📚 Eksplorasi & Komparasi Topik Dokumen
Pencarian topik
Hasil Dokumen
Ditemukan: 10 dokumenANALISIS STRUKTUR \TEXTIT{WASH TANK} DENGAN KAPASITAS 80.574 BBL BERDASARKAN API 650 MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA
Tangki timbun merupakan komponen penting pada fasilitas produksi migas yang harus memiliki integritas struktur memadai agar dapat beroperasi secara aman dan andal. Wash tank berkapasitas 80.574 bbl yang menjadi objek penelitian ini telah beroperasi sejak tahun 2000 dan direncanakan untuk digunakan kembali. Seiring umur operasi yang telah melebihi 25 tahun, hasil inspeksi menunjukkan adanya kerusakan pada atap tangki. Selain itu, perubahan parameter pembebanan angin dan seismik yang mengacu pada standar dan data terkini perlu dipertimbangkan dalam evaluasi struktur. Oleh karena itu, diperlukan analisis kondisi aktual wash tank untuk memastikan strukturnya masih memenuhi persyaratan API 650. Penelitian dilakukan menggunakan Metode Elemen Hingga (MEH) melalui perangkat lunak Abaqus. Model struktur dibangun berdasarkan data geometri, material, dan kondisi aktual tangki, kemudian diberikan berbagai kombinasi pembebanan sesuai API 650 yang meliputi beban mati, tekanan internal dan eksternal, tekanan hidrostatis, beban fluida tersimpan, beban uji hidrostatis, beban hidup atap, beban angin, serta beban seismik. Beban angin dihitung berdasarkan kecepatan angin rata-rata di Provinsi Riau sebesar 24,33 m/s, sedangkan beban seismik dihitung menggunakan metode Jacobsen-Veletsos berdasarkan spektrum respons desain pada lokasi tangki. Hasil simulasi dianalisis berdasarkan distribusi tegangan Von Mises, lokasi tegangan maksimum, dan faktor keamanan, kemudian dibandingkan antara kondisi ideal dan kondisi aktual. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kerusakan berupa bukaan pada atap tidak memberikan pengaruh yang signifikan terhadap respons struktur secara global. Tegangan Von Mises maksimum sebesar 159,6 MPa terjadi pada kombinasi pembebanan seismik dengan faktor keamanan minimum sebesar 1,002, sehingga seluruh tegangan masih berada di bawah tegangan izin 160 MPa menurut API 650. Dengan demikian, struktur wash tank dinyatakan masih layak dan aman dioperasikan dari aspek kekuatan struktur. Meskipun demikian, perbaikan pada bukaan atap tetap diperlukan untuk mencegah kontaminasi fluida dan perkembangan korosi yang dapat menurunkan integritas struktur dalam jangka panjang.
FATIGUE LIFE PREDICTION OF HIGH-SPEED TRAIN CARBODY USING FINITE ELEMENT METHOD FOR DIFFERENT SPEED AND RAIL CONDITIONS
Kereta Api Cepat (HSR) merupakan sistem transportasi darat yang penting karena kecepatan, skalabilitas, dan efisiensi. Rangkaian kereta modern seperti Kereta Api Cepat Merah Putih (KCMP) menggunakan alloy aluminium AL6061 T6 secara ekstensif untuk pengurangan berat. Namun, aluminium tidak memiliki batas ketahanan (endurance limit), sehingga rentan terhadap kegagalan kelelahan akibat beban berulang. Penelitian ini melakukan analisis umur kelelahan strucktur komprehensif pada bodi KCMP menggunakan Computational Aided Engineering (CAE). Metodologi ini mengintegrasikan simulasi Metode Elemen Hingga (FEM) pada ABAQUS dengan analisis daya tahan fe-safe, serta memasukkan respons dinamis dari data Multi-Body Dynamics (MBD). Teknik pemrosesan utama meliputi algoritma Rainflow-counting untuk ekstraksi siklus beban, relasi Goodman yang dimodifikasi untuk koreksi tegangan rata-rata, dan aturan Palmgren-Miner untuk perhitungan kerusakan kumulatif. Hasil studi parametrik mengidentifikasi konsentrasi tegangan kritis pada diskontinuitas geometris, khususnya di sekitar pintu dan jendela. Sudut bawah rangka pintu pada carbody ideal menunjukkan prediksi umur minimum 4,14 juta kilometer. Analisis desain KCMP menunjukkan 15 elemen kritis dengan puncak tegangan statis Mises 117,5 MPa pada antarmuka rangka bogie. Meskipun desain saat ini efisien dalam mengisolasi beban utama, analisis fatik komputasi berkelanjutan sangat penting untuk memastikan integritas struktural jangka panjang dan optimasi berat.
