Difference between revisions of "Metnum03-Bolonni Nugraha"

From ccitonlinewiki
Jump to: navigation, search
(UAS)
(Nomor 7)
 
(16 intermediate revisions by the same user not shown)
Line 697: Line 697:
 
Pada oertemuan kali ini, dilaksanakan verifikasi oleh Pak Dai atas muhasabah yang telah dilakukan oleh masing-masing mahasiswa.  
 
Pada oertemuan kali ini, dilaksanakan verifikasi oleh Pak Dai atas muhasabah yang telah dilakukan oleh masing-masing mahasiswa.  
  
1. Value (adab/attitude/moral value seperti tingkat kerajinan (kehadiran, menulis (tugas wiki), ketekunan, kesungguhan dll.)
+
1. Value (adab/attitude/moral value seperti tingkat kerajinan (kehadiran, menulis (tugas wiki), ketekunan, kesungguhan, dll)
  
2. Pemahaman pengetahuan/ knowledge (konsep2 dan prinsip2 metoda numerik)
+
2. Pemahaman pengetahuan/ knowledge (konsep-konsep dan prinsip-prinsip metoda numerik)
  
3. Keterampilan (skill dlm mengaplikasikan konsep dalam penyelesaian kasus (algoritma, pemrograman dll)
+
3. Keterampilan (skill dlm mengaplikasikan konsep dalam penyelesaian kasus (algoritma, pemrograman, dll)
  
 
=UAS=
 
=UAS=
 +
 +
[[File:UASBolonniNugraha16.PNG|300px|thumb|center|The New Macon Water Tower]]
 +
 +
Perhatikan Water Tower dengan Reservoir berbentuk bola pada gambar diatas. Anda diminta untuk untuk membuat pemodelan numerik untuk mengoptimalkan struktur Water Tower tersebut.
  
 
==Nomor 1==
 
==Nomor 1==
 +
Buatlah urutan langkah-langkah (prosedur) pemodelan numerik untuk optimasi struktur tersebut!
 +
 +
[[File:UASBolonniNugraha3.PNG|600px|thumb|center|No.1]]
  
 
==Nomor 2==
 
==Nomor 2==
 +
Jelaskan tujuan pemodelan numerik soal no 1 diatas, hukum/dalil (fisika) yang dipakai dan asumsi-asumsi yang akan digunakan dalam perhitungan!
 +
 +
[[File:UASBolonniNugraha4.PNG|600px|thumb|center|No.2]]
 +
 +
[[File:UASBolonniNugraha15.PNG|600px|thumb|center|No.2]]
  
 
==Nomor 3==
 
==Nomor 3==
 +
Untuk pemodelan numerik analisis strukturnya nya gunakan pendekatan 1D truss dgn membagi kolum (tiang) water tower kedalam 3 elemen (1D).
 +
 +
a). Susunlah persamaan aljabar kesetimbangan statik setiap elemen tsb. (matriks kesetimbangan lokal)
 +
 +
b) Matriks kesetimbangan global
  
==Nomor 4==
+
[[File:UASBolonniNugraha5.PNG|600px|thumb|center|No.3]]
  
==Nomor 5==
+
==Nomor 4,5 & 6==
 +
*Susun urutan langkah-langkah (pseudocode) perhitungan matriks kesetimbangan global soal no 3 termasuk pengecekan kesalahan (verifikasi) perhitungannya!
 +
*Tulis dan jelaskan fungsi objektif dan constraint untuk optimasi struktur water tower tersebut!
 +
*Tuliskan asumsi nilai-nilai parameter dan variable untuk menghitung displacement, restraint dan stress utk model struktur water tower dgn 3 elemnt 1 D diatas!
  
