Analisis Finite Element Method (FEM)
adalah metode numerik yang digunakan untuk memprediksi bagaimana suatu
produk atau struktur akan bereaksi terhadap gaya, getaran, gempa
[𝟏][𝟐], panas, aliran fluida/hidrolis, dan kondisi dunia nyata
lainnya. Metode ini memecah struktur yang akan dianalisis menjadi
elemen-elemen kecil dan menghubungkannya bersama-sama (mesh) untuk memperoleh solusi aproksimatif dari persamaan diferensial atau persamaan integral yang terlibat.
Dalam analisis FEM,
struktur yang kompleks dipecah menjadi elemen-elemen yang lebih
sederhana seperti segitiga atau persegi. Setiap elemen memiliki
sifat-sifat mekanik yang terkait, seperti kekakuan atau elastisitas.
Persamaan diferensial atau persamaan integral yang menggambarkan
perilaku struktur tersebut kemudian diterapkan pada setiap elemen, dan
solusi numerik diperoleh dengan menggabungkan kontribusi dari semua
elemen.
Analisis FEM sangat berguna dalam rekayasa dan bidang lainnya, karena memungkinkan pengguna untuk memprediksi respons struktural dengan akurasi tinggi. Misalnya, analisis FEM dapat digunakan untuk memprediksi tegangan dan deformasi dalam struktur bangunan, desain komponen mesin, perancangan kendaraan, dan banyak lagi. Dengan menggunakan analisis FEM, insinyur dapat mengoptimalkan desain, mengidentifikasi titik lemah, dan menguji berbagai skenario dengan biaya yang relatif rendah dibandingkan dengan pengujian fisik.
Dalam analisis Finite Element Method (FEM), langkah-langkah umum yang diikuti adalah:
-
Pembagian domain: Struktur yang akan dianalisis dibagi menjadi elemen-elemen kecil yang saling terhubung. Masing-masing elemen memiliki karakteristik material dan geometri yang terkait.
-
Penentuan kondisi batas: Kondisi batas yang relevan, seperti gaya yang diterapkan atau pergeseran yang dibatasi, ditentukan pada elemen-elemen yang berada di tepi struktur atau di antara elemen-elemen tetap.
-
Formulasi persamaan: Persamaan deformasi yang mencerminkan perilaku material dan sifat fisik struktur diterapkan pada setiap elemen. Persamaan ini dapat berupa persamaan elastis linier, elastis-plastis, atau persamaan khusus lainnya tergantung pada sifat material dan jenis deformasi yang diharapkan.
-
Pemecahan sistem persamaan: Persamaan yang terbentuk dari keseluruhan struktur diselesaikan secara numerik menggunakan teknik pemecahan persamaan seperti metode matriks atau metode iteratif.
-
Evaluasi hasil: Setelah pemecahan persamaan, deformasi, tegangan, dan respons struktur lainnya dihitung untuk setiap elemen. Hasil ini dapat digunakan untuk memahami perilaku deformasi struktur secara keseluruhan, seperti perubahan bentuk, pergeseran, dan distribusi tegangan.
Metode elemen hingga adalah salah satu metode yang paling umum digunakan dalam analisis deformasi struktur kompleks. Dengan menggunakan pendekatan ini, kita dapat memperoleh pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana struktur akan merespons beban yang diterapkan dan bagaimana deformasi terjadi di seluruh struktur.
Sumber:
1. Finite element method - Wikipedia • https://en.wikipedia.org/wiki/Finite_element_method
2. Finite Element Analysis Software | Autodesk • https://www.autodesk.com/solutions/finite-element-analysis
3. Finite Element Analysis | Infimech Technology • https://www.infimech.com/finite-element-analysis
📚 Sources
1. Finite element method - Wikipedia • https://en.wikipedia.org/wiki/Finite_element_method
2. Finite Element Analysis (FEA) • https://www.techtarget.com/searchsoftwarequality/definition/finite-element-analysis-FEA
- Finite Element Method Magnetics: HomePage • https://www.femm.info/
Penutup
Sekian Penjelasan Singkat Mengenai Analisis Finite Element Method (FEM). Semoga Bisa Menambah Pengetahuan Kita Semua.
