55
Modul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software SOLIDWORKS Oleh : Tim Lab CAR & Gambar Teknik Universitas Gunadarma 2016

Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

  • Upload
    others

  • View
    13

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

Modul Pelatihan

Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal

Dengan Software SOLIDWORKS

Oleh :

Tim Lab CAR & Gambar Teknik

Universitas Gunadarma

2016

Page 2: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

2

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Kata Pengantar

Dalam merancang suatu produk sampai ke prototypenya, sebelum produk akhir

dibuat, diperlukan beberapa langkah perancangan yang iteratif dan sangat panjang.

Dengan menggunakan bantuan software yang berbasis CAD (Computer Aided

Design), CFD (Computational Fluid Dynamics) dan FEA (Finite Element Analysis)

serta MBD (Multi Body Dynamic) proses perancangan yang iteratif tersebut dapat

dipangkas, sehingga bagi industri merupakan benefit dari segi lamanya waktu dan

tentunya labor cost. Modul pelatihan ini dimaksudkan untuk memperkenalkan

perancangan suatu produk secara virtual menggunakan software SOLIDWORKS

yang berbasis FEA.

Modul ini ditujukan bagi sivitas akademik Universitas Gunadarma dan masyarakat

umum yang ingin mendalami perancangan suatu produk secara virtual menggunakan

software berbasis CAD, CFD dan FEA, dimulai dari analisis sederhana pemodelan

dalam bentuk 3-D sampai dengan analisis model thermal dan aliran fluida serta

animasinya.

Selesainya modul ini tak terlepas dari bantuan asisten di Center for Automotif

Research (CAR), Universitas Gunadarma. Untuk itu diucapkan terima kasih kepada

sdr. Agung Dwi Sapto, ST., MT, sdr M. Luqman, ST., sdr Imam Mardiyansah ST. &

seluruh rekan asisten Laboratorium LGT & CAR dalam pengetikan modul ini, dan

memenuhi target waktu penyelesaiannya. Semoga modul pelatihan ini dapat

bermanfaat bagi sivitas akademik Universitas Gunadarma dan masyarakat umum

secara luas.

Center for Automotive Research,

Universitas Gunadarma

Dr.-Ing. Mohamad Yamin

Page 3: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

3

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Daftar Isi

Kata Pengantar

Daftar Isi

Pendahuluan 4

Lesson 1. Static Sturctural Analysis 6

Lesson 2. Internal Fluid Analysis 12

Lesson 3. External Fluid Analysis 24

Lesson 4. Thermal Fluid Analysis 36

Lesson 5. Heat Transfer Analysis 47

Page 4: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

4

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Pendahuluan

Kemajuan dibidang komputer sangat membantu dalam proses penyelesaian

Design, Simulasi, analisa, khususnya analisa kekuatan struktur. Saat ini banyak

tersedia berbagai jenis perangkat lunak (software) yang digunakan untuk Aplikasi

tersebut, salah satunya adalah SOLIDWORKS. Solidworks pertama dikenalkan pada

tahun 1995 oleh Solidworks Coorporation. Pada tahun 1997, SOLIDWORKS di beli

dan sampai sekarang di bawah Dassault Systèmes. Seperti diketahui Dassault

Systèmes adalah perusahaan yang mengeluarkan the most powerfull CAD software,

CATIA. Meski dibawah perusahaan yang sama, SOLIDWORKS dan CATIA tetaplah

software yang berbeda.

Pada perkembanganya, SOLIDWORKS mengalami kemajuan yang sangat

pesat. Kebanyakan pengguna software ini adalah product designer dan mechanical

engineer. Hingga sekarang, dah banyak company yang menggunakan software ini.

Competitor langsung software ini adalah Pro/Engineer, Solid Edge dan Autodesk

Inventor. Dari tahun 1995, sudah banyak versi yang dikeluarkan oleh

SOLIDWORKS Corp. Untuk versi terdahulu mungkin penggunaan SOLIDWORKS

selain sulit juga banyak keterbatasan baik data maupun hasil yang diinginkan.

