Tutorial CATIA : Analisa Elemen Hingga (FEA) - seri 2 Analisa sebuah tuas dengan elemen solid

Transkripsi

1 Tutorial CATIA : Analisa Elemen Hingga (FEA) - seri 2 Analisa sebuah tuas dengan elemen solid Agus Fikri Rosjadi agus.fikri@gmail.com Lisensi Dokumen: Seluruh dokumen di agus-fikri.blogspot.com dapat digunakan, dan disebarkan secara bebas untuk tujuan bukan komersial (nonprofit), dengan syarat tidak menghapus atau merubah atribut penulis. Pendahuluan: Pada tutorial sebelumnya kita telah menyelesaikan membuat sebuah model solid berupa Lever atau Tuas. Pada tutorial seri-2 ini kita akan mulai membuat analisa struktural. Ikuti langkah langkah di bawah ini: 1

2 Langkah terakhir pada tutorial sebelumnya. Untuk masuk ke dalam analisa struktural, klik Start > Analysis & Simulation > Generative Structural Analysis Akan keluar kotak Warnings yang menunjukkan bahwa Material belum ditentukan, kita akan menentukan material pada langkah selanjutnya > tutup kotak Warnings dengan klik OK. 2

3 Kotak kedua yang akan muncul adalah New Analysis Case, kita pilih Static Analysis > lalu klik OK. Kita akan mengatur Mesh, ada 2 cara untuk membuka kotak OCTREE Tetrahedron Mesh, cara pertama lewat Pohon, klik ganda pada cabang OCTREE Tetrahedron Mesh.1 : Tuas. Cara kedua adalah klik ganda pada ikon representative pada layer. 3

4 Didalam kotak OCTREE Tetrahedron Mesh terdapat kolom Ukuran/Size, makin kecil ukuran Mesh, memberikan hasil yang semakin akurat, tetapi memerlukan waktu penghitungan yang lebih lama. Ada 2 Element Type, untuk pilihan Linear akan memberikan penghitungan yang lebih cepat tetapi kurang akurat, demikian sebaliknya dengan Parabolic. Klik OK untuk melanjutkan. Untuk melihat visualisasi dari Mesh, klik kanan cabang Nodes and Elements > pilih Mesh Visualization. 4

5 Akan muncul kotak Warning, klik OK Pada cabang Nodes and Elements akan bertambah 1 ranting Mesh.1. Untuk mengetahui jumlah element (Number of Elemets) dan jumlah node (number of Nodes) > klik kanan pada ranting Mesh.1 > pilih Report. 5

6 Hasil dari Report di Mesh.1 berupa file HTML. Kita akan dekati nilai jumlah element dengan jumlah element pada percobaan dengan COSMOSXpress pada tutorial SolidWorks. Pada percobaan dengan COSMOSXPress pada laporan HTML diketahui bahwa Number of Elements = buah dan Number of Node = kita akan kembali ke langkah untuk meng edit kotak OCTREE Tetrahedron Mesh dengan ukuran sekitar 6.5 mm. lalu klik kanan cabang Nodes and Elements > pilih Mesh Visualization. Kemudian klik kanan pada ranting Mesh.1 > pilih Report. 6

7 Hasil dari Report di Mesh.1 yag baru adalah sebagai berikut, yang belum saya ketahui adalah hubungan antara jumlah Node dan jumlah Elements. Kenapa jumlah Node di COSMOSXpres lebih besar dari jumlah Element, sebaliknya dengan hasil di CATIA, silakan di tanyakan ke Pak Dosen. Selanjutnya kita akan menentukan Material dan parameter-parameternya, klik ikon User Material, jendela Material library akan muncul, pilih tab Metal > pilih Steel > klik OK, Seperti gambar di bawah. 7

