metode elemen hingga adalah dasar dari perhitungan numerik yang dilakukan oleh bahasa program di dalam perangkat lunak komputer.
Sebelum melakukan perhitungan benda dimodelkan menjadi sebuah geometri kemudian dibagi menjadi nodal dan elemen. Nodal berfungsi
sebagai titik untuk mengaplikasikan beban, sedangkan elemen berfungsi untuk mendefinisikan surface dan tipe dari elemen.
Secara umum penyelesaian analisis dengan metode elemen hingga
adalah sebagai berikut:
1. Membagi struktur atau kontinum menjadi elemen berhingga. 2. Merumuskan property pada masing-masing elemen. Pada analisis
tegangan ini berarti menentukan beban nodal yang menyatu dengan kesatuan elemen.
3. Menggabungkan elemen untuk menentukan model dari struktur. 4. Mengenakan beban yang diketahui pada gaya nodal dan momen pada
analisa tegangan. 5. Menentukan bagaimana struktur didukung pada analisis tegangan.
6. Menyelesaikan persamaan aljabar linier simultan untuk menentukan nodal dof degree of freedom atau perpindahan nodal pada analisis
tegangan. 7. Pada analisis tegangan, hitung elemen regangan dari nodal dof dan
interpolasi perpindahan elemen yang akhirnya bisa menghitung tegangan dari regangan.
Rumus dasar metode elemen hingga sebagai berikut:
? ? ? ? ? ?
u K
P .
? ……………………………………....…….......................13
dengan: P = Gaya luar yang diberikan pada struktur.
K = Matrik kekakuan elemen u = Perpindahan displacement
Sementara untuk mengetahui tegangan pada setiap titik node:
? ? ? ?? ?? ?
u B
D ?
? ................................................................................. 14
dengan: B= Matriks koordinat posisi nodal
D= Matriks konstanta elastik
BAB III METODOLOGI PENELITIAN DAN LANGKAH KOMPUTASI
3.1. Metodologi penelitian
Penyusunan laporan dalam tugas akhir ini dikerjakan dengan menggunakan metodologi penelitian sebagai berikut:
No = error
Yes = Completed
Gambar 3.1. Metodologi Penelitian
Mulai
Desain hip joint prosthesis dengan ABAQUS CAE
Memasukkan data-data sesuai dengan urutan pada modul
ABAQUS CAE
Submit Job
ABAQUS
Hasil simulasi
Perbandingan dengan hasil penelitian orang lain
Selesai Studi Literatur
