Simulasi Statik menggunakan Software ANSYS

BAB 3 METODE PENELITIAN

3.6 Simulasi Statik menggunakan Software ANSYS

Langkah simulasi statik dengan menggunakan program ANSYS Workbench dapat dilakukan dalam 3 golongan proses pengerjaan yaitu, Preprocessing, Solution, Post Processing. Untuk penjelasan langkah demi langkah lebih lanjut akan diuraikan sebagai berikut:

1. ANSYS Workbench

Aktifkan menu ANSYS Workbench dengan klik icon ANSYS Workbench pada program ANSYS. Select Statik Structural (ANSYS) dari toolbox, dan double klik

judul sesuai dengan apa yang akan disimulasikan. Dalam simulasi ini diberi nama simulasi penutup drainase sekaligus sebagai parking bamper dengan uji statik.

2. Engineering Data

Engineering data material dapat diedit sesuai dengan masukan data yang kita inginkan dengan double klik pada engineering data atau dengan klik kanan pada bagian engineering data dan select edit. Dalam mengisi spesifikasi engineering data material double klik pada “click here to add a new material” dan tulis nama material barunya. Pada toolbox sebelah kiri, double klik pada Physical Properties, kemudian double klik pada density lalu isikan nilai density materialnya. Selanjutnya pada toolbox sebelah kiri, double klik pada Linear Elastik, dan double klik pada Isotropic Elasticity dan isikan nilai modulus elastisitas dan poisson rationya. Pilih material kedua yang diinginkan, pada penelitian ini redesain menggunakan satu jenis material yaitu Concrete Foam. Setelah semua data diisi lalu beri tanda “√” dengan klik pada kolom E lalu Save. Setelah itu klikIcon “Return to Project” pada main menu.

3. ANSYS Design Modeler

Pada penelitian ini Gambar objek 3D telah dibuat pada software ANSYS, dan disimulasikan.

4. ANSYS Mechanical

Masuk ke ANSYS mechanical dengan cara double klik pada “model” pada project schematic. Untuk memilih data material, pilih selecting data dari “outline” three view, pilih created solid dan pilih material yang diinginkan dari “Detail of solid”

window. Selanjutnya menentukan spesifikasi ukuran elemen dengan cara pilih Mesh

57

dari “outline” tree view, lalu klik kanan pada Mesh dan pilih Generate Mesh. Besar ukuran mesh akan diukur secara otomatis. Dan jika ukuran Mesh ingin dirubah pada bagian-bagian tertentu, dapat dilakukan dengan bantuan Refinement yang terdapat pada Mesh Control icon pada tool bar. Selanjutnya adalah Generate Mesh dengan cara klik Generate Mesh pada toolbar. Model yang telah di Mesh dapat dilihat Gambar 3.3 di bawah ini.

(a) (b)

Gambar 3.3 Mesh (a) Cover bump tipe 1, (b) Cover bump tipe 2.

Langkah selanjutnya adalah penentuan kondisi batas atau “Boundary Conditon”. Hal ini dapat dilakukan dengan klik kanan Statik Structural pada

“outline” tree view pilih insert, klik fixed support dan klik pada bidang sisi bawah

spesimen project seperti pada gambar.

5. Fixed support pada penutup drainase

Fixed support penutup drainase pada simulasi ANSYS dapat dilihat pada Gambar 3.4 dan 3.5 di bawah ini.

Gambar 3.4 Fixed support Cover bump tipe 1

Gambar 3.5 Fixed support Cover bump tipe 2

Langkah selanjutnya adalah pemberian gaya pada spesimen project dengan klik kanan Statik Structural pada“outline” tree view, pilih insert dan klik Force dan klik pada bidang sisi miring spesimen project seperti pada gambar 3.5 dan masukkan nilai gaya yang diinginkan pada magnitude “details of force”.

Dalam perancangan Cover bump dengan bahan paduan Concrete Foam diperkuat Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit, ban mobil yang parkir tidak naik ke bagian atas penutup drainase tersebut atau fungsinya hanya sebagai parking bumper.