Penggunaan perangkat lunak SOLIDWORKS tergolong sangatlah mudah, mulai dari

pemodelan sampai analisa komponen atau konstruksi dapat dilakukan.

Page 5: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

5

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Kini banyak perusahaan yang bergerak dibidang industri, khususnya industri

manufaktur banyak menggunakan perangkat lunak SOLIDWORKS. Podusen industri

manufaktur menggunakan SOLIDWORKS tidak hanya untuk pemodelan dan analisa,

tetapi proses simulasi dari produk yang dihasilkan dapat dilakukan pada perangkat

lunak SOLIDWORKS. Versi yang kini digunakan adalah SOLIDWORKS 2012.

Penggunaan software SOLIDWORKS tidak hanya sebatas untuk proses part

design 2D ataupun 3D dan assembly tetapi sampai pada tahap analisis serta simulasi

model. Diantaranya untuk jenis analisis yang dapat dilakukan oleh SOLIDWORKS

2012 adalah sebagai berikut :

Dengan demikian penggunaan komputer di bidang design serta analisis dan

simulasinya akan membawa keuntungan mengingat performance yang dilakukan

lebih baik dari manusia. Perkembangan otomatisasi untuk industri manufaktur yang

sudah terprogram dan aplikasi komputer telah tersedia sehingga sangat membantu

dan menghemat biaya untuk penelitian dan pengembangan produk.

Static Fatique

Frequency Non Linear

Buckling Linear Dynamic

Thermal PressureVessel Design

Drop Test Flow Simulation

Page 6: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

6

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Lesson 1

Static Structural Analysis

Static Structural Analysis adalah model analisis struktur part untuk mengetahui

batas kemampuan part dengan material tertentu dan menahan beban yang dikenakan

kepadanya secara statis baik tekan, tarik ataupun beban puntir.

Static Structural Analysis 1

Langkah Pre-Processing.

Buka file gambar yang telah dibuat dengan nama

“L-Shaped Beam.SLDPRT”. kemudian pilih tab

“Simulation-Study Advisor-New Study “

Isi study name “ Static Test 1” lalu pilih “Static”

untuk tipe analysis. Setelah itu OK.

Page 7: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

7

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Pilih jenis material yang akan dianalisis, pilih “Apply Material” pada

tab Simulation, pilih Alloy Steel ( untuk model type pilih Linier Elastic

Isotropic dan units SI) lalu OK/Apply.

Tentukan daerah atau permukaan yang di “Fix” dengan pilih “Fixed

Geometry” pada permukaan seperti di gambar lalu OK.

Page 8: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

8

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Tentukan arah dan besar gaya yang akan dikenakan pada part. Pilih

“Eksternal Load” kemudian pilih permukaan yang dikenakan gaya seperti

gambar diatas. Untuk arah gaya pertama cek “Selected Direction” pada

toolbar force dan pilih “Top Plane” lalu ganti arah kebawah “Reverse

Direction”. Input gaya sebesar 2400N. lalu OK.

Lakukan hal yang sama untuk langkah selanjutnya,

hanya arah gaya yang berbeda yaitu “Right Plane

Direction” dan besar gaya 2400N. lalu OK.

seperti gambar dibawah ini.

Page 9: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

9

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Kemudian “Create Mesh” dengan klik kanan Mesh pada “Model

Tree” Lalu OK.

Page 10: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

10

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Langkah Solver-Solution.

Setelah semua pengaturan awal static analysis dilakukan, langkah selanjutnya

solver. Klik “Run” Tunggu hingga selesai proses.

Langkah Pre-Processing.

Setelah proses solving selesai hasil analysis dapat langsung dilihat. Ada 3

hasil analysis yang dapat ditampilkan dengan memilih pada “Model

Tree” yaitu :

Stress Result

Displacement Result

Straint Result

Page 11: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

11

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Hasil Static Structural Analysis 1

Page 12: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

12

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Lesson 2

Internal Fluid Analysis

Fluid Analysis adalah model analysis fluida dengan model aliran tertutup serta

terarah ataupun aliran fluida terbuka bebas maupun terarah. Pada Fluid Analysis di

bagi dalam 2 bagian sama seperti Fluid Analysis yaitu External Analysis dan

Internal Analysis

Langkah Pre-Processing.