==Nomor 6==
+
[[File:UASBolonniNugraha6.PNG|600px|thumb|center|No.4,5, & 6]]
  
 
==Nomor 7==
 
==Nomor 7==
 +
Gunakan program modelica anda untuk menghitung displacement, restraint dan stress utk model struktur water tower dgn 3 element 1 D berdasarkan asumsi no 6!
 +
 +
[[File:UASBolonniNugraha7.PNG|600px|thumb|center|No.7]]
 +
 +
Saya menggunakan program yang dibuat oleh Fahmi sewaktu penyelesaian example 3.3 (Quiz) diatas sebelumnya. Namun, nilai-nilai yang dicari tidak berhasil didapat karena ditemukan error. Dokumentasinya adalah sebagai berikut.
 +
 +
[[File:UASBolonniNugraha8.PNG|1200px|thumb|center|No.7]]
 +
 +
Kemudian, saya berusaha untuk memperbaiki jawaban ini agar dapat menjadi bahan evaluasi saya berikutnya. Dengan nilai-nilai parameter input yang saya coba sesuaikan dengan ketersediaan bahan di lapangan dan diskusi saya dengan seorang ahli di bidang struktur (ayah saya), saya mencoba untuk mensimulasikannya dengan program yang dibuat oleh teman saya. Berikut adalah dokumentasinya.
 +
 +
[[File:UASBolonniNugraha9.PNG|1200px|thumb|center|Line 1-33]]
 +
 +
[[File:UASBolonniNugraha10.PNG|1200px|thumb|center|Line 34-66]]
 +
 +
[[File:UASBolonniNugraha11.PNG|1200px|thumb|center|Line 67-100]]
 +
 +
[[File:UASBolonniNugraha12.PNG|1200px|thumb|center|Line 101-120]]
 +
 +
 +
Brikut adalah nilai-nilai hasil simulasi yang didapatkan
 +
 +
 +
[[File:UASBolonniNugraha13.PNG|1200px|thumb|center|Plotting]]
 +
 +
[[File:UASBolonniNugraha14.PNG|1200px|thumb|center|Plotting]]
 +
 +
 +
===Referensi===
 +
 +
*Program bersama yang dibuat oleh kelas
 +
*https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=6117
 +
*https://steelindonesia.com/main.php?cp=produk-detail&kat_id=P02-01-01-01&std_list_id=499

Latest revision as of 23:56, 14 January 2021

BIODATA DIRI

Nama : Bolonni Nugraha

Tempat/Tanggal lahir: Bekasi, 21 Desember 1999

NPM  : 1806181741

Fakultas/ Jurusan : Teknik/ Teknik Mesin

Kelas: Metoda Numerik 03

Pertemuan 1 (9 November 2020)

Pada pertemuan kali kembali dilaksanakan secara PJJ. Pak Dai kembali mengingatkan pentingnya perhitungan secara numerik untuk membantu kita memecahkan masalah.

Berikut merupakan dasar penilaian dan objektif dari Pak Dai yang merupakan apa yang diharapkan dari setiap individu mahasiswa pada akhir semester nantinya

1. Memahami konsep, dari konsep melahirkan prinsip/pembentukan rumusan

2. Untuk menunjukan kepahaman, menerapkan konsep untuk memecahkan masalah

3. Perumusan keteknikan

4. Mendapatkan nilai tambah di dalam usaha mengenal diri sendiri

Untuk minggu pertama, Pak Dai memberikan tugas untuk menulis apa yang telah kami pelajari selama setelah semester yang lalu pada mata kuliah Metode Numerik.

Mengapa kita membutuhkan perhitungan secara numerik? Menurut Pak Engkos, selaku dosen Metode Numerik sebelum UTS, dikarenakan banyaknya perhitungan yang tidak bisa dilakukan secara eksak, khususnya perhitungan di bidang Engineering. Pendekatan Numerik menggunakan perhitungan berulang untuk mendekati nilai eksak. Berikut adalah garis besar ilmu yang saya dapatkan sebelum UTS.


1. Mencari error pada Pembulatan dan Deret Taylor

Taylor Series.png

Dalam kasus khusus di mana a = 0, deret ini disebut juga sebagai Deret Maclaurin.