ANALISIS KESTABILAN LERENG HIGHWALL TAMBANG TERBUKA BATUBARA PT XYZ MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA
Kestabilan lereng highwall merupakan aspek penting pada tambang terbuka batubara karena berkaitan langsung dengan keselamatan kerja, efisiensi produksi, dan keberlanjutan operasional. Penelitian ini dilatarbelakangi oleh kejadian kelongsoran pada lereng highwall di area front aktif tambang terbuka batubara PT XYZ, meskipun sebelumnya dinyatakan aman berdasarkan hasil yang masih sesuai dengan Kepmen ESDM No. 1827 K/30/MEM/2018. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kestabilan lereng sebelum longsor menggunakan metode elemen hingga, memprediksi parameter kuat geser batuan penyebab longsor, serta memberikan rekomendasi perbaikan lereng. Hasil simulasi awal menunjukkan bahwa nilai Faktor Keamanan (FK) melalui pendekatan Strength Reduction Factor (SRF) lereng highwall aktual sebelum kelongsoran adalah 1,33, yang berarti masih dalam batas aman. Melalui analisis balik secara iteratif, ditemukan bahwa material carbonaceous clay dan mudstone A0 diperkirakan mempunyai kekuatan geser untuk carbonaceous clay adalah ???????????????????? = 28,89 kPa, ???????????????????? = 10,97º, ???????????????????????????????????? = 18,52 kPa, dan ???????????????????????????????????? = 5,67º, serta nilai kekuatan geser untuk mudstone A0 adalah ???????????????????? = 45,92 kPa, ???????????????????? = 13,28º, ???????????????????????????????????? = 28,89 kPa, dan ???????????????????????????????????? = 11,67º. Berdasarkan hasil tersebut, selanjutnya dilakukan rekomendasi perbaikan lereng highwall secara resloping yang menghasilkan nilai SRF dalam batas aman sesuai standar, yaitu SRFdinamis 1,1 dan 1,21.
ANALISIS EFEK DEGRADASI IMPLAN BIODEGRADABLE TERHADAP DISTRIBUSI TEGANGAN TULANG DAN IMPLAN MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA
Implan ortopedi tradisional seperti titanium dan baja tahan karat kerap menimbulkan komplikasi jangka panjang, termasuk stress shielding, infeksi sekunder, dan perlunya operasi pengangkatan kedua. Sebagai alternatif, material biodegradable seperti magnesium (Mg) menawarkan biokompatibilitas, kekuatan mekanik mendekati tulang, serta kemampuan terurai alami dalam tubuh, sehingga menghilangkan kebutuhan operasi lanjutan. Fraktur tulang merupakan masalah kesehatan yang cukup signifikan di Indonesia, dengan sebagian besar kasus ditangani dengan fiksasi internal, salah satunya melalui sistem pelat-sekrup. Namun, degradasi progresif implan Mg memerlukan pemahaman terhadap perubahan distribusi tegangan antara implan dan tulang seiring waktu. Penelitian ini memodelkan degradasi implan magnesium berbasis difusi dan menganalisis dampaknya terhadap distribusi tegangan dan regangan pada tulang tibia kelinci New Zealand White. Simulasi dilakukan menggunakan metode elemen hingga (FEA) dengan mempertimbangkan perubahan geometri dan penurunan massa implan selama degradasi. Hasil menunjukkan adanya redistribusi beban dari implan ke tulang, yang tercermin dari penurunan tegangan pada implan dan peningkatan tegangan serta regangan pada tulang. Dibandingkan dengan implan konvensional, implan magnesium menghasilkan distribusi tegangan dan regangan yang lebih fisiologis serta berpotensi mencegah terjadinya efek stress shielding.
