Kasus terjadi pada saat kita diminta untuk menimbang struktur besar dengan sekali angkat untuk diketahui berapa sih total beratnya dan dimana sih letak titik tengahnya.
Kemudian kita ingin mengetahui apakah benar support seperti gambar dibawah ini cukup kuat ketika kita jack dengan kapasitas jack 200 Ton?
Untuk mengetahuinya maka diperlukan pemodelan. Disini saya simulasikan dengan menggunakan Autodesk Inventor Professional dengan desain sebagai berikut:
Physical
Mass 10.8074 kg Area 2294150 mm^2 Volume 10807400 mm^3 Center of Gravity x=-22.9126 mm
y=120.174 mm
z=0 mm
Simulation:1
General objective and settings:
Design Objective Single Point Simulation Type Static Analysis Last Modification Date 12/2/2015, 7:57 AM Detect and Eliminate Rigid Body Modes No Separate Stresses Across Contact Surfaces No Motion Loads Analysis No Mesh settings:
Avg. Element Size (fraction of model diameter) 0.1 Min. Element Size (fraction of avg. size) 0.2 Grading Factor 1.5 Max. Turn Angle 60 deg Create Curved Mesh Elements No Use part based measure for Assembly mesh Yes Material(s)
Name STEEL A36 General Mass Density 7.75037 g/cm^3 Yield Strength 220.632 MPa Ultimate Tensile Strength 399.896 MPa Stress Young’s Modulus 199.948 GPa Poisson’s Ratio 0.26 ul Shear Modulus 79.3444 GPa Part Name(s) TUBE
PLATESTUBESOperating conditions
Force:1
Load Type Force Magnitude 2000000.000 N Vector X 0.000 N Vector Y 2000000.000 N Vector Z 0.000 N
Results
Reaction Force and Moment on Constraints
Constraint Name Reaction Force Reaction Moment Magnitude Component (X,Y,Z) Magnitude Component (X,Y,Z) Fixed Constraint:1 908682 N 0 N 0 N m 0 N m -908682 N 0 N m 0 N 0 N m Fixed Constraint:2 1091640 N 0 N 0 N m 0 N m -1091640 N 0 N m 0 N 0 N m Result Summary
Name Minimum Maximum Volume 10807400 mm^3 Mass 83.7615 kg Von Mises Stress 0.000130799 MPa 483.862 MPa 1st Principal Stress -93.9799 MPa 371.473 MPa 3rd Principal Stress -407.068 MPa 96.53 MPa Displacement 0 mm 2.38745 mm Safety Factor 0.455982 ul 15 ul Figures
Von Mises Stress
1st Principal Stress
3rd Principal Stress
Displacement
Safety Factor
Standar Kriteria:
Longitudinal Span = 600mm
Transversal Span = 600mm
Allowable Span = L/200 (according to AISC criteria)
= 3mm (Longitudinal)
= 3mm (Transversal)
Allowable Stress = 0.75 x Yield Stress (according to AISC criteria F2-1)
Allowable Stress = 0.75 x 220.632 Mpa (165.474 Mpa)
Poisson Ration = 0.26 ul
Standar Kondisi:
- Von Mises GAGAL, jika nilai maximum Von Mises stress material lebih dari kekuatan bahan (strength of the material).
- 1st Principal Stress akan membantu kita memahami maximum tegangan tarik (tensile) akibat adanya pembebanan
- 3rd Principal Stress akan membantu kita memahami maximum gaya tekan (compressive stress) karena adanya tekanan.
- Rasio Poisson adalah regangan lateral yang dibagi dengan regangan aksial (strain lateral tentang daerah, dan regangan aksial adalah tentang perubahan panjang)
Kesimpulan:
- Metrial Besi yang digunakan adalah A36 dengan density sekitar 7,800 kg/m3 (0.28 lb/cu in). Young’s modulus untuk besi A36 adalah 200 GPa (29,000,000 psi). Besi A36 steel memiliki Poisson’s ratio sekitar 0.26, dan shear modulus sekitar 75 GPa (10,900,000 psi). Sedangkan plat besi A36 bars, dan shapes dengan ketebalan kurang dari 8 in (203 mm) mempunyai minimum yield strength sekitar 36,000 psi (250 MPa) dan ultimate tensile strength sekitar 58,000–80,000 psi (400–550 MPa).
- Beban yang disimulasikan adalah 200 Ton tekanan ke atas
- Desain Support Beban tidak seluruhnya OK
Misalnya:
- Von Mises ketika disimulasikan pada bagian elemen sepert itu hasilnya menunjukkan angka 483.862 MPa, padahal elemen tersebut di desain untuk 165.474 Mpa. (Harus dikoreksi lagi mengapa bisa sampai hasilnya begitu?)
- Sedangkan untuk Plat baja akan mengalami ledutan ketika ada pembebanan 200 Ton di tengah. Yang diperbolehkan ledutannya terjadi hanya 3mm sedangkan dalam simulasi tersebut kita dapatkan Displacement sebesar 2.38745 mm, artinya masih diperbolehkan atau diterima oleh kriteria AISC.
- Tegangan Tarik didapatkan 93.9799 MPa dengan arah minus, padahal yang diperbolehkan adalah 165.474 Mpa, jadi masih OK.
- Tegangan Tekan didapatkan 96.53 MPa, padahal yang diperbolehkan adalah 165.474 Mpa, jadi masih OK.
- Safety Factor didaptkan 0.46 ul, padahal yang dikriteriakan adalah 0.26 ul untuk material tersebut, jadi masih OK.
Mudah mudahan penjelasan ini ada manfaatnya.
Tribut to Pak Gun :)
bagaimana saya dapat tahu standar kriteria AISC? apakah standar yang bapak gunakan dapat digunakan untuk mengukur plat? bagaimana saya dapat mengetahui allowable span? mohon dibantu pak
SukaSuka