Fisika Veritas: Simulasi Uji Tekan

Kita ‘bermain-main’ lagi dengan simulasi, kali ini simulasi tentang computational solid mechanics (CSM).

Pada kesempatan kali ini kita akan membahas tentang uji tekan pada batang alumunium (ditujukkan oleh gambar 1.). Di sini kita menggunakan analisis finite element untuk simulasi, yang mana sebelumnya kita sering membahas simulasi dengan analisis finite diferrence pada persamaan Laplace dan heat equations untuk kontur temperatur pada pelat logam.

Adapun deskripsi masalahnya ditunjukkan oleh gambar berikut ini

Gambar 1. Problem Description (Dimensi dalam cm)

Kita akan melihat perubahan bentuk (deformasi) serta kontur tegangan (stress) dari alumunium tersebut selama ditekan oleh penekan. Adapun hasil simulasinya adalah sebagai berikut

Gambar 2. Deformasi dan Kontur Tegangan Berdasarkan Problem Description.

TRIVIA:

Parameter mekanik yang digunakan untuk simulasi di atas adalah densitas, sifat elastis (modulus elastisitas dan rasio Poisson) serta sifat plastis dari alumunium. Perhitungan nilai tegangan (stress) dan displacement sistem di atas dilakukan secara diskrit pada setiap elemen komputasi dengan menggunakan metode finite element.

Finite element method (FEM) adalah metode diskritisasi (komputasi) yang sekarang ini populer di kalangan industri dan juga peneliti karena sifatnya yang dapat diterapkan pada geometri yang kompleks dan grid (atau mesh) yang tak berstuktur, sehingga lebih dinamis digunakan walaupun untuk kebanyakan kasus metode ini membutuhkan waktu komputasi yang lebih lama dibandingkan metode-metode diskritisasi kontinum lainnya seperti finite difference method (FDM) dan finite volume method (FVM). Sebagai acuan, kami memerlukan waktu sekitar satu setengah jam untuk melakukan perhitungan simulasi di atas dengan komputer prosesor Intel (R) Core(TM) i3, 2.20 GHz, memori 4.00 Gb.

TAMBAHAN:

Simulasi di atas dilakukan dengan menggunakan software Abaqus CAE 6.10. bagi Kamu yang ingin melakukan simulasi serupa, kamu dapat download Abaqus CAE Student Version secara gratis di website resmi Simulia 3ds berikut: http://academy.3ds.com/software/simulia/abaqus-student-edition/

Dengan software Abaqus CAE, kamu dapat melakukan simulasi seperti berikut ini