PEMODELAN METODE GEOLISTRIK RESISTIVITAS DC 3D MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA DENGAN MENGAPLIKASIKAN TEKNIK SINGULARITY REMOVAL
Sebagai metode yang sering digunakan untuk survei dangkal, maka dibutuhkan pengembangan pemodelan geolistrik resistivitas 3D DC yang ringan, cepat, dan akurat yang dapat dijalankan pada komputer jinjing. Beberapa isu yang masih menjadi tantangan dalam pemodelan geolistrik resistivitas DC menggunakan metode elemen hingga yaitu singularitas solusi, kontruksi elemen 3D, penyelesaian matriks global, dan penanganan solusi potensial di sebarang titik. Untuk mengatasi permasalahan singularitas solusi, penelitian ini menggunakan teknik singularity removal dimana penyelesaian persamaan potensial primer dilakukan secara analitik dan persamaan potensial sekunder secara numerik menggunakan metode elemen hingga pendekatan Galerkin. Tipe elemen 3D yang dipilih yaitu elemen tetrahedral terstruktur orthosceme yang diperoleh dengan membagi kubus heksahedron menjadi enam elemen. Domain pemodelan (area of interest [AOI] + padding) mencakup [-300, 300] m × [-250, 250] m × [0, 250] m, didiskritisasi menjadi elemen othosceme dengan jumlah simpul 59 × 39 × 20. Setelah diperoleh persamaan matriks global untuk potensial sekunder, diuji sifat matematisnya untuk menentukan iterative solver yang tepat. Hasil uji pada model bumi dua lapis mengkonfirmasi bahwa matriks global mempunyai sifat berukuran besar, sparse, riil-simetrik, dan positif definit. Solver iterative yang tepat adalah preconditioned conjugate gradients (PCG) dengan incomplete Cholesky factorization (ICF) sebagai prekondisi. ICF termodifikasi diterapkan untuk meningkatkan kecepatan konvergensi dengan tetap mempertahankan akurasi. Hasil uji dalam tahapan penyelesaian matriks global menunjukkan bahwa iterative solver PCG dengan prekondisi ICF termodifikasi 6,7 kali lebih cepat dibandingkan direct solver. Ketika diterapkan dengan melibatkan perubahan dan pergeseran elektroda arus mengacu pada aturan konfigurasi elektroda tertentu, penggunaan iterative solver PCG dengan prekondisi ICF termodifikasi memberikan peningkatan kecepatan komputasi yang signifikan. Sampai tahap ini, kombinasi dari teknik singularity removal, diskritisasi orthosceme, dan solver PCG telah menghasilkan pemodelan kedepan geolistrik resistivitas DC 3D yang ringan dan cepat serta dapat dijalankan pada komputer jinjing. Pengujian lebih lanjut kinerja pemodelan kedepan geolistrik resistivitas DC 3D juga dilakukan dengan mengamati pola distribusi potensial dalam tampilan 3D, pola rapat arus dan potensial dalam irisan tampang lintang tertentu dan kurva potensial sepanjang lintasan elektroda. Kurva potensial mampu menunjukkan secara jelas pengaruh penggunaan teknik singularity removal dimana di sekitar sumber arus (±1A), potensial mampu mencapai nilai cukup tinggi mencapai sekitar ± 55 V. Pemodelan kedepan dengan dan tanpa teknik singularity removal juga menunjukkan perbedaan nilai potensial yang signifikan (mencapai sekitar 0.3 V), terutama di sekitar sumber arus. Uji akurasi pemodelan kedepan geolistrik resistivitas DC 3D secara kuantitatif dilakukan melalui nilai resistivitas semu. Nilai potensial di sebarang titik di permukaan bumi untuk keperluan perhitungan resistivitas semu-numerik ini diperoleh dengan menggunakan interpolasi skema rasio luas dari potensial di setiap simpul. Uji kuantitatif ini dilakukan dengan membandingkan resistivitas semu-numerik terhadap hasil analitik dan dinyatakan sebagai relative error untuk konfigurasi Wenner dan Schlumberger pada model bumi dua lapis dan tiga lapis. Hasil pemodelan geolistrik resistivitas DC 3D dengan teknik singularity removal menghasilkan resistivitas semu konfigurasi Wenner dengan relative error <5% pada spasi a = 10 s.d 60 m model bumi dua lapis. Sedangkan konfigurasi Schlumberger