Tutorial Simulation Using Abaqus CAE PDF

Preview

Summary

Jerry Atmaja [email protected] LAMPIRAN 1 – SIMULASI DENGAN ABAQUS CAE PIPA TEBAL LUBANG TENGAH Dalam ABAQUS input data dibagi dalam beberapa modul. Masing-masing modul memiliki fungsi yang spesifik untuk mendefinisikan data. Berikut langkah- langkah input data dalam masing-masing modul untuk p...

Description

Jerry Atmaja [email protected]

LAMPIRAN 1 – SIMULASI DENGAN ABAQUS CAE PIPA TEBAL LUBANG TENGAH Dalam ABAQUS input data dibagi dalam beberapa modul. Masing-masing modul memiliki fungsi yang spesifik untuk mendefinisikan data. Berikut langkahlangkah input data dalam masing-masing modul untuk permodelan pipa tebal lubang tengah. I. PART Langkah input data dalam modul part adalah 1. Create Part

-

Nama part : Pipa Utuh

-

Modelling Space : 3D

-

Type : Deformable

-

Shape : Solid

-

Type : Extrusion

-

Approximate Size : 1

L1-1

Jerry Atmaja [email protected] 2. Sketch Part

-

Create Isolated Point : masukkan kordinat titik pusat circle (0,0) dan kordinat lintasan pipa (0.0243,0) dan (0.0206,0).

-

Create Circle : tempatkan titik pusat lingkaran pada (0,0) dan radius pada (0.0243,0).

-

Create Circle : tempatkan titik pusat lingkaran pada (0,0) dan radius pada (0.0206,0)

-

Done

-

Depth : 0.6

3. Create Part -

Nama part : Lubang

-

Modelling Space : 3D

-

Type : Deformable

-

Shape : Solid

-

Type : Extrusion

-

Approximate Size : 1

4. Sketch Part -

Create Isolated Point : masukkan kordinat titik pusat circle (0,0) dan kordinat lintasan pipa (0.0243,0) dan (0.0206,0).

L1-2

Jerry Atmaja [email protected] -

Create Circle : tempatkan titik pusat lingkaran pada (0,0) dan radius pada (0.007,0).

-

Done

-

Depth : 0.05

Setelah melakukan input data ini, terdapat 2 buat part yakni “pipa utuh” dan “lubang”.

II. PROPERTY Input data dalam property adalah data material dan section assignment. 1. Create Material :

-

Nama Material : Steel250

-

Mechanical – Elasticity – Elastic : Young modulus = 200,000,000,000 Pa, Poisson’s Ratio = 0.3, opsi lain biarkan dalam kondisi default.

-

Mechanical – Plasticity – Plastic : masukkan data stress-strain untuk Abaqus (Tabel 5.1)

2. Create Section -

Name : Section 1

-

Category : Solid

-

Type : Homogeneous

-

Continue

-

Material : pilih Steel250

-

Ok

L1-3

Jerry Atmaja [email protected] 3. Assign Section -

Klik pipa pada viewport

-

Pilih section yang akan digunakan, OK

III. ASSEMBLY Assembly merupakan modul untuk mengkombinasikan part-part menjadi satu bentuk atau model. Dalam kasus ini part “lubang” akan digunakan untuk mengiris part “pipa utuh.” 1. Instance Part : pilih kedua part, pilih independent (mesh on instances), lalu Ok.

2. Pindahkan dan putar instance “lubang” ke posisi lubang sesuai rencana, yaitu di tengah bentang. Untuk memutar, gunakan fungsi rotate instance yang akan diputar

Pilih instance

tentukan sumbu putar dengan menentukan titik pertama dan

kedua (0,0,0) lalu (0,1,0)

tentukan sudut putar = 90°.

L1-4

Jerry Atmaja [email protected] 3. Kemudian untuk memindahkan gunakan fungsi translate instance yang akan dipindahkan

pilih instance

masukkan kordinat asal (0,0,0) dan kordinat akhir (-

0.025,0,0.3)

4. Selanjutnya instance “lubang” akan mengiris instance “pipa utuh” sehingga terbentuk lubang pada part baru. Gunakan fungsi merge/cut instances part baru : “pipa berlubang”

cut geometry

continue

beri nama

ok

Selanjutnya pilih instance yang akan dipotong (“pipa utuh”) dan yang akan memotong (“lubang”). Sehingga

terbentuklah

pipa

dengan

lubang di tengah seperti pada gambar dibawah.

