18
3. 2 Langkah-langkah Umum Metode Elemen Hingga
Biasanya, untuk masalah analisis tegangan struktural, analis berusaha untuk menentukan perpindahan dan tegangan sepanjang struktur, yang berada
dalam kesetimbangan kaitannya dengan pembebanan. Untuk struktur banyak, sulit untuk menentukan distribusi deformasi dengan menggunakan metode
konvensional, dan dengan demikian metode elemen hingga harus digunakan. Ini adalah dua pendekatan umum yang terkait dengan metode elemen
hingga. Pendekatan satu, yang disebut gaya, atau metode fleksibilitas flexibility method, menggunakan kekuatan internal sebagai masalah yang tidak diketahui.
Untuk memperoleh persamaan, yang pertama persamaan kesetimbangan digunakan, kemudian persamaan tambahan diperlukan ditemukan dengan
memperkenalkan persamaan kontinuitas atau kompatibilitas. Hasilnya adalah seperangkat persamaan aljabar untuk menentukan kekuatan berlebihan atau
kekuatan tidak diketahui. Pendekatan kedua, yang disebut perpindahan atau metode kekakuan stiffness method, menganggap perpindahan node sebagai
masalah yang tidak diketahui. Misalnya, kondisi kompatibilitas mengharuskan elemen terhubung pada node, sepanjang tepi, atau di permukaan umum sebelum
pembebanan tetap terhubung pada node, tepi, atau permukaan setelah terjadi deformasi pada awalnya mencukupi. Kemudian persamaan disajikan dalam istilah
perpindahan node menggunakan persamaan kesetimbangan dan kekuatan hukum yang berlaku yang berkaitan dengan perpindahan. Kedua pendekatan
menghasilkan yang tidak diketahui berbeda gaya atau perpindahan dalam analisis dan matrik perbedaan terkait dengan formulasi di atas fleksibilitas atau
kekakuan. Untuk tujuan komputasi, metode perpindahan atau kekakuan yang lebih diinginkan, karena perumusannya paling sederhana pada masalah analisis
struktural. Selain itu, sebagian besar untuk tujuan umum program elemen hingga telah memasukkan perumusan perpindahan untuk memecahkan masalah
struktural. Metode elemen hingga melibatkan pemodelan struktur dengan
menggunakan elemen-elemen kecil yang saling berhubungan yang disebut elemen hingga. Sebuah fungsi perpindahan adalah yang terkait dengan setiap elemen
hingga. Setiap elemen saling terkait, langsung atau tidak langsung, untuk setiap
19 elemen lain melalui umum atau bersama antarmuka, termasuk node dan atau
garis batas dan atau permukaan. Pada penggunaan sifat tegangan atau regangan yang diketahui dari material yang membentuk struktur, seseorang dapat
menentukan perilaku dari node yang diberikan dalam istilah sifat dari setiap elemen lainnya dalam struktur. Total set persamaan yang menggambarkan
perilaku dari setiap hasil node dalam serangkaian persamaan aljabar terbaik dinyatakan dalam notasi matriks.
Perlu diketahui bahwa analis harus membuat keputusan tentang membagi struktur atau kontinum menjadi elemen hingga dan memilih jenis
elemen untuk digunakan dalam analisis langkah 1 dan jenis pembebanan yang akan diterapkan dan jenis kondisi batas untuk diterapkan. Langkah-langkah lain,
2, 3, 4, 5, 6, dan 7, dilakukan secara otomatis oleh program komputer.
3. 2. 1 Langkah 1 Diskritisasi dan Memilih Tipe Elemen
Kategori