Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

Abstrak :
Functionally Graded Materials (FGMs) merupakan material komposit dengan komposisi material bergradasi. Laporan ini membahas mengenai evaluasi statis, getaran bebas, dan tekuk pada balok FGMs dengan menggunakan salah satu Metode Elemen Hingga (MEH), yaitu elemen Mixed Quadratic Beam (MQB). Elemen MQB (Mixed Quadratic Beam) merupakan elemen hibrida dua nodal. Jurnal ini diawali dengan penjabaran formulasi eleman MQB yang diikuti oleh analisis hasil perhitungan numerik kasus statis, getaran bebas, dan tekuk pada balok FGMs menggunakan formulasi tersebut. Komputasi numerik dilakukan dengan menggunakan program MATLAB. Analisa statis, getaran bebas, dan tekuk pada balok FGMs dilakukan dengan menyelesaikan beberapa kasus balok dengan berbagai perletakkan, yaitu sendi-rol, jepit-bebas, dan jepit-jepit. Dari analisa tersebut, dapat disimpulkan bahwa program numerik yang dilandasi dengan formulasi elemen MQB untuk penyelasaian kasus statis, getaran bebas, dan tekuk pada balok FGMs menunjukkan nilai yang valid untuk balok dengan jumlah elemen yang banyak. ......Functionally Graded Materials (FGMs) is a composite material with gradients of material composition. This thesis discusses about static evaluation, free vibration, and buckling of FGMs beams using an element of Finite Element Method, Mixed Quadratic Beam (MQB) element. MQB (Mixed Quadratic Beam) element is a two nodes hybrid element. This journal begins with formulation of MQB element then followed by numerical analysis of static, free vibration, and buckling on FGMs beams problems by using this formulation. Numerical computations are done using MATLAB software program. Static, free vibration, and buckling analysis of FGMs beams are done by solving several problems with various boundary conditions; simply supported, clamped-free, and clamped-clamped. From the analysis, it can be concluded that the numerical program to solve static, free vibration, and buckling of FGMs beams problems based on the formulation of MQB element shows good results for beams with large number of mesh.

Abstrak :
Penelitian ini membahas mengenai evaluasi statis, getaran bebas, dan tekuk pada balok Functionally Graded Materials (FGMs) dengan menggunakan elemen Timoshenko Hencky Beam (THB), serta menunjukkan peforma dari elemen THB pada kasus-kasus tertentu. Dimana komputasi numerik dalam penelitian ini dilakukan dengan menggunakan program MATLAB. Balok FGM merupakan balok komposit yang tidak homogen secara mikroskopis, perubahan jenis material tersusun secara bergradasi dari suatu permukaan ke permukaan yang lainnya. Sedangkan elemen THB merupakan pengembangan Metode Elemen Hingga (MEH) yang dalam operasinya memperhitungkan deformasi geser. Performa dari elemen THB yang ditinjau adalah tingkat konvergensi pada kasus statis, getaran bebas, dan tekuk pada beberapa kasus balok FGMs. Evaluasi statis pada kasus-kasus yang akan dievaluasi adalah perpindahan vertikal. Sedangkan pada kasus getaran bebas, akan dilihat konvergensi dari nilai frekuensi alami. Dan pada kasus tekuk, akan dievaluasi beban kritis dan suhu kritis untuk kasus tekuk dengan efek temperatur. Kasus yang diambil untuk permodelan evaluasi statis adalah balok dengan perletakan sendi-rol, sendi-sendi, jepit-sendi, jepit-bebas, jepit-jepit, dan jepit rol. Dengan berbagai variasi L/h. Sedangkan pada perhitungan getaran bebas dan tekuk, hanya berupa balok dengan perletakan sederhana. Semua perhitungan dilakukan dengan berbagai nilai variasi power-law exponent. Seperti yang telah diketahui bahwa elemen THB dapat diaplikasikan pada balok tebal dan tipis, tetapi pada balok tipis elemen ini akan mengalami fenomena shear locking. Pada penelitian ini dilakukan pembuktian teori tersebut, dan hasil dari penelitian ini menunjukan kesamaan perilaku dengan teori tersebut. Selain itu, hasil perhitungan menggunakan elemen THB pada balok tipis perlu dilakukan dalam jumlah elemen yang banyak sehingga hasil mendekati referensi (nilai sebenarnya). Semakin sedikit elemen, maka hasil yang didapatkan menjadi semakin jauh dari referensi, hal tersebut dibuktikan pada penelitian ini. ......This study discusses about the static evaluation, free vibration, and buckling of the Functionally Graded Materials (FGMs) beam using the Timoshenko Hencky Beam (THB) elements, and shows the performance of the THB element in these calculations to some cases. The numerical computing is done using the MATLAB programs. The FGMs beam is a composite beam which is not microscopically homogenous, where changes in material type are arranged in gradation from one surface to another. The THB element is the development of the Finite Element Method (MEH) which its operation concerns the shear deformation. The performance of the THB element reviewed is static evaluation, free vibration, and bending in certain structural problem cases, FGMs beam. Static evaluation in the cases that will be discussed consist about vertical displacement. In the free vibration cases, the value of natural frequencies is taken. And in the buckling cases done with and without temperature effect. The case taken for the static evaluation modeling is the beam with roller-pin, pin-pin, pin-clamped, cantilever, clamped-clamped, and roller-clamped. With several variations of L/h. While case used in the calculation of free vibration and buckling is only simply-supported beam. For each calculation used some variations of the power-law exponent. As is well known that the THB element can only be applied to thick beams, where in thin beams this element will cause the phenomenon of shear locking. In this study, the theory is proven, and the results of this study show the similarity of behavior with the theory. In addition, the results of calculations using THB elements need to be done in a large number of elements so that the results approach the reference (actual value). The fewer elements, the results obtained are increasingly far from the reference, this theory proved in this study.

