Setelah geometri selesai, saya kira tinggal impor ke Ansys, mesh, lalu solve. Ternyata di sinilah masalah terbesar project ini muncul. Model solid kanopi saya tidak bisa diselesaikan dengan lisensi Ansys Student, dan butuh beberapa kali percobaan sampai saya mengerti alasannya.
Percobaan 1: mesh solid apa adanya
Model dari Inventor saya impor ke Ansys Mechanical sebagai benda solid. Dengan pengaturan mesh default, hasilnya 3.490.503 node dan 1.411.219 elemen. Padahal lisensi Student hanya mengizinkan sekitar 128 ribu node, jadi model ini 27 kali lipat di atas batas.
Penyebabnya terlihat dari angka Minimum Edge Length, yaitu 3,14 mm. Itu adalah panjang busur fillet di sudut dalam hollow. Dengan dinding setebal 2 mm dan sudut berfillet kecil, mesher dipaksa membuat elemen yang sangat kecil di sepanjang 16,5 m rangka.
Percobaan 2: memperbesar ukuran elemen
Logika saya waktu itu sederhana: kalau elemennya diperbesar, jumlah node pasti turun. Saya ubah element size sampai 2 m. Jumlah node memang turun ke sekitar 96 ribu, tapi mesh justru gagal.
Pesan errornya menyebut permukaan mesh saling tembus (surface mesh is intersecting). Segitiga mesh sebesar itu tidak bisa mengikuti lengkungan busur, sehingga mesh permukaan dalam dan luar dinding yang hanya berjarak 2 mm saling menembus.
Di titik ini saya sadar model solid ini terjepit di dua sisi. Mesh halus berhasil dibuat tetapi melewati limit lisensi. Mesh kasar masuk limit tetapi gagal dibuat.
Percobaan 3: lisensi penuh, tapi hanya satu busur
Untuk penasaran, saya mencoba model solid satu busur dan satu batang lurus di komputer dengan lisensi Ansys penuh. Dua batang itu saja sudah menghasilkan 1.410.113 node, sekitar 4,2 juta derajat kebebasan, dan memakai memori sekitar 23 GB. Solve-nya berhasil, tapi jelas tidak mungkin dilakukan untuk 17 busur sekaligus.
Solusinya: elemen beam
Rangka kanopi terdiri dari batang panjang dengan penampang kecil. Untuk bentuk seperti ini, elemen beam jauh lebih cocok. Setiap batang dimodelkan sebagai garis yang diberi penampang hollow 40×40×2, lalu Ansys menghitung kekakuannya dari penampang itu.
Hasilnya, model seluruh kanopi hanya butuh 30.524 node dan 15.334 elemen BEAM188. Massa total rangka yang dihitung solver adalah 364,8 kg, cocok dengan berat hollow 40×40×2 sekitar 2,4 kg/m.
Material rangka memakai Structural Steel bawaan Ansys (E = 200 GPa, yield 250 MPa). Lapisan galvanis diabaikan karena hanya lapisan seng tipis untuk anti karat dan tidak berpengaruh ke kekuatan.
Pelajaran dari tahap ini
Memilih jenis elemen adalah keputusan pertama dalam simulasi, bukan sekadar urusan setting. Model solid terlihat lebih “lengkap”, tetapi untuk batang panjang berdinding tipis justru tidak efisien dan sulit di-mesh. Kalau saya tahu ini dari awal, beberapa hari percobaan bisa dihemat.