ResiduTaylor.png

Deret ini merubah suatu F(x) menjadi polinomial

Errornya sendiri bukan terhadap true value, karena beberapa fungsi pada suatu titik tidak menemukan suatu nilai yang pasti, melainkan eror perbandingan value baru dengan value lama yang diabsolutkan.


2. Penyelesaian sistem persamaan Melakukan pencarian akar-akar persamaan secara numerik. Secara garis besar dilakukan secara Brackething Method (Closed Method, menggunakan batas bawah dan batas atas), seperti pada Graphical Methods, Bisection Methods dan False-Position Methods, dan Open Method (menggunakan 1 titik), seperti pada Fixed-Point Iteration, Newton-Rapshon, dan Secant Method.


3. Regresi Linier Regresi adalah pemodelan asosiasi antara satu variabel dependen dengan satu/lebih variabel independen. Pada kasus kali ini yang dibahas adalah pola sebaran data yang cenderung linier. Kegunaannya adalah memprediksi sebaran data selanjutnya berdasarkan data-data yang telah dimiliki sebelumnya


4. Numerical Differentiation

Pertemuan 2 (16 November 2020)

Pada pertemuan kali ini, sambil mahasiswa diminta untuk memberikan progress pembelajaran menggunakan modelica, Pak Dai meminta mahasiswa untuk mensimulasikan coding sederhana mencari nilai rata-rata dari beberapa sample. Berikut lampiran percobaan simulasi saya

Latihanmetnum.JPG


Latihanmetnum2.PNG


Yang berikutnya, Pak Dai juga meminta mahasiswa untuk membuat coding penyelesaian persamaan aljabar linier dengan metode yang sudah dipelajar. Disini saya menggunakan metode Gauss Elimination

Latihanmetnum3.PNG


Latihanmetnum4.PNG


Latihanmetnum5.PNG

Sehingga diperoleh

x=3

y=-1

z=-2


Pertemuan 3 (23 November 2020)

Pada pertemuan kali ini, Pak Dai menggambarkan hubungan pembelajaran kita pada kelas metode numerik dengan aplikasinya pada penyelesaian permasalahan teknik. Berikut adalah tahapan-tahapannya:

  1. masalah teknik
  2. analisis masalah
  3. model matematis
  4. model numerik
  5. komputer
  6. solusi

Untuk kita lebih memahami tahapan-tahapan ini, diberikan contoh kasus pada spring mass sebagai berikut:

SistemPegas6.PNG

SistemPegas7.PNG

SistemPegas8.PNG

Dari persamaan diatas kita ubah jadi bentuk matriks dan diselesaikan dengan eliminasi gauss

SistemPegas1.PNG

SistemPegas2.PNG

SistemPegas3.PNG

SistemPegas4.PNG

Didapatkanlah nilai variabel dari x sebagai berikut

SistemPegas5.PNG

Tugas Trusses

Di akhir kelas, Pak Dai memberikan contoh kasus lain sebagai tugas selanjutnya. Contoh kasus permasalahan tekniknya adalah soal statik struktur. Kami diminta untuk mencari nilai displacement dan gaya reaksinya.

Statur1.PNG

Tahapan penyelesaian:

1. Untuk memudahkan, pertama-tama kita konsiderasikan batang menjadi elemen dan titik temu sebagai node(simpul)

Statur2.PNG

2. Mencari nilai konstanta kekakuan elemen. Karena pada elemen (1),(3),(4),dan(6) memiliki panjang, luas penampang, dan modulus elastisitas yang sama, sehingga memiliki nilai yang sama sebagai berikut:

Statur3.PNG

Sementara pada (2) dan (5) sebagai berikut:

Statur4.PNG

3. Membuat matriks kekakuan tiap elemen

Statur27.PNG

Statur5.PNG

Statur6.PNG

Statur7.PNG

Statur8.PNG

Statur9.PNG

Statur10.PNG

4. Menyambungkan elemen-elemen dan membentuk matriks global kekakuan

Statur11.PNG

Kita sederhanakan:

