Studi Numerik Spring Constant Pada Material Isotropik Menggunakan Discrete Element Method

-, Jariyanti (2017) Studi Numerik Spring Constant Pada Material Isotropik Menggunakan Discrete Element Method. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
Preview
Text
2114201008-Master-Theses.pdf - Published Version

Download (4MB) | Preview

Abstract

Discrete Element Method (DEM) merupakan salah satu metode numerik yang digunakan untuk pemodelan dan analisis. Dalam analisis DEM, obyek diasumsikan sebagai kumpulan elemen diskrit dan interaksi diantara elemen ditentukan oleh konstanta pegas, kelembaman dan koefisien gesek. Pemodelan konstanta pegas pada arah normal 〖(k〗_n) dan tangensial (k_s) telah banyak diteliti dengan pendekatan jumlah elemen dalam cluster dan ukuran elemen yang uniform. Pendekatan ukuran elemen yang uniform sering kali tidak dapat digunakan untuk bentuk geometri yang kompleks, oleh karena itu, diperlukan pendekatan yang lain. Pada penelitian ini, akan dianalisa secara numerik fungsi konstanta pegas pada arah normal (k_n) dan tangensial (k_s) dengan pendekatan dua elemen yang memiliki ukuran (radius) yang berbeda. Pada penelitian ini, material yang dimodelkan adalah material isotropik. Bentuk geometri yang dimodelkan adalah heksagonal dengan asumsi didalamnya terdapat lingkaran yang menyinggung tiap sisi, dengan ukuran radius (r_i) pada elemen i dan radius (r_j) pada elemen j. Selanjutnya, menentukan interaksi gaya antar elemen, kemudian menentukan komponen tegangan. Komponen tegangan yang diperoleh dari pemodelan, dibandingkan dengan matriks konstitutif material isotropik untuk menentukan fungsi k_n dan k_s. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai displacement dari simulasi fungsi k_n dan k_s, serta analitik masing-masing sebesar -0.000556 mm dan -0.000585 mm. Nilai error perbandingan hasil simulasi dan analitik sebesar 4.89486%. ===================================================================================== Discrete Element Method (DEM) is one of the numeric method used to modeling and analysis. The object of DEM analysis is assumed as a collection of discrete element and the interaction among the elements is determined by the spring constant, inertia and friction coefficient. Modeling Spring constant in normal 〖(k〗_n) and tangential direction (k_s) has been studied using the number of elements in cluster approach and the size of the uniform elements. The approach of uniform element size oftentimes cannot be used to complex geometric forms. Therefore, another approach is needed. This study aims to analyze spring constant formula numerically in normal 〖(k〗_n) and tangential (k_s) direction with the approach of two elements that have different size (radius). Material modeling is an isotropic material. Geometric modeling is a hexagon. Assume the circle inscribed into a hexagon with r_i is the size of the radius on element i and r_j is size of the radius on element j. Furthermore, determine the interaction of force between elements, then determine the stress components. Compared Stress components from modeling with the constitutive matrix of isotropic material to determine the function k_n and k_s. The results shown that the displacement values of k_n and k_s simulation and analytical are -0.000556 mm and -0.000585 mm with a ratio value of the error function of k_n and k_s is 4.89486%.

Item Type: Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords: Discrete element method (DEM); the constitutive matrix; isotropic; spring constant; konstanta pegas.
Subjects: T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA347 Finite Element Method
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > (S2) Master Theses
Depositing User: - JARIYANTI -
Date Deposited: 17 Apr 2017 01:38
Last Modified: 17 Apr 2017 01:38
URI: http://repository.its.ac.id/id/eprint/3624

Actions (login required)

View Item View Item