9
2.4.
Metode Finite Element Analysis (FEA)
Metode FEA digunakan dengan tujuan mengurangi biaya pengujian prototype
suatu produk secara eksperimen. Istilah finite element analysis
atau metode elemen
hingga muncul pada tahun 1960, yang kemudian diakui sebagai cara yang efektif
sehingga menjadi bidang pengkajian yang terkemuka dikalangan akademisi. Metode
ini tidak hanya diterapkan dalam bidang aliran fluida, perpindahan kalor, medan
magnet dan lainnya. Dalam bidang struktur, metode ini telah dikembangkan untuk
menyelesaikan persoalan statik, dinamik, linier ataupun non linier.
Metode finite element analysis
adalah sebuah metode penyelesaian numerik
yang menggunakan pendekatan dengan membagi-bagi (diskritasi) benda yang akan
dianalisa menjadi bentuk elemen-elemen yang berhingga dan saling berkaitan.
Software MSC FEA Package (Patran dan Nastran) adalah program paket
yang dapat
memodelkan elemen hingga,
untuk menyelesaikan masalah yang berhubungan
dengan mekanika, Secara umum metode penyelesaian FEA menggunakan MSC FEA
dapat dibagi mejadi tiga langkah:
1.
Processing
(Pendefinisian masalah), pada langkah ini desainer membuat model
3D data dari struktur atau benda yang akan dianalisa, dapat dibuat disoftware
Patran, dapat pula mengimpor data dari software
CAD seperti Solid Works
sehingga lebih mudah dalam menggambar model yang rumit. Kemudian model
tersebut dibagi-bagi menjadi bagian kecil berupa elemen, proses ini disebut juga
sebagai proses meshing. Elemen-elemen tadi dihubungkan dengan titik
diskritisasi yang disebut node, node tertentu akan ditetapkan sebagai bagian yang
kaku (fix displacement) dan node
lain didefinisikan sebagai bagian yang terkena
pembebanan (load).
Pada proses ini juga didefinisikan sifat material yang
digunakan seperti berat jenis, modulus elastisitas dan poisson rasio.
Semua
proses ini dikerjakan pada software Patran.
2.
Analysis, Pada tahap ini seluruh data yang telah diinput pada langkah processing
sebelumnya akan digunakan sebagai input pada kode elemen hingga untuk
membangun dan menyelesaikan menggunakan sistem persamaan aljabar linier
atau non linier.
3.
Post Processing, adalah langkah akhir dari tahapan penggunaan software
MSC
FEA, tahap ini menampilkan hasil akhir analisa numerik dengan tampilan data
displacement dan stress
maksimum. data yang ditampilkan adalah grafis dengan
kontur warna yang berdegradasi yang menggambarkan tingkatan tegangan yang
terjadi pada model geometri.
2.4.1.
Momen dan Gaya
Bila jumlah gaya yang bekerja pada suatu partikel sama dengan nol, maka
partikel tersebut akan tetap diam (jika mula-mula diam). atau akan bergerak dengan
kecepatan tetap ?F=0 (hukum newton1)
Gaya adalah hasil dari beban yang bekerja pada struktur, Gaya dapat
dirumuskan sebagai berikut : F = m.a
Dimana :
F = gaya (Newton)
m = massa (Kg)
a
= percepatan grafitasi (m/s)
 |