Statur12.PNG

5. Menerapkan kondisi batas dan beban

Statur13.PNG

6. Mencari solusi persamaan (displacement) dengan bantuan software OpenModelica

Statur14.PNG

Statur15.PNG

Statur28.PNG

Sudah sesuai dengan buku

7. Mencari nilai gaya reaksi

Statur16.PNG

Statur17.PNG

Statur18.PNG

Statur19.PNG

8. Mencari internal force dan normal stress

Statur20.PNG

Statur21.PNG

Statur22.PNG

Statur23.PNG

Statur24.PNG

Statur25.PNG

Statur26.PNG

Pertemuan 4 (30 November 2020)

Quiz

Buatlah flowchart penyelesaian masalah teknik berikut!


Quizz1.PNG


Quizz2.PNG

Flowchart kedua soal kurang lebih sama sebagai berikut:

Quiz3.PNG

Beberapa dokumentasi perhitungan:

No.4

Pendefinisian elemen & node (simpul)

Quiz5.PNG

Pencarian konstanta kekakuan

Quiz4.PNG

Konsep dasar

Quiz6.PNG

Quiz7.PNG

Pencarian deplacement/defleksi (u)

Quiz8.PNG

Pencarian gaya reaksi (R)

Quiz9.PNG

Perhitungan:

Quiz10.PNG

Quizz11.PNG

Quizz12.jpg

Quizz13.PNG

Quizz15.PNG

Quiz16.PNG


No.8

Quizz14.PNG

Pertemuan 5 (7 Desember 2020)

Pada pertemuan kali ini, Pak Dai memberikan tugas kepada kami sebagai berikut:

  1. Mempelajari codingan 3d fahmi
  2. Mengaplikasikan pada soal example 3.3
  3. Memberikan masukan atas codingan Fahmi


Jawab:

No.4 No.8
1. ClassKuisBolonniNugraha1.PNG KuisBolonniNugraha2.PNG 1. ClassKuisBolonniNugraha12.PNG KuisBolonniNugraha13.PNG
KuisBolonniNugraha3.PNG KuisBolonniNugraha4.PNG KuisBolonniNugraha14.PNG KuisBolonniNugraha15.PNG
KuisBolonniNugraha5.PNG KuisBolonniNugraha6.PNG KuisBolonniNugraha16.PNG KuisBolonniNugraha17.PNG
KuisBolonniNugraha7.PNG KuisBolonniNugraha18.PNG
KuisBolonniNugraha8.PNG KuisBolonniNugraha19.PNG
KuisBolonniNugraha9.PNG KuisBolonniNugraha20.PNG
KuisBolonniNugraha10.PNG KuisBolonniNugraha21.PNG
KuisBolonniNugraha11.PNG




Pada pengerjaan di atas, masih terdapat kekurangan dimana kita masih kurang memaksimalkan komputerisasi. Perhitungan panjang batang dan besar nilai theta masih secara manual. Kita seharusnya dapat menggunakan koordinat untuk mendapatkan nilai-nilai tersebut seperti coding struktur 3D berikut ini untuk soal example 3.3 pada tautan berikut:

https://drive.google.com/drive/folders/1X05i3a90TrB4vbeqcaCUyqnfwgWlEqTC?usp=sharing

Pertemuan 6 (14 Desember 2020)

Pada pertemuan kali ini, Pak Dai mempersilahkan semua mahasiswa melakukan muhasabah untuk menilai sendiri pemahaman masing-masing untuk algoritma dan penerapannya (encoding modelica) untuk aplikasi metoda numerik dalam kasus statika struktur statis Truss 2D (bodang) dan 3D (Space).

Saya termasuk yang diberikan kesempatan untuk memaparkan hal tersebut di kelas. Saya mencoba untuk mengevaluasi pemahaman konsep dan pengalaman yang telah saya dapatkan selama pembelajaran mata kuliah Metode Numerik. Selain evaluasi yang sudah saya paparkan, saya juga ingin membagikan pengalaman kontribusi kecil saya di kelas ini. Saya diberikan kesempatan oleh Fahmi untuk mereview program yang sudah dibuat oleh Fahmi untuk topik Trusses, dan recordnya dibagikan kepada teman-teman. Disini saya juga berusaha untuk belajar memaparkan seinformatif mungkin agar dapat menjadi bekal saya apabila diminta untuk menjelaskan di kelas bersama Pak Dai.

