analisa balok dgn hasil tampilannya tegangan

pada umumnya program analisa struktur menampilkan hasil keluaran berupa internal force (normal/axial, shear, bending &torsion) sehingga akan mejadikan kesulitan untuk mengetahui keadaan suatu penampang yg mengalami tegangan berlebih (overstress) karena ha ini merupakan fungsi dari properties penampangnya. kriteria tegangan lebih memudahkan dikarenakan batasan suatu material ditinjau dari tegangan yg terjadi, ini biasanya digunakan oleh perencana terdahulu saat menggunakan metode desain dengan tegangan ijin (allowable stress design) atau metode desain dengan tegangan kerja (working stress design). ada beberapa program analisa struktur frame yg sudah dapat menampilkan distribusi tegangan elemen yg perhitungannya didasarkan dari propertries penampang yg digunakan. program CalculiX menggunakan elemen balok (one dimensional) yg dikembangkan menjadi elemen solid continuum (three dimensional) sehingga hasilnya lebih mendekati, dapat menampikan distribusi tegangan suatu penampang akibat beban luar terpusat & merata. selain itu kelebihan pemodelan tersebut adalah dapat diterapkannya nonlinearitas material, geometri, tekuk & perilaku kontak menurut rujukannya.

Three-node beam element (B32 and B32R)

(sumber: Dhondt, 2014)

ditinjau sebuah balok sederhana dengan suatu ujung tumpuan sendi dan ujung lainnya berupa tumpuan jepit, beban yg dikerjakan adalah beban terpusat ditengah bentang.

2016-07-04 21_47_01-Source

berikut perhitungan manual/tangan sebagai perbandingannya,

beamcontinuum

 

hasil keluaran program berupa lendutan dan tegangan (geser & lentur),

2016-07-04 21_22_38-Calculix Graphix

2016-07-04 21_22_56-Calculix Graphix

2016-07-04 21_21_35-Calculix Graphix

2016-07-04 21_21_56-Calculix Graphix

terlihat hanya dengan dua buah element one dimensional hasilnya sudah cukup mendekati karena menggunakan jenis element quadratic. ketelitian lebih dapat tercapai dengan ditambahkannnya jumlah element pembaginya. untuk perkiraan dapat digunakan jarak pembagi mendekati dimensi penampangya. ada yg agak berbeda pada hasil tegangan geser dimana program menampilkan distribusi tegangan yg merata pada penampang, kenyataannya adalah berbentuk parabolik dan akan maksimum pada titik netral penampang.

berikut sya mencoba study konvergensi dengan banyaknya pias pembagi baloknya,

2016-07-05 12_46_31-Calculix Graphix

2016-07-05 12_46_59-Calculix Graphix

2016-07-05 12_49_25-Calculix Graphix

2016-07-05 12_49_52-Calculix Graphix

terlihat hasilnya menjauhi terhadap nilai teoritis perhitungan tangan/manual.

*updates, penambahan jumlah segment pembentuk balok penampang pesegi

2016-07-12 03_03_39-Calculix Graphix

2016-07-12 03_03_59-Calculix Graphix

2016-07-12 03_02_29-Calculix Graphix

2016-07-12 03_03_04-Calculix Graphix

bagaimana jika hanya dibuat satu elemen saja, beban titik dikerjakan pada mid side node element balok quadratic(?)

2016-07-05 13_06_50-Calculix Graphix

2016-07-05 13_08_45-Calculix Graphix

given unexpected/wrong results in stress & deformation, beban titik terpusat tidak dapat diterapkan pada mid side node (!)

dibawah pilihan lain dengan tampilan internal force,

2016-07-07 00_08_43-Source

reaksi tumpuan dan beban titik yg bekerja (Newton Units),

100000 N = 10.00 kN

2016-07-06 23_57_21-Calculix Graphix

gaya geser/shear force (Newton units)

68396.80 N = 68.39 kN

31599.20 N = 31.59 kN

2016-07-07 00_02_51-Calculix Graphix

gaya momen lentur/bending moment (N*mm)

18399300 N*mm = 18.39 kN*m

15800100 N*mm = 15.80 kN*m

2016-07-07 00_04_09-Calculix Graphix

 

… to be added

  • distributed load, combined, concentrated moment/torque
  • testing for another section type (T,L,H,C etc)
  • non prismatic/tapered
  • contact, plasticity, large deformation, buckling

 

 

 

 

 

Leave a Reply

Please log in using one of these methods to post your comment:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s