Site Overlay

Pemodelan Buckling 2D pada Kolom dengan FEM

Saya menggunakan software Mecway untuk memodelkan buckling pada kolom sederhana.

Dasar kolom dimodelkan sebagai pin dan bagian atas ditahan pada arah lateralnya. Kemudian beban vertikal sebesar f = 1 KN saya tambahkan di atas kolom sebagai referensi dalam menentukan beban buckling di tahapan selanjutnya. Tinggi kolom adalah 9.2m dan sudah di-mesh menjadi beberapa bagian (perhatikan nodal yang cukup banyak pada tiang).

Pemodelan dengan pin – pin pada bagian atas dan bawah kolom

Ada beberapa jenis penjepitan yang bisa digunakan, seperti gambar di bawah. Jenis restraint yang dipilih akan berpengaruh pada panjang efektif dan akan berpengaruh pada nilai buckling yang dihasilkan.

Analisis Buckling 2D dengan solver internal Mecway, number of modes = 5
General Section

Material yang dipakai adalah Steel dengan Mechanical properties pemodelan adalah Isotropic, Young’s Modulus (E) = 200 GPa, Poisson’s ratio = 0.24, dan thermal expansion = 0. Dalam pemodelan ini, density dan berat sendiri diabaikan.

Dari analisis yang dilakukan, kita memperoleh beberapa mode shapes, dalam kasus ini kita definisikan sebanyak n = 5 (lihat gambar sebelumnya). Saya hanya memberikan 4 mode shapes pada gambar di bawah.

Mode 1 adalah buckling dengan gambar di bawah. Mode ini adalah mode dengan nilai terkecil dibanding mode lainnya, yang berarti bahwa bentuk dari mode 1 inilah yang kemungkinan besar terbentuk jika buckling terjadi. Nilai beban kritis untuk menghasilkan mode shape 1 ini adalah hasil perkalian nilai beban f yang kita definisikan di awah dan nilai buckling factor.

Mode shape #1, fcr = f x buckling factor = 1 KN x 4.17 = 4.17 KN
Mode shape #2, fcr = f x buckling factor = 1 KN x 16.7 = 16.7 KN
Mode shape #3, fcr = f x buckling factor = 1 KN x 37.59 = 37.59 KN

Mode shape #4, fcr = f x buckling factor = 1 KN x 66.8 = 66.8 KN

Secara teoritis, nilai kritikal buckling (mode 1) bisa didapatkan dengan formula Euler:

P_{cr} = {\frac {\pi^{2}EI} {(KL)^{2}} } P_{cr} = {\frac {\pi^{2} \times 200 GPa \times 179115 mm2} {(1 \times 9200mm)^{2}} } P_{cr} = 4.177 KN

Nilai buckling mode 2 adalah 4 x Pcr dan nilai buckling mode 3 adalah 9 x Pcr. Secara umum, nilai buckling mode n adalah n^2 x Pcr.

Download model Mecway di bawah ini:

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

 

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.