Dari penelitian Zulfadli, ST [9] yang melakukan riset tentang parking bumper dan telah melakukan pengujian pada mobil yang akan parkir memiliki kecepatan rata-rata mobil adalah 5 Km/jam. Dan perlambatan waktu saat parkir hingga berhenti adalah 4 detik. Pembebanan penutup drainase sesuai dengan perhitungan di bawah ini

59

Maka besar gaya tekan yang diterima oleh Cover bump dengan luas area kontak ban mobil 2000 mm dapat dihitung dengan persamaan 2.2 di bawah ini:

σ =

.……….2.2

Dimana F = Gaya [N]

A= Luas permukaan [mm²]

Dengan menggunakan persamaan 2.2 dan luas area kontak diketahui antara ban mobil dengan Cover bump adalah 2000 mm² maka diperoleh hasil gaya tekan statik variasi sudut 45^odan 60^oterlihat pada 3.3 di bawah ini,

σ =

σ =

σ

= 1,6731 MPa

Dengan menggunakan persamaan 2.1 dan 2.2 dengan luas area kontak diketahui antara ban mobil dengan Cover bump adalah 2000 mm² maka diperoleh hasil gaya tekan statik variasi sudut 30^o, 45^odan 60^oterlihat pada Tabel 3.3 di bawah ini,

Tabel 3.3 Tabel hasil perhitungan gaya ban statik variasi sudut

No Variasi Sudut Gaya Dorong Mobil (N) [N]

Tegangan (σ) [MPa]

1 30^o 3398,184 N 1,6731 MPa

2 45^o 2774,6604 N 1,3873 MPa

3 60^o 1962 N 0,981 MPa

Analisa gaya yang bekerja pada Cover bumpdengan sudut 30^o , 45^o, 60^o diasumsikan dalam kondisi dinamik dengan kecepatan V = 5 km/jam, waktu t = 4 detik dan koefisien gesek µ_s = 0,8. Perhitungan gaya di atas dapat ditulis pada persamaan 2.3 di bawah ini :

61

Gaya tekan Dinamik variasi sudut 30^o, 45^o dan 60^o terlihat pada Tabel 3.4 di bawah ini,

Tabel 3.4 Tabel hasil perhitungan gaya ban Dinamik variasi sudut

Dimana: P = Gaya tekan (N) . W = Berat benda (N).

m = Massa (Kg) .

g = Percepatan gravitasi (m/s²).

v = Kecepatan (m/s) .

= Sudut kemiringan (⁰).

Pada simulasi ANSYS pembebanan pada objek digambar adalah tipe dapat di lihat pada Gambar 3.6 di bawah ini.

(a) (b)

Gambar 3.6 Pembebanan penutup drainase (a) tipe 1, (b) tipe 2.

No Variasi Sudut Gaya Dorong Mobil (N) [N]

Tegangan (σ) [MPa]

1 30^o 2303,0525 N 1,1515 MPa

2 45^o 33463,50775 N 1,6731 MPa

3 60^o 4161,48 N 2,080774 MPa

63

6. ANSYS Solver

Langkah selanjutnya adalah klik solver icon pada toolbar.

7. ANSYS Post-Processor

Langkah selanjutnya adalah melihat besarnya deformasi yang terjadi pada spesimen project dengan klik kanan Solution “outline” tree view insert pilih Deformation. Untuk mengetahui besar tegangan dan regangan yang terjadi dapat dilakukan juga dengan langkah klik kanan Solution “outline” tree view insert pilih Stress pilih Maximum Principal Stress setelah itu lakukan kembali klik kanan Solution “outline” tree view insert pilih Sress pilih Maximum Principal Stress.

8. Solve

Setelah memilih solve berarti keseluruhan pengerjaan analisa statik dengan software ANSYS telah selesai, pada tahap ini tentunya akan memakan waktu yang relatif lama oleh komputer untuk melakukan komputasi perhitungan secara Finite Elemen Method (FEM).