L1-5

Jerry Atmaja [email protected]

IV. Mesh Masuk ke modul mesh, lalu pada Object pilih Assembly (karena kita telah memilih independent mesh on instance). Sebelum melakukan meshing pada pipa berlubang, perlu dibuat partisi terlebih dahulu. Adanya lubang menyebabkan meshing tidak bisa dilakukan secara otomatis. 1. Partisi dibuat dengan mendefinisikan datum plane dan datum point tepat dimana akan dilakukan potongan. Dalam kasus ini, datum plane dan datum point ditempatkan di : -

Datum plane XY : 0.3, 0.325, 0.275

-

Datum plane XZ : 0.0

-

Datum point : (0.015,0.024,0.325), (0.015,0.024,0.275), (-0.015,0.024,0.325), (0.015,0.024,0.275), dan (0,0,0.3)

Setelah dibuat titik dan penampang pemotong, partisi dapat segera didefinisikan pada instance pipa berlubang. Pemotongan dilakukan satu-satu. Dalam 1 kali pemotongan hanya dapat digunakan 1 datum plane. Sehingga pemotongan harus dilakukan secara berurutan dan di partisi yang tepat. 2. Pilih partition cell, tahan klik sampai keluar beberapa opsi lain, lalu pilih partition cell : using datum plane. Lalu lakukan partisi pada cell sehingga terbentuk potonganpotongan seperti gambar berikut.

L1-6

Jerry Atmaja [email protected]

3. Partisi selanjutnya adalah dengan menggunakan datum point. Pilih partition cell : define cutting plane. Pilih 4 cell yang ada di sekitar lubang, done. How do you want to specify the plane? Pilih 3 points. Lalu pilih 3 datum point seperti gambar berikut. Kemudian create partition.

4. Selanjutnya lakukan kembali langkah no 3 dengan memilih 4 cell di sekitar lubang yang belum dipartisi (cel yang berukuran lebih besar). Kemudian gunakan 2 datum point pada sisi seberangnya dan 1 datum point pada titik tengah pipa. Lalu create partition.

L1-7

Jerry Atmaja [email protected]

5. Partisi sudah selesai dibuat, saat ini meshing sudah dapat dibuat. Langkah-langkah pembuatan meshing adalah sebagai berikut. -

Tentukan kerapatan meshing dengan Seed Edges, pilih tepi diameter luar pipa, done. Untuk diameter pipa luar approximate element size = 0.003813. Nilai ini didapat dengan membuat sketsa meshing pada program cad.

-

Selanjutnya lakukan hal yang sama untuk diameter dalam pipa dengan approximate element size = 0.003233.

-

Untuk seed edge tepi lubang, pilih tepi-tepi dari kedua lubang, done. Lalu pada dialog box Method : by number, number of elements = 12. Ok. Done L1-8

Jerry Atmaja [email protected]

-

Kemudian pilih mesh part instance, yes. Mesh sudah selesai dibentuk.

V. STEP Modul step berfungsi untuk mendefinisikan tahapan dalam pengujian ini. Dalam kasus ini, step dibagi menjadi 2 bagian, yaitu pemberian imperfection dan pembebanan aksial tekan. 1. Create step

L1-9

Jerry Atmaja [email protected]

-

Step Name : Imperfection

-

Procedure Type : General : Static General, continue

-

Basic : Nonliniergeometry (nlgeom) on.

-

Incrementation : type automatic, increment size 1 untuk initial.

-

Done

2. Create Step

-

Step Name : Postbuckling

-

Procedure Type : General : Static General, continue

-

Basic : Non linear geometry (nlgeom) on

-

Incrementation : type automatic, increment size 0.005 untuk initial.

