Jenis Elemen yang Digunakan

144

BAB IV PENGGUNAAN ANSYS DALAM ANALISIS TORSI TAMPANG

TIPIS TERBUKA

4.1 Penggunaan ANSYS dalam Analisis Torsi Profil I

4.1.1 Jenis Elemen yang Digunakan

Sebelum saya memodelkan profil I dan WF pada program ANSYS, perlu diperhatikan , bahwa dalam penetapan satuan, ANSYS tidak memiliki satuan secara utuh, melainkan dapat memakai semua sistem unit dengan prinsip skala menyeluruh secara konsisten sepanjang kita menggunakan satu sistem satuan untuk seluruh data . Ansys yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah Mechanical APDL 15.0. Di Ansys 15.0, khusus pada elemen beam, sebagian besar elemen beam telah tereliminasi dan hanya tersedia Beam 188 Beam 189. Sebelumnya elemen – elemen beam yang ada pada Ansys terdiri dari dua series yaitu core legacy dan 180 series. Berikut adalah pembagian elemen- elemen beam : Tabel 4.1 Pengelompokkan Elemen Beam Pada ANSYS 145 Dimana 180 series memiliki keunggulan dibandingkan dengan series Core Legacy yaitu : Tabel 4.2. Perbandingan fungsi Core Legacy dan 180 series pada ANSYS No. Fungsi Core Legacy 180 Series 1. Standar Profil melintang Persegi , Lingkaran, I, H, Kanal, dll Hanya tersedia di Beam 44 Tersedia 2. Pembagian luas tampang meshing sesuai yang diinginkan Tidak Tersedia Tersedia 3. Profil Melintang dengan material lebih dari satu Tidak Tersedia Tersedia 4. Bentuk profil yang meruncing terukur dengan tepat Tidak Tersedia Tersedia 5. Menggunakan pembatasan pada pembagian luas tampang meshing Tidak Tersedia Tersedia Diantara semua elemen – elemen beam yang ada, BEAM 188189 adalah elemen beam yang paling umum direkomendasikan karena : 1. Dapat dipakai untuk sebagian besar struktur balok 2. Mendukung analisis linear maupun nonlinear, termasuk plastisitas, deformasi yang besar, dan keruntuhan nonlinear. 3. Kemampuan untuk memasukkan beberapa bahan untuk menstimulasikan bahan berlapis, komposit, bagian yang diperkuat, dll. 146 4. Paling akurat dalam memberikan hasil output baik dalam angka maupun grafis 5. Mudah digunakan baik dalam preprocessing maupun postprocessing. Pada dasarnya beam 188189 juga memberikan matriks massa yang konstan dan memasukkan momen inertia didalamnya. Beam 188189 juga memberikan hasil ouput tegangan geser akibat torsi yang sangat akurat dengan variasi yang cukup lengkap di sepanjang profil melintang. Kemudian, Beam 188189 juga memberikan hasil output tegangan geser akibat gaya lintang, yang akurat baik dalam angka maupun grafis, yang umumnya dalam ansys merujuk pada persamaan V.QI, persamaan yang sangat penting dalam Teknik Sipil . Kemudian diantara semua series elemen – elemen beam, yang paling akurat dalam memberikan hasil output adalah Beam 188 189 . Selain itu, series core legacy , menggunakan ukuran regangan linear bahkan di nonlinear analisis , sedangkan pada Beam 188 189 menggunakan regangan natural atau regangan sesungguhnya logaritmik . Dan hanya di BEAM 188189 yang menyediakan pilihan berbagai maca input seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 4.1.a Dari keunggulan Beam 188189 tersebut, maka dalam tugas akhir ini saya memilih BEAM 189 untuk menganalisis torsi tampang tipis terbuka. Karena setelah melakukan percobaan antara BEAM 188 dan BEAM 189 , BEAM189 adalah elemen yang cocok untuk menganalisis struktur yang cukup ramping dengan hasil yang paling mendekati. BEAM189 cocok untuk linear dan rotasi besar. Dibandingkan dengan Beam 188, kelebihan Beam 189 memiliki node midside simpul pertengahan , sedangkan pada Beam 188 hanya memiliki node di ujung. Karena alasan ini, hasil visual tampilan balok akan seperti Gambar 4.1.b dan c. 147 Sama dengan BEAM 188, BEAM 189 diciptakan berdasarkan teori balok Timoshenko. BEAM189 adalah elemen balok linier tiga node yang juga tiga dimensi dengan 6 derajat kebebasan DOF pada tiap node-nya. Derajat kebebasan yang dimaksud adalah translasi dan rotasi arah x,y,z. a. Pilihan input yang tersedia di BEAM 188 189 b. BEAM 188 c. BEAM 189 Gambar 4.1. Tampilan visual struktur Balok Pada ANSYS 15.0. 148 Karena alasan – alasan yang telah saya sebutkan sebelumnya, maka elemen yang digunakan dalam kasus kali ini adalah BEAM189. BEAM189 adalah elemen yang cocok untuk menganalisis struktur balok tampang tebal. Elemen ini diciptakan berdasarkan teori balok Timoshenko. BEAM189 adalah elemen balok linier tiga node yang juga tiga dimensi dengan 6 derajat kebebasan DOF pada tiap node-nya. Derajat kebebasan yang dimaksud adalah translasi dan rotasi arah x,y,z.

4.1.2 Permodelan Material