menghasilkan kinerja pemodelan yang lebih baik yang ditunjukkan dengan nilai resistivitas semu dominan mempunyai relative error <5% baik untuk model bumi dua lapis maupun tiga lapis. Pada model bumi kontak vertikal, pemetaan lateral menghasilkan profil resistivitas semu konfigurasi Wenner dan Schlumberger dengan pola serupa, dengan nilai resistivitas semu yang meningkat ketika menuju ke bidang batas medium dan kemudian memasuki medium kedua. Sebaliknya, konfigurasi dipole-dipole menunjukkan pola perubahan resistivitas semu yang berbeda. Perubahan nilai resistivitas semu ketika mendekati bidang batas dan memasuki medium ke dua jauh lebih kontras bahkan melebihi nilai resistivitas masing-masing medium sehingga konfigurasi dipole-dipole lebih sesuai untuk mendeteksi perubahan struktur lateral. Model bumi anomali blok 3D terpendam memberikan skenario yang realistis untuk penelitian disertasi ini. Dengan menempatkan empat lintasan sejajar sumbu x dan sebuah lintasan sejajar sumbu y (saling berpotongan di atas anomali terpendam) menghasilkan profil resistivitas semu konfigurasi Wenner, Schlumberger, dan dipole-dipole yang mampu merepresentasikan keberadaan anomali blok 3D terpendam dengan baik yang ditandai dengan kontras resistivitas di sekitar batas-batas anomali. Konfigurasi dipole-dipole kembali lagi menunjukkan kinerja lebih baik dengan kontras resistivitas semu yang jelas pada batas-batas anomali terpendam.
ANALISIS PENGARUH TOPOLOGI DAN URUTAN PENGELASAN TERHADAP TEGANGAN SISA DAN PERPINDAHAN PADA SAMBUNGAN BUTT ALUMINIUM MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA
Pengelasan merupakan salah satu proses paling penting dalam berbagai industri. Namun, proses ini menimbulkan gradien suhu besar yang dapat menyebabkan tegangan sisa serta deformasi, baik longitudinal (searah) maupun transversal (tegak lurus), yang pada akhirnya dapat mengurangi kinerja struktural di sekitar area las. Studi ini menggunakan metode elemen hingga (coupled temperature-displacement analysis) untuk mengevaluasi bagaimana pengaturan simulasi dan parameter pengelasan memengaruhi distribusi tegangan dan perpindahan pada sambungan las aluminium tipe butt joint. Pertama-tama, ditinjau pengaruh dari berbagai pengaturan simulasi seperti metode penerapan panas, penambahan prestep, penambahan bead/pass, dan jumlah bead. Semua pengaturan ini dibandingkan dengan data referensi untuk menemukan pendekatan yang paling akurat dan menilai efek dari masing masing pengaturan. Selanjutnya, studi menyelidiki pengaruh variasi parameter, dengan fokus pada bentuk kampuh las, masukan panas, dan urutan pengelasan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan kondisi pengelasan yang optimal guna meminimalkan dampak negatif dan menjaga keandalan struktur. Dalam penelitian ini, simulasi pengelasan dilakukan pada model pelat dua lintasan berukuran 300mm×182mm×10.5 mm, dengan zona las terletak di tengah lebar pelat. Las memiliki tonjolan setinggi 0.75 mm, dan pembagian lintasan las berada 6.2 mm dari permukaan bawah. Geometri dimodelkan langsung di ABAQUS, dengan subrutin Python yang terintegrasi untuk memungkinkan konfigurasi skenario pengelasan yang fleksibel dan efisien. Seluruh simulasi dijalankan menggunakan perangkat lunak elemen hingga ABAQUS. Hasil simulasi menunjukkan bahwa perubahan lintasan (pass change) dan penggunaan prestep dengan semua metode input panas (Body Heat Flux, Analytical Field, dan Goldak’s heat) menghasilkan kecocokan yang baik dengan data eksperimen. Di antara variasi parameter, konfigurasi alur las Beveled U-groove terbukti paling optimal untuk mengendalikan deformasi, sementara urutan pengelasan simetris mampu meminimalkan tegangan tarik dan tekan. Temuan ini menunjukkan bahwa urutan pengelasan memiliki pengaruh paling signifikan terhadap distribusi tegangan sisa dan pola perpindahan.