Abstrak :
Penelitian ini membahas tentang evaluasi statis, getaran bebas, dan tekuk pada balok Functionally Graded Materials (FGMs) dengan menggunakan elemen balok Discrete Shear Gap (DSG). Functionally Graded Materials (FGMs) merupakan material komposit yang terdiri dari dua atau lebih material. Pada penelitian ini digunakan material keramik dan logam. Logam merupakan material yang memiliki ketahanan terhadap fleksibilitas struktur, sedangkan keramik merupakan material yang memiliki ketahanan terhadap suhu tinggi. Karakteristik material ini berubah menggunakan fraksi volume. Pada penelitian ini, digunakan hukum power law untuk mendefinisikan karakteristik material. Elemen Discrete Shear Gap (DSG) diusulkan oleh Bletzinger, Bischoff, and Ramm. Kasus statis, getaran bebas, dan tekuk dianalisa untuk mendapatkan nilai perpindahan, frekuensi natural, dan beban kritis pada balok FGM di atas perletakan dan rasio L/h yang bervariasi. Hasil yang ditunjukkan oleh elemen ini adalah dengan menggunakan jumlah elemen yang sedikit, elemen DSG masih mengalami efek penguncian geser pada balok tipis. Namun dengan jumlah elemen yang semakin banyak, elemen DSG dapat mendekati solusi eksak. Elemen DSG memberikan hasil yang baik untuk kasus balok tipis maupun balok tebal. ......This paper presents the static evaluation of the Functionally Graded Materials (FGMs) beam using the Discrete Shear Gap (DSG) beam element. Functionally Graded Materials (FGM) are new composite material consisting of two or more basic materials. In this paper, we use ceramic and metal. Metal is a material that is resistant to structural flexibility, while ceramic is a material that is resistant to high temperatures. Its material properties continuously changed by varying volume fraction. In this paper, we use power law rule for the material properties. The Discrete Shear Gap (DSG) element was proposed by Bletzinger, Bischoff, and Ramm. Static problems, free vibration, and buckling are analyzed to obtain the displacements, natural frequencies, and critical loads on the FGM beams over varying boundary conditions and ratio of L/h. Results of the present work are compared with the reference solution. The result shows that by using a small number of elements, DSG element still suffers of shear locking on thin beams. But with the increasing number of elements, DSG element will converge to the exact solution. DSG elements give a good result for the case of thin beams and thick beams.