Buka file gambar yang telah dibuat dengan nama

“L-Pipe.SLDPRT”. kemudian buka toolbar

pada Model Tree.

Pilih untuk memulai “Flow

Simulation Study”.

Page 13: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

13

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Pilih Create new dan tulis “L-Pipe” pada Configuration name kemudian

Next.

Pada Unit System pilih satuan SI dan untuk temperatur pilih Celcius.

Kemudian Next.

Untuk tipe analisis yang akan dilakukan pilih Internal kemudian Next.

Page 14: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

14

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Untuk jenis fluida yang kan digunakan dapat memilih Air (Water) dalam

kolom jenis fluida kemudian klik Add. Jenis aliran yang digunakan “Flow

Type” yaitu “Laminar Only” kemudian Next.

Untuk “Wall Conditions” tidak ada perubahan kemudian klik Next.

Kemudian pada “Initial And Ambient Conditions” dan besar temperaturnya

adalah 250

C, kemudian klik Next.

Untuk Initial Mesh ubah Result Resolution menjadi Poin 6 agar hasil

analisis dapat terlihat lebih detail dan Finish Setup.

Page 15: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

15

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Langkah berikutnya yaitu menentukan jenis material pada Tubes yang akan

dianalisis. Dalam hal ini dipilih jenis Aluminium Alloy. Dengan cara klik

kanan nama L-Pipe yang terdapat pada “Model Tree”. Kemudian Pilih

Material > Aluminium Alloy 1060.

Kemudian tentukan batasan analisis dan faktor penentu lainya yang akan

dilakukan. Caranya dengan memilih Flow Simulation Analysis Tree untuk

menentukan dan memulai Boundary Conditions.

Untuk menetukan besarnya kecepatan aliran fluida dapat dilakukan dengan

klik kanan Boundary Conditions pada Flow Analysis Tree (Input Data) >>

Insert Boundary Conditions.

Kemudian pada Selection Box pilih Inner Face pada Boss 1 sebagai Inlet

Velocity (Type). Kemudian ubah besaran kecepatan aliran fluida pada Flow

Parameters sebesar 50 m/s kemudian ceklist Fully Develoved Flow dan

Create Assosiated Goals dan klik OK.

Page 16: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

16

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Untuk menetukan output aliran fluida caranya sama seperti menentukan Input

dapat dilakukan dengan klik kanan Boundary Conditions pada Flow

Analysis Tree (Input Data) >> Insert Boundary Conditions.

Kemudian pada Selection Box pilih Inner Face pada Boss 2 sebagai Outlet

untuk Type pilih Pressure Opening >> Enviroment Pressure dan ceklist

Create Assosiated Goals lalu klik OK.

Page 17: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

17

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Langkah selanjutnya pilih jenis data yang akan dibutuhkan untuk proses

analisis tersebut. Caranya dengan klik kanan Goals pada Analysis Tree dan

pilih Insert Global Goals. Ceklist pada jenis data yang dibutuhkan (Total

Pressure, Mass Flow Rate, Maximum X-Component of Velocity, dll sesuai

dengan kebutuhan ) kemudian OK.

Untuk mengatur batasan area analisis dapat disembunyikan dengan klik kanan

pada Computational Domain di Analiysis Tree dan pilih Hide.

Page 18: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

18

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Langkah Solver-Solution.

Langkah selanjutnya adalah Running Simulation atau “Solve” yaitu

kalkulasi komputer secara matrix dalam mode FEM (Finite Elemet Method).

Pilih Run pada Toolbar Model Tree >> Solve >> New Calculation >> Run.

Dan tunggu sampai komputer selesai melakukan solver.

Page 19: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

19

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Langkah Post-Processing.

Setelah langkah/proses “Solver” selesai data hasil analisis dapat ditampilkan

pada kelompok Analysis Tree >> Result. Untuk melihat model analisis aliran

fluidanya dapat memilih Flow Trajectories.