STUDI KOMPARASI DAN EVALUASI KEANDALAN SEISMIK STRUKTUR GANDA FLAT SLAB DENGAN ELEMEN BUBBLEDECK SLAB DAN SOLID SLAB BERBASIS METODE ELEMEN HINGGA
Pelat beton bertulang merupakan elemen struktural dominan dalam sistem lantai gedung bertingkat yang berkontribusi besar terhadap berat total bangunan. Inovasi bubbledeck slab (BS), yang mengeliminasi beton di zona netral pelat melalui rongga berbentuk bola, menjadi solusi efektif untuk mereduksi berat struktur tanpa mengorbankan fungsi struktural. Namun, implementasi BS di Indonesia masih terbatas akibat minimnya pedoman perencanaan, khususnya dalam konteks perilaku terhadap beban gempa. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi kekakuan, kekuatan, karakteristik diafragma, dan keandalan struktur yang menggunakan pelat BS dibandingkan dengan solid slab (SS). Pendekatan dilakukan melalui pemodelan numerik berbasis metode elemen hingga menggunakan perangkat lunak LS-Dyna, dengan model material CDPM untuk beton dan piecewise linear plasticity untuk tulangan. Penentuan faktor modifikasi kekakuan dilakukan untuk arah aksial, geser, dan out-of-plane menggunakan pendekatan analitis dan simulasi FEA dengan pembebanan kuasi-statik untuk mekanisme in-plane. Analisis perilaku global struktur 4, 8, 12, dan 14 lantai dilakukan menggunakan nonlinear time history analysis (NLTHA), dilanjutkan dengan evaluasi keandalan struktur berdasarkan variasi intensitas gempa. Hasil menunjukkan bahwa BS memiliki kekakuan dan daktilitas yang lebih rendah dibanding SS, serta menunjukkan transisi diafragma dari rigid ke semi-rigid pada struktur di atas 8 lantai. Struktur dengan pelat BS tetap memenuhi kriteria performa untuk bangunan hingga 12 lantai, namun menunjukkan probabilitas kegagalan melebihi ambang batas (2%) pada struktur 14 lantai, menandakan perlunya perhatian terhadap kapasitas rotasi plastis dan kekakuan in-plane pada struktur tinggi berbasis sistem BS.
STUDI PERILAKU DINDING BASEMENT AKIBAT GALIAN DALAM DENGAN METODE ELEMEN HINGGA DAN HASIL PENGUKURAN FULL SCALE LAPANGAN: STUDI KASUS GALIAN BASEMENT BALAIKOTA DKI JAKARTA
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis dan memvalidasi prediksi deformasi lateral dinding penahan tanah pada konstruksi galian dalam dengan menggunakan metode elemen hingga (Finite Element Method/FEM) berbasis perangkat lunak MIDAS GTS NX. Studi dilakukan pada proyek galian basement Balaikota DKI Jakarta dengan konfigurasi geometri, tahapan konstruksi, dan parameter tanah yang mengacu pada tesis Dayu Apoji (2011). Dua model konstitutif tanah digunakan dalam simulasi, yaitu model Mohr-Coulomb (MC) dan Hardening Soil (HS), untuk mengkaji pengaruhnya terhadap hasil deformasi lateral. Validasi dilakukan dengan membandingkan hasil simulasi terhadap data pengukuran lapangan dari inclinometer pada dua titik borehole. Hasil menunjukkan bahwa model Hardening Soil memberikan prediksi deformasi yang lebih mendekati kondisi aktual dibandingkan model Mohr-Coulomb. Selain itu, simulasi dengan MIDAS GTS NX mampu menghasilkan perilaku deformasi yang cukup representatif, dengan deviasi nilai yang masih berada dalam kisaran yang dapat diterima secara teknik. Penelitian ini menunjukkan pentingnya pemilihan model tanah dan validasi terhadap data lapangan dalam analisis numerik geoteknik.
