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:
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.