Klik kanan pada Flow Trajectories >> Insert >> pada kotak Starting Point

pilih Reference >> pilih Inner Face pada Boss 1 sebagai Inlet Velocity

seperti saat setting Inlet Velocity awal. Untuk Number of Trajectories ganti

menjadi 50 dengan Draw Model Lines With Arrows, kemudian OK.

Page 20: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

20

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Ubah parameter yang terdapat pada legend dari presure menjadi velocity.

Dan ubah posisi pandangan menjadi Right View. Maka akan terlihat jelas

arah aliran fluidanya.

Untuk model animasi simulasi dapat dilihat dengan klik kana pada Flow

Trajectories 1 >> Animate >> Play. Maka Akan Terlihat animasi aliran

fluidanya

Page 21: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

21

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Untuk melihat lebih detail hasil analisisnya dapat dilihat dari sisi pandangan

yang berbeda dengan latar model/legend yang diubah. Caranya pilih Cut Polt

pada Toolbar Analysis Tree >> Insert >> Reference >> Right Plane.

Untuk Offset pilih/geser keposisi tengah atau 0.5 dan pilih Contours untuk

menampilkan legend lalu OK.

Untuk melihat hasil analisis dam model temperatur dapat mengatur settingan

legend dengan double klik pada legend dan ubah parameter menjadi

Temperature, kemudian batasan antara Min dan Max diberi jarak sebesar 2

Poin dari nilai Min lalu Apply dan Ok.

Page 22: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

22

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Maka akan terlihat CutPlot terhadap Temperatur dengan gardien warna yang

menbedakan hasil pengukuran analisis temparaturnya. Cara yang sama juga

dapat dilakukan untuk melihat hasil analisis Pressure.

Page 23: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

23

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Sedangkan untuk melihat hasil kalkulasi (Grafik Dan Tabel) dari goal

simulation dapat memilih kotak dialog Solver. Pilih Insert Goal Plot >> Add

All >> OK. Tampilan Result Goal juga dapat dilihat dalam bentuk Excel.

Page 24: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

24

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Lesson 3

Eksternal Fluid Analysis

Langkah Pre-Processing.

Buka file gambar yang telah dibuat dengan nama

“Cylinder.SLDPRT”. kemudian buka toolbar

pada Model Tree.

Pilih untuk memulai “Flow

Simulation Study”.

Page 25: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

25

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Pilih Create new dan tulis “Airflow Past Cylinder” pada Configuration

name kemudian Next.

Page 26: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

26

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Pada Unit System pilih satuan SI dan untuk temperatur pilih Celcius.

Kemudian Next.

Untuk tipe analisis yang akan dilakukan pilih Eksternal kemudian Next.

Untuk jenis fluida yang kan digunakan dapat memilih Gases (Air) dalam

kolom jenis fluida kemudian klik Add kemudian Next.

Untuk “Wall Conditions” tidak ada perubahan kemudian klik Next.

Kemudian pada “Initial And Ambient Conditions” dan besar temperaturnya

adalah 250

C, Velocity Z Directions ubah menjadi -5 m/s kemudian klik

Next.

Page 27: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

27

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Untuk Initial Mesh ubah Result Resolution menjadi Poin 6 agar hasil

analisis dapat terlihat lebih detail dan Finish Setup.

Langkah berikutnya yaitu menentukan jenis material pada Tubes yang akan

dianalisis. Dalam hal ini dipilih jenis Aluminium Alloy. Dengan cara klik

kanan nama Cylinder yang terdapat pada “Model Tree”. Kemudian Pilih

Material > Plain Carbon Steel.

Page 28: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

28

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Kemudian tentukan batasan analisis dan faktor penentu lainya yang akan

dilakukan. Caranya dengan memilih Flow Simulation Analysis Tree untuk

menentukan dan memulai Boundary Conditions.

Untuk menetukan permukaan dari cylinder yang terkena aliran fluida dapat

dilakukan dengan klik kanan Goals pada Flow Analysis Tree (Input Data)

>> Insert Surface Goals.