Dokumentasi Record Kelas

Pada kelas ini, Pak Dai juga mengundang mahasiswa dari kelas reguler sehingga dilanjutkan dengan diskusi singkat mengenai materi yang telah diberikan selama ini. Pak Dai memberikan arahan mengenai tugas besar yang bertemakan aplikasi metoda numerik dalam optimasi statika struktur space truss (3d) untuk dikumpulkan di wiki 1 minggu sebelum UAS

Pertemuan 7 (21 Desember 2020)

Dokumentasi Pertemuan
Dokumentasi Pertemuan

Tugas Besar: Aplikasi Metoda Numerik dalam Optimasi Statika Struktur Rangka Sederhana space truss (3D)

Arahan dari Pak Dai adalah kelas bekerja sama untuk membuat suatu program bersama untuk mencari optimisasi desain untuk menekan biaya pada kasus yang diberikan. Optimisasi adalah suatu cara untuk mendapatkan nilai maksimum atau minimum dari suatu permasalahan. Dalam optimisasi tersebut harus ada fungsi objektif dan ada konstrain/batasan/interval. Diskusi kelas telah dilaksanakan sebanyak 2 kali

Diskusi 29 Desember 2020
Diskusi 3 Januari 2021

PENGERJAAN


Flowchart Pengerjaan

Profil truss siku:

TuBesBolonniNugraha1.PNG

Konstrain:

- Spesifikasi L (Panjang) dan geometri rangka truss

- Gaya beban terhadap struktur (1000 N dan 2000 N)

TuBesBolonniNugraha2.PNG


Tujuan

Mengoptimalkan desain rangka dan biaya dengan variasi dimensi dan elastisitas material.


Asumsi

- Variasi Stiffness terikat dengan variabel area. Memvariasikan Elastisitas tergolong sulit karena setiap material memiliki range yang tidak teratur dan dalam satu material yang sejenis (struktur biaya tetap) tidak terjadi perubahan nilai elastisitas yang berbanding lurus dengan perubahan biaya.

- Beban akan terdistribusi hanya pada point penghubung (karena bersifat truss)

Data Hasil

TuBesBolonniNugraha12.PNG

TuBesBolonniNugraha13.PNG

TuBesBolonniNugraha14.PNG

TuBesBolonniNugraha15.PNG


Pencarian Data Material

Untuk nilai elastisitas/material yang sama, langkahnya sebagai berikut:

  1. Mencari data yield strength dan elasticity dari material yang dipilih
  2. Mencari harga truss sesuai dengan material.
  3. Menghitung nilai safety factor.
  4. Membuat rasio (efficiency) dari safety factor dengan total cost.
  5. Membuat persamaan (mencari Coe) antara rasio dengan area menggunakan curve-fitting.
  6. Melakukan optimasi menggunakan metode golden section.


Untuk luas penampang yang sama, langkahnya sebagai berikut:

  1. Mendefinisikan luas penampang yang sama untuk seluruh variasi material.
  2. Mencari harga untuk 3 jenis variasi material.
  3. Menghitung nilai safety factor pada 3 variasi truss.
  4. Membuat rasio antara safety factor dengan total cost.
  5. Membuat persamaan (mencari Coe) antara rasio dengan area menggunakan curve-fitting.
  6. Melakukan optimasi menggunakan metode golden section.


TuBesBolonniNugraha9.PNG

TuBesBolonniNugraha7.PNG

Lewat perhitungan numerik curve-fitting function, kita memperoleh sebuah kelompok koefisien yang membentuk kurva untuk kolom cost per 6 m

TuBesBolonniNugraha8.PNG

Lewat perhitungan numerik curve-fitting function, kita memperoleh 3 kelompok koefisien yang membentuk kurva untuk kolom masing-masing cost per kg, density, dan pada yield.