-

Maximum Number of Increments : 100

L1-10

Jerry Atmaja [email protected]

VI. INTERACTION Modul ini berfungsi untuk mendefinisikan bagaimana kita akan mendefinisikan tumpuan dan beban. Dalam permodelan ini, beban dan tumpuan akan didefinisikan pada satu titik. Sehingga perlu dibuat suatu hubungan antara titik tersebut (reference point) dengan bidang yang mengalami beban atau yang menjadi tumpuan. 1. Create Reference Point : ada 3 point yang harus dibuat yaitu (0,0,-0.01), (0,0,0.61), dan (0.026,0,0.3). 2. Create constraint -

Name : Constraint-1

-

Type : Coupling, continue

-

Pilih titik yang akan menjadi control point, pilih RP-1. Kemudian pilih yang akan dikontrol, klik surface, lalu pilih penampang pipa didekat RP-1. Done.

-

Opsi lain dibiarkan default, klik OK.

3. Ulangi lagi langkah no 2 di atas untuk RP-2 dan RP-3 4. Untuk RP-3, perbedaan ada di pemilihan surface yang akan dikontrol. Pada RP-3 pilih node region, lalu pilih 2 titik di tepi lubang yang tegak lurus dengan as pipa.

L1-11

Jerry Atmaja [email protected]

VII.

LOAD

Modul load berfungsi untuk mendefinisikan beban dan boundary condition. Load dapat didefinisikan spesifik pada step tertentu. Pada step “imperfection” yang bekerja adalah notional load (nP) saja, sedangkan pada step “postbuckling” yang bekerja ada penambahan deformasi aksial tekan. 1. Create load : Name : Notional Load Step : Imperfection Category : Mechanical Types for Selected Step : Concentrated Force, continue Pilih RP-3 untuk lokasi load, done. Masukkan nilai CF1 = -246.72 (Satuan dalam N)

L1-12

Jerry Atmaja [email protected] 2. Create boundary condition : Name : BC-1 Step : Initial Category : mechanical Types for Selected Step : Displacement/rotation Continue Pilih RP-1, done Beri checkmark pada seluruh d.o.f kecuali UR2 (rotasi sumbu Y) OK

3. Lakukan sekali lagi tahap 2 di atas untuk BC-2 dengan lokasi di RP-2. Beri checkmark pada seluruh d.o.f kecuali pada U3 dan UR2. Kemudian lakukan langkah berikut.

Pada Boundary Condition Manager, pilih cell pada kolom “postbuckling” dan baris BC-2. Beri checkmark pada U3, dan isi field dengan -0.02. Arti dari proses

L1-13

Jerry Atmaja [email protected] ini adalah ada perubahan boundary condition U3 pada step “postbuckling” dari free menjadi fixed dengan pemberian deformasi sebesar -2 cm. Kemudian OK.

VIII.

JOB

Modul Job adalah tahap terakhir dalam permodelan. Modul ini adalah berfungsi untuk mendefinisikan proses simulasi yang akan dilakukan. Create Job : Name : Pipa_Lubang_Tengah_Sendi (penulisan nama tanpa spasi). Continue Terima semua default, OK.

Buka Job Manager

Pilih Submit, lalu simulasi akan berjalan dan untuk memonitor proses, pilih Monitor.

L1-14

Jerry Atmaja [email protected]

IX. HASIL SIMULASI Jika simulasi sudah selesai, maka cell pada kolom Status akan berubah menjadi “Completed”. Lalu pilih Results. Maka akan muncul visualisasi dari hasil simulasi. Berbagai penampilan dapat dipilih pada toolbar yang ada di sebelah kiri.

Untuk melihat data beban : 1. Tools

XY Data

Manager

2. Pada dialog box, pilih Create, lalu pilih ODB Field Output 3. Pada tab variable, position : Unique Nodal, pilih RF3 4. Pada tab Elements/Nodes, pilih nodes sets, lalu pilih ASSEMBLY CONSTRAINT-1 REFERENCE POINT. 5. Save 6. Pada manager akan muncul daftar data yang telah dibuat, lalu pilih edit. Kolom X adalah step, sedangkan kolom Y adalah reaksi tumpuan arah aksial. 7. Ulangi langkah di atas untuk deformasi arah U3 pada ASSEMBLY CONSTRAINT-2 REFERENCE POINT, sehingga didapat data beban dan deformasi.

L1-15...