Dengan model beam yang sudah ringan, akhirnya saya bisa menjalankan simulasi Static Structural pertama. Hasilnya keluar dalam hitungan detik. Tapi justru dari sini saya sadar bahwa mendapat angka dari Ansys itu mudah, sedangkan memahami arti angkanya yang sulit.
Setup awal
Simulasi pertama saya buat sederhana. Rangka ditumpu di dua titik (Fixed Support A dan B), lalu diberi gaya 98 N ke bawah di salah satu sudut rangka. Gaya 98 N itu setara beban 10 kg.
Apa itu displacement?
Hasil yang pertama saya lihat adalah Total Deformation, atau displacement. Displacement adalah seberapa jauh suatu titik berpindah dari posisi awalnya setelah diberi beban. Total Deformation menggabungkan perpindahan ke tiga arah, sedangkan Directional Deformation hanya melihat satu arah, misalnya lendutan ke bawah.
Hasilnya, displacement maksimum 0,0013965 m, atau 1,40 mm, dengan rata-rata 0,70 mm. Di awal saya sempat bingung membaca angka ini, karena satuan default Ansys adalah meter dan desimalnya memakai koma di komputer berbahasa Indonesia.
Eksperimen: beban dinaikkan 10 kali
Saya lalu mengganti beban menjadi 980 N, setara pekerja 100 kg saat perawatan atap. Displacement maksimumnya menjadi 13,97 mm, tepat 10 kali lipat dari sebelumnya. Pola warna dan lokasi titik maksimumnya pun sama persis.
Ini bukan kebetulan. Analisis yang saya jalankan adalah analisis linear statik, sehingga jika tumpuan dan titik beban tidak berubah, semua displacement ikut berlipat sebanding dengan beban.
Hal-hal yang ternyata menipu
Dari beberapa kali run, saya mencatat beberapa jebakan:
- Bentuk deformasi di layar diperbesar. Ansys memakai auto scale. Di salah satu run, toolbar menunjukkan faktor 1,1e+002 (110 kali), jadi rangka yang terlihat meliuk sebenarnya hanya melendut beberapa milimeter.
- Tumpuan menentukan segalanya. Dua titik tumpuan membuat rangka terpuntir di sekitar garis A–B. Padahal kanopi asli duduk di balok beton sepanjang kedua sisinya.
- Gravitasi tidak otomatis ikut. Berat sendiri rangka baru dihitung jika Standard Earth Gravity ditambahkan.
- Gaya di banyak titik dibagi rata. Saat saya memasang 980 N di 17 vertex, setiap titik hanya mendapat sekitar 57,6 N, bukan 980 N.
Surface Effect atau Direct?
Di pengaturan Force ada pilihan Applied By: Surface Effect atau Direct. Surface Effect menyalurkan gaya lewat elemen bantu dan bisa mengikuti deformasi, sedangkan Direct langsung memasang gaya ke node. Untuk analisis linear dengan lendutan kecil seperti ini, hasil keduanya praktis sama.
Pelajaran dari tahap ini
Angka dari Ansys baru berarti jika tumpuan dan bebannya mewakili kondisi asli. Displacement 1,40 mm di run pertama tidak bisa dipakai untuk menyimpulkan kanopi aman, karena yang dijawabnya hanyalah “bagaimana jika rangka ditopang dua titik dan sudutnya dibebani 10 kg”. Sebagai pegangan, batas lendutan atap yang umum dipakai adalah L/240, atau 12,5 mm untuk bentang 3 m.
