Contoh Model Aktual untuk Analisis Statik Elastik

Model Analisis

Tabel 9.2.1 mencantumkan contoh verifikasi model aktual untuk analisis statik elastik. Bentuk model, dengan beberapa pengecualian, juga ditunjukkan pada Gambar 9.2.1 hingga 9.2.5. Solver langsung terpisah diperlukan untuk menjalankan contoh yang menggunakan jenis elemen 731 dan 741.

Tabel 9.2.1 Contoh verifikasi model aktual untuk analisis statik elastik

Nama Kasus	Jenis Elemen	Model Verifikasi	Jumlah Node	Derajat Kebebasan
EX01A	342	Batang penghubung (100.000 node)	94,074	282,222
EX01B	342	Batang penghubung (330.000 node)	331,142	993,426
EX02	361	Blok dengan lubang	37,386	112,158
EX03	342	Sudu turbin	10,095	30,285
EX04	741	Shell silindris	10,100	60,600
EX05A	731	Gelas anggur (kasar)	7,240	43,440
EX05B	731	Gelas anggur (sedang)	48,803	292,818
EX05C	731	Gelas anggur (halus)	100,602	603,612

Gambar 9.2.1 Batang penghubung (EX01A)

Gambar 9.2.2 Blok dengan lubang (EX02)

Gambar 9.2.3 Sudu turbin (EX03, EX06)

Gambar 9.2.4 Shell silindris (EX04, EX09)

Gambar 9.2.5 Gelas anggur (EX05, EX10A)

Hasil Analisis

Contoh Hasil Analisis

Contoh hasil analisis ditunjukkan pada Gambar 9.2.6 hingga 9.2.9.

Gambar 9.2.6 Hasil analisis EX01A (plot tegangan Mises dan deformasi (10x))

Gambar 9.2.7 Hasil analisis EX02 (plot tegangan Mises dan deformasi (100x))

Gambar 9.2.8 Hasil analisis EX03 (plot deformasi (10x))

Gambar 9.2.9 Hasil analisis EX04 (plot deformasi (100x))

Hasil Verifikasi Kinerja Analisis Menggunakan Contoh EX02

Analisis dilakukan dengan perangkat lunak komersial serbaguna menggunakan model yang setara dengan model verifikasi blok berlubang EX02. Gambar 9.2.10 menunjukkan perbandingan nilai maksimum dan minimum komponen tegangan dengan hasil FrontISTR. Gambar tersebut menunjukkan bahwa komponen tegangan sangat sesuai.

Selanjutnya, pengaruh partisi domain terhadap distribusi tegangan diselidiki. Partisi domain dilakukan menggunakan metode RCB, dengan membagi model menjadi dua pada masing-masing arah X, Y, dan Z sehingga total menjadi delapan domain. Gambar 9.2.11 menunjukkan partisi tersebut. Gambar 9.2.12 menunjukkan distribusi tegangan dari analisis menggunakan satu domain dan delapan domain hasil partisi.

Gambar 9.2.10 Perbandingan komponen tegangan EX02 dengan perangkat lunak serbaguna

Gambar 9.2.11 EX02 dipartisi menjadi delapan domain dengan metode RCB

Gambar 9.2.12 Perbedaan distribusi tegangan Mises akibat partisi domain

Gambar 9.2.12 menunjukkan tidak ada perbedaan antara kedua hasil; keduanya sepenuhnya sama.

Tabel 9.2.2 membandingkan waktu eksekusi untuk pengaturan solver HEC-MW yang digunakan. Gambar 9.2.13 juga menunjukkan riwayat konvergensi hingga solusi diperoleh.

Tabel 9.2.2 Perbandingan waktu eksekusi menggunakan solver HEC-MW

Solver	Waktu Eksekusi (s)
CGI	38.79
CGscale	52.75
BCGS	60.79
CG8	6.65

Gambar 9.2.13 Perbandingan riwayat konvergensi menggunakan solver HEC-MW (ambang konvergensi: 1.0x10^-8^)

Perbandingan Waktu Perhitungan Menggunakan Contoh Verifikasi EX01A

Menggunakan contoh verifikasi EX01A (batang penghubung), percepatan perhitungan akibat partisi domain dievaluasi. Komputer klaster 24-node dengan prosesor Xeon 2.8 GHz digunakan untuk perhitungan. Hasilnya ditunjukkan pada Gambar 9.2.14. Gambar tersebut menunjukkan bahwa kecepatan perhitungan meningkat sebanding dengan jumlah domain.

Perbedaan waktu perhitungan akibat lingkungan komputer juga diselidiki. Hasilnya ditunjukkan pada Tabel 9.2.3.

Gambar 9.2.14 Efek percepatan partisi domain

Tabel 9.2.3 Perbandingan waktu perhitungan berdasarkan komputer (1 CPU)

CPU	Frekuensi [GHz]	OS	Waktu CPU [detik]	waktu solver [detik]
Xeon	2.8	Linux	850	817
Pentium III	0.866	Win2000	2008	1980
Pentium M	0.760	WinXP	1096	1070
Pentium 4	2.0	WinXP	802	785
Pentium 4	2.8	WinXP	738	718
Celeron	0.700	Win2000	2252	2215
Pentium 4	2.4	WinXP	830	804