STUDI PERILAKU DINDING BASEMENT AKIBAT GALIAN DALAM DENGAN METODE ELEMEN HINGGA DAN HASIL PENGUKURAN FULL SCALE LAPANGAN: STUDI KASUS GALIAN BASEMENT BALAIKOTA DKI JAKARTA
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis dan memvalidasi prediksi deformasi lateral dinding penahan tanah pada konstruksi galian dalam dengan menggunakan metode elemen hingga (Finite Element Method/FEM) berbasis perangkat lunak MIDAS GTS NX. Studi dilakukan pada proyek galian basement Balaikota DKI Jakarta dengan konfigurasi geometri, tahapan konstruksi, dan parameter tanah yang mengacu pada tesis Dayu Apoji (2011). Dua model konstitutif tanah digunakan dalam simulasi, yaitu model Mohr-Coulomb (MC) dan Hardening Soil (HS), untuk mengkaji pengaruhnya terhadap hasil deformasi lateral. Validasi dilakukan dengan membandingkan hasil simulasi terhadap data pengukuran lapangan dari inclinometer pada dua titik borehole. Hasil menunjukkan bahwa model Hardening Soil memberikan prediksi deformasi yang lebih mendekati kondisi aktual dibandingkan model Mohr-Coulomb. Selain itu, simulasi dengan MIDAS GTS NX mampu menghasilkan perilaku deformasi yang cukup representatif, dengan deviasi nilai yang masih berada dalam kisaran yang dapat diterima secara teknik. Penelitian ini menunjukkan pentingnya pemilihan model tanah dan validasi terhadap data lapangan dalam analisis numerik geoteknik.
DESAIN DAN PEMODELAN PITTING CORROSION PADA PIPA BAWAH LAUT DI LAUT CINA SELATAN DENGAN METODE ELEMEN HINGGA
Pitting corrosion adalah masalah struktural yang memengaruhi integritas pipa bawah laut dan kerap terjadi. Studi ini melakukan desain pipa bawah laut dan analisis pipa bawah laut yang terjadi pitting corrosion akibat combined loads dari internal pressure dan bending moment dengan variasi kapasitas bending stress pada pipa intact sebesar 20%, 40%, 60%, dan 80% dari yield stress, kedalaman pitting sebesar 25% dan 50% tebal pipa baja, dan lokasi area terkorosi (pada bagian tarik dan tekan pipa akibat lentur). Analisis pitting corrosion akan dilakukan dengan metode elemen hingga untuk analisis statik dengan solver static general dan material elastis-plastis untuk pipa Grade X65. Dari hasil analisis pitting corrosion seragam, didapatkan hasil bahwa kapasitas bending stress pada pipa intact, kedalaman pitting, dan area korosi berpengaruh. Semakin besar kapasitas bending stress, persentase perbedaan nilai antara pipa intact dan pipa terkorosi semakin mengecil dengan rata-rata rasio sekitar 2.95. Setiap penambahan kedalaman pitting, nilai Von-Mises Stress untuk pipa terkorosi bagian atas meningkat sebesar 3.24%-10.48%. Sedangkan, nilai Von-Mises Stress untuk pipa terkorosi bagian bawah meningkat sebesar 1.34%-27.71%. Nilai Von-Mises Stress pipa korosi untuk area 180o atas lebih besar sekitar 0.53%-18.30% daripada area korosi 180o bawah karena area korosi mengalami tekan dari momen lentur.