Kemudian pada Selection Box pilih Seluruh permukaan luar Cylinder pada

Selection Face. Kemudian pilih nilai Rata-rata (AVG) pada Static Pressure,

Total Pressure, Velocity, Z-Component Of Velocity, Z-Component Of

Force dan klik OK.

Page 29: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

29

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Untuk mengatur batasan area analisis serta Mesh Model dapat disembunyikan

dengan klik kanan pada Computational Domain di Analiysis Tree dan pilih

Edit Definitions, pada box Type pilih 2D dan YZ Plane dan klik OK.

Langkah Solver-Solution.

Langkah selanjutnya adalah Running Simulation atau “Solve” yaitu

kalkulasi komputer secara matrix dalam mode FEM (Finite Elemet Method).

Pilih Run pada Toolbar Model Tree >> Solve >> New Calculation >> Run.

Dan tunggu sampai komputer selesai melakukan solver.

Page 30: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

30

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Page 31: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

31

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Langkah Post-Processing.

Setelah langkah/proses “Solver”

selesai data hasil analisis dapat

ditampilkan pada kelompok

Analysis Tree >> Result. Untuk

melihat model analisis aliran

fluidanya dapat memilih Flow

Trajectories.

Klik kanan pada Flow Trajectories

>> Insert >> pada kotak Starting

Point pilih Reference >> pilih

Front Face . untuk Offset ubah

menjadi 17,5 In atau 0,445 M

Untuk Number of Trajectories ganti menjadi 250 dengan Draw Model

Lines With Arrows, kemudian OK.

Page 32: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

32

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Ubah parameter yang terdapat pada legend dari presure menjadi velocity.

Dan ubah posisi pandangan menjadi Right View. Maka akan terlihat jelas

arah aliran fluidanya.

Untuk model animasi simulasi

dapat dilihat dengan klik kana

pada Flow Trajectories 1 >>

Animate >> Play. Maka Akan

Terlihat animasi aliran fluidanya

Page 33: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

33

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Untuk melihat lebih detail hasil analisisnya dapat dilihat dari sisi pandangan

yang berbeda dengan latar model/legend yang diubah. Caranya pilih Cut Polt

pada Toolbar Analysis Tree >> Insert >> Reference >> Right Plane.

Ubah nilai Offset menjadi 0,5 M dan pilih Contours pada Display Selection

kemudian OK.

Page 34: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

34

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Untuk mengatur titik Probe pada hasil analisis dapat dilakukan dengan klik

icon Flow Simulation Result pilih Probe dan klik pada posisi bidang

yang ingin diketahui nilainya.

Page 35: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

35

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Untuk melihat grafik dan tabel data hasil perhitungan analisis dapat dilakukan

dengan klik kanan pada Goals yang terdapat pada Result >> Analysis Tree

pilih All Goals lalu OK. hasil dapat dilihat dalam format Exel

Page 36: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

36

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Lesson 4

Thermal Fluid Analysis

Thermal Fluid Analysis adalah model analysis fluida dengan faktor tambahan yaitu

variasi temperatur, baik itu variasi temperatur pada fluida langsung atau pada

bidang yang bersentuhan pada fluidanya. Pada Thermal Fluid Analysis di bagi

dalam 2 bagian sama seperti Fluid Analysis yaitu External Analysis dan Internal

Analysis dengan variasi temperatur.

External Thermal Fluid Analysis

Langkah Pre-Processing.

Buka file gambar yang telah dibuat dengan nama

“Bank of Tube.SLDPRT”. kemudian buka toolbar

pada Model Tree.

Pilih untuk memulai “Flow

Simulation Study”.

Page 37: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

37

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Pilih Create new dan tulis “Flow over bank of tubes” pada Configuration

name kemudian Next.

Pada Unit System pilih satuan SI dan untuk temperatur pilih Fahrenheit.

Kemudian Next.

Untuk tipe analisis yang akan dilakukan pulih External kemudian Next.

