Jerry Atmaja
jerry.atmaja@gmail.com
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
jerry.atmaja@gmail.com
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
jerry.atmaja@gmail.com
-
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
jerry.atmaja@gmail.com
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
jerry.atmaja@gmail.com
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
jerry.atmaja@gmail.com
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
jerry.atmaja@gmail.com
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
jerry.atmaja@gmail.com
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
jerry.atmaja@gmail.com
-
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
jerry.atmaja@gmail.com
-
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
jerry.atmaja@gmail.com
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
jerry.atmaja@gmail.com
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
jerry.atmaja@gmail.com
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
jerry.atmaja@gmail.com
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
jerry.atmaja@gmail.com
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