8 Pada cabang Material.1 akan bertambah ranting baru User Material.1 Klik ganda ranting User Material.1 > jendela Properties akan muncul > pilih tab Analysis > kita dekatkan sifat stuktur material dengan percobaan COSMOSXpress > rubah Young Modulus, Poisson Ratio, Density dan Yield Strength > klik Apply > klik OK Klik ganda cabang pada 3D Property.1(panah 1) > akan keluar jendela 3D Property > klik tombol User-defined material (panah 2) > pada kolom material klik User Material.1 (panah 3)> klik OK (panah 4) Langkah selanjutnya adalah klik kanan cabang Nodes and Elements pilih Mesh Visualization, sekarang kita telah mempunyai Mesh dengan property material yang benar. 8

9 Kita akan menentukan titik tumpu (Restraints) > jika mesh menggangu, kita non aktifkan dulu> klik kanan Mesh.1 > pilih Activate/Deactivate Klik ikon Clamp pada Restraint toolbar > pilih 2 sisi/faces, gunakan ikon Rotate untuk memilih sisi kedua > klik OK 9

10 Kemudian memberi beban (Load), klik ikon Distributed Force pada toolbar Load, jendela Distributed Force akan muncul > pada kolom Support pilih sisi atas dari pangkal Tuas > pada vector gaya masukkan nilai -100 N, klik OK Pada cabang Static Case akan terdapat ranting Restraints.1 dan Load.1 10

11 Untuk meng eksekusi analisa, kik ikon compute pada toolbar compute, kotak Compute akan muncul. pilih nilai default yaitu All > klik OK Kotak kedua akan muncul, kotak ini menginformasikan sumber daya yang dibutuhkan untuk menyelesaikan analisa, jika di dalam estimasi ada yang bernilai Nol, kemungkinan ada masalah dengan langkah sebelumnya. Di Pohon akan terdapat keterangan directory tempat meletakkan Results dan Computations, kita dapat merubah letak tersebut dengan klik ganda pada masing-masing cabang. Berikut gambar jendela External Storage, dimana kita dapat merubah dengan klik Modify. 11

12 Langkah selanjutnya adalah Postprocessing, untuk melihat hasil deformasi, klik ikon Deformation pada toolbar Image. Untuk melihat Displacement > klik ikon Displacement pada toolbar Image Tampilan default pada Displacement adalah panah, untuk memperbaiki tampilan, klik ganda pada panah tersebut, jendela Image Edition akan muncul, pada kolom Types, pilih Average ISO > klik OK 12

13 Tampilan setelah perubahan pada Image Edition. Displacement maksimum adalah 9,82 mm. (hasil dari COSMOSXpress adalah 11,2 mm). Untuk melihat hasil tegangan (Von Mises Stress), klik ikon Von Mises Stress pada toolbar Image, tegangan maksimum adalah 8.5e+007 N/m2 (hasil dari COSMOSXpress adalah 12.2e+007 N/m2) Untuk membuat laporan berupa file HTML, klik ikon Basic analysis results pada toolbar Analysis Result, akan keluar jendela Reporting Options, di kolom Output directory, kita bisa merubah direktori tempat menyimpan file HTML.klik OK untuk membuat file laporan. 13

14 Hasil printscreen sebagian file HTML Untuk membuat animasi nya, klik ikon Animate pada toolbar Analysis tools. Akan keluar jendela Animation, terdapat deretan tombol untuk replay > ada beberapa pilihan untuk tombol Change Loop Mode > untuk Steps number ada pilihan 5, 10, 15 atau 20 langkah > klik tombol Play Forward menghentikannya tekan tombol Pause.. > untuk 14

15 Untuk membuat file AVI, klik Tools > Image > Video Jendela Video Recorder akan muncul, klik tombol Play Forward. Pada jendela Animation, pada saat yang bersamaan klik tombol Record pada jendela Video Recorder. Klik tombol Stop recording setelah satu siklus. Klik tombol Preview untuk melihat hasil file AVI, klik tombol Setup. Pada kolom Format terdapat 3 pilihan Klik tombol untuk merubah nama file dan direktori nya. 15

16 Klik Tab Movie untuk mengatur Rate in Frames per second. Klik Compressor Setup untuk membuka jendela Choose Compressor, kita bisa memilih jenis Compressor, Compression Quality. Hasil dari file AVI Selesai 16