Page 38: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

38

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Untuk jenis fluida yang kan digunakan dapat memilih udara (Air/Gases)

dalam kolom jenis fluida kemudian klik Add. Jenis aliran yang digunakan

“Flow Type” yaitu “Laminar Only” kemudian Next.

Untuk “Wall Conditions” tidak ada perubahan kemudian klik Next.

Kemudian pada “Initial And Ambient Conditions” rubah “Velocity

Parameters” pada sumbu X menjadi “15 m/s” dan besar temperaturnya

adalah 200

F, kemudian klik Next dan Finish Setup.

Page 39: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

39

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Langkah berikutnya yaitu menentukan jenis material pada Tubes yang akan

dianalisis. Dalam hal ini dipilih jenis Plain Carbon Stell. Dengan cara klik

kanan nama Bank Of Tubes yang terdapat pada “Model Tree”. Kemudian

Pilih Material > Plain Carbon Stell.

Kemudian tentukan batasan analisis dan faktor penentu lainya yang akan

dilakukan. Caranya dengan memilih Flow Simulation Analysis Tree untuk

menentukan dan memulai Boundary Conditions.

Untuk menetukan besarnya temperatur pada tubes dapat dilakukan dengan

klik kanan Boundary Conditions pada Flow Analysis Tree (Input Data).

Kemudian pada Selection Box pilih All Face pada Tubes. Untuk Wall Type

dapat memilih Real Wall. Kemudian ubah besaran temperatur pada Wall

Parameters sebesar 1000

C (2120

F) kemudian klik OK.

Page 40: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

40

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Langkah selanjutnya pilih jenis data yang akan dibutuhkan untuk proses

analisis tersebut. Caranya dengan klik kanan Goals pada Analysis Tree dan

pilih Insert Global Goals. Ceklist pada jenis data yang dibutuhkan (Average

Heat flux, Heat Transfer Rate, Maximum Velocity, Maximum X-

Component of Velocity, dll sesuai dengan kebutuhan ) kemudian OK.

Untuk menentukan batasan area analisis dapat diatur dengan klik kanan pada

Computational Domain di Analiysis Tree dan pilih Edit Definition.

Page 41: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

41

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Langkah Solver-Solution.

Langkah selanjutnya adalah Running Simulation atau “Solve” yaitu

kalkulasi komputer secara matrix dalam mode FEM (Finite Elemet Method).

Pilih Run pada Toolbar Model Tree >> Solve >> New Calculation >> Run.

Dan tunggu sampai komputer selesai melakukan solver.

Page 42: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

42

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Langkah Post-Processing.

Setelah langkah/proses “Solver” selesai data hasil analisis dapat ditampilkan

pada kelompok Analysis Tree >> Result. Untuk melihat model analisis aliran

fluidanya dapat memilih Flow Trajectories.

Klik kanan pada Flow Trajectories >> Insert >> pada kotak Starting Point

pilih Reference >> Right Plane.

Untuk Offset pilih/geser keposisi paling kiri dan Number of Flow

Trajectories diubah menjadi “500”, kemudian OK

Page 43: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

43

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Ubah parameter yang terdapat pada legend dari presure menjadi velocity.

Dan ubah posisi pandangan menjadi Front View. Maka akan terlihat jelas

arah aliran fluidanya.

Untuk model animasi simulasi dapat dilihat dengan klik kanan pada Flow

Trajectories 1 >> Animate >> Play. Maka Akan Terlihat animasi aliran

fluidanya

Page 44: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

44

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Untuk melihat lebih detail hasil analisisnya dapat dilihat dari sisi pandangan

yang berbeda dengan latar model/legend yang diubah. Caranya pilih Cut Polt

pada Toolbar Analysis Tree >> Insert >> Reference >> Front Plane.

Untuk Offset pilih/geser keposisi tengah atau 0.5 dan pilih Contours untuk

menampilkan legend lalu OK.

Page 45: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

45

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Untuk melihat hasil analisis dam model temperatur dapat mengatur settingan

legend dengan double klik pada legend dan ubah parameter menjadi

Temperature, kemudian batasan antara Min dan Max diberi jarak sebesar 5

Poin dari nilai Min lalu Apply dan Ok.

Maka akan terlihat CutPlot terhadap Temperatur dengan gardien warna yang

menbedakan hasil pengukuran analisis temperaturnya.

Page 46: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

46

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Sedangkan untuk melihat hasil kalkulasi (Grafik Dan Tabel) dari goal

simulation dapat memilih kotak dialog Solver. Pilih Insert Goal Plot >> Add

All >> OK. Tampilan Result Goal juga dapat dilihat dalam bentuk Excel.

Page 47: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

47

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Lesson 5

Heat Transfer Analysis

Thermal Analysis adalah model analisis dengan variasi temperatur yang dikenakan

pada part dengan jenis material tertentu. Pada Thermal Analysis ada tiga jenis

permodelan analisis yaitu Konduksi, Konveksi dan Radiasi.

KONDUKSI

Langkah Pre-Processing.

Buka file gambar yang telah dibuat dengan nama

“Table Frame.SLDPRT”. kemudian pilih tab

“Simulation - Study Advisor - New Study”

Isi study name “Thermal Konduksi” lalu pilih

“Thermal” untuk tipe analysis. Setelah itu OK.

Page 48: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

48

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Pilih jenis material yang akan dianalisis, pilih “Apply Material” pada

tab Simulation, pilih AISI 304 ( untuk model type pilih Linier Elastic

Isotropic dan unit SI) lalu OK/Apply.

Ubah arah pandangan gambar menggunakan “View Orientation - Back”

Page 49: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

49

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Tentukan jenis Thermal Analysis yang akan dikenakan pada part dengan

memilih “Thermal Load - Temperature” pada tab Simulation.

Pilih permukaan bawah kaki meja pada posisi kiri atas atau titik A (lihat

gambar) sebagai batasan temperatur. Ganti besaran temperatur yang

dikenakan menjadi 300 Celcius. Lalu OK

Lakukan hal yang sama untuk ketiga kaki meja yang lainnya pada titik B, C,

D dengan variasi temperatur yang berbeda sesuai dengan gambar.

Page 50: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

50

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Kemudian “Create Mesh” dengan klik kanan Mesh pada “Model

Tree” dan ubah unit pada “Mesh Parameter” menjadi cm lalu masukan nilai

3,5cm pada “Global Size” box. Lalu OK.

Langkah Solver-Solution.

Setelah semua pengaturan awal Thermal Analysis dilakukan, langkah

selanjutnya adalah solver. Klik “Run” Tunggu hingga selesai

proses.

Page 51: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

51

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Langkah Post-Processing.

Setelah proses solving selesai hasil analysis dapat langsung dilihat. Hasil

analysis yang dapat ditampilkan dengan memilih pada “Model

Tree” yaitu Thermal Result.

Page 52: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

52

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Untuk merubah satuan analiysis menjadi celcius

klik kanan “Result” pada “Model

Tree” lalu pilih “Define Thermal Plot” dan

pilih jenis temperatur celcius pada display.

Kemudian lalukan hal yang sama yaitu merubah model skala satuan dengan

pilih “Chart Option”. Pada Position/Format ubah “scientific(e)” menjadi

“floating(f)”. lalu OK.

Klik kanan pada “Result – Thermal” dan pilih setting. Pada menu “Boudary

Options” ubah tampilan hasil analysis dari “Model” menjadi “Mesh”.

Page 53: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

53

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

Untuk melihat temperatur hasil analiysis pada titik tertentu dapat

menggunakan “Probe” dengan memilih “Result – Thermal” pada “Model

Tree” . Pilih “At Location” pada “Options” box kemudian pilih titik yang

akan dilihat temperaturnya menggunakan mouse pada gambar hasil analysis.

Page 54: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

54

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

CATATAN

Page 55: Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software ...agungds.staff.gunadarma.ac.id/.../MODUL+ANALISIS+SW.pdfModul Pelatihan Analisis & Simulasi Sistem Mekanikal Dengan Software

CAR/LGT

Universitas Gunadarma

55

Solidworks Analisis & Sistem Simulasi Mekanikal

CATATAN