TuBesBolonniNugraha11.PNG


Kode Modelica Pendukung

Trusses Modelling

  • Untuk perhitungan displacement, reaction force, stress, dan safety factor:
model Trusses_3D_Tugas_Besar_Safety

//define initial variable
parameter Integer Points=size(P,1); //Number of Points
parameter Integer Trusses=size(C,1); //Number of Trusses
parameter Real Yield=215e6; //Yield Strength (Pa)
parameter Real Area=0.000224;   //Area L Profile (Dimension=0.03, Thickness=0,004) (m2)
parameter Real Elas=193e9;     //Elasticity SS 304  (Pa)

//define connection
parameter Integer C[:,2]=[1,5; 
                          2,6;
                          3,7;
                          4,8;
                          5,6;  //1st floor
                          6,7;  //1st floor
                          7,8;  //1st floor
                          5,8;  //1st floor
                          5,9;
                         6,10;
                         7,11;
                         8,12;
                         9,10; //2nd floor
                         10,11;//2nd floor 
                         11,12;//2nd floor
                          9,12; //2nd floor
                          9,13;
                         10,14;
                         11,15;
                         12,16;
                         13,14;//3rd floor
                         14,15;//3rd floor
                         15,16;//3rd floor
                        13,16];//3rd floor
                                                              
//define coordinates (please put orderly)
parameter Real P[:,6]=[0.3,-0.375,0,1,1,1;     //1
                       -0.3,-0.375,0,1,1,1;    //2
                       -0.3,0.375,0,1,1,1;     //3
                       0.3,0.375,0,1,1,1;      //4
                           
                       0.3,-0.375,0.6,0,0,0;   //5
                       -0.3,-0.375,0.6,0,0,0;  //6
                       -0.3,0.375,0.6,0,0,0;   //7
                       0.3,0.375,0.6,0,0,0;    //8
                            
                       0.3,-0.375,1.2,0,0,0;   //9
                       -0.3,-0.375,1.2,0,0,0;  //10  
                       -0.3,0.375,1.2,0,0,0;   //11
                       0.3,0.375,1.2,0,0,0;    //12
                            
                       0.3,-0.375,1.8,0,0,0;   //13
                       -0.3,-0.375,1.8,0,0,0;  //14
                       -0.3,0.375,1.8,0,0,0;   //15
                       0.3,0.375,1.8,0,0,0];   //16
                          
//define external force (please put orderly)
parameter Real F[Points*3]={0,0,0,
                            0,0,0, 
                            0,0,0, 
                            0,0,0, 
                            0,0,0, 
                            0,0,0, 
                            0,0,0, 
                            0,0,0, 
                            0,0,0, 
                            0,0,0, 
                            0,0,0, 
                            0,0,0, 
                            0,0,-500, 
                            0,0,-1000, 
                            0,0,-1000, 
                            0,0,-500}; 

//solution
Real displacement[N], reaction[N];
Real check[3];

Real stress1[Trusses];
Real safety[Trusses];
Real dis[3];
Real Str[3];
 
protected
parameter Integer N=3*Points;
Real q1[3], q2[3], g[N,N], G[N,N], G_star[N,N], id[N,N]=identity(N), cx, cy, cz, L, X[3,3];
Real err=10e-10, ers=10e-4;

algorithm
//Creating Global Matrix
G:=id;
for i in 1:Trusses loop
 for j in 1:3 loop
  q1[j]:=P[C[i,1],j];
  q2[j]:=P[C[i,2],j];
 end for;
      
   //Solving Matrix
   L:=Modelica.Math.Vectors.length(q2-q1);
   cx:=(q2[1]-q1[1])/L;
   cy:=(q2[2]-q1[2])/L;
   cz:=(q2[3]-q1[3])/L; 
   X:=(Area*Elas/L)*[cx^2,cx*cy,cx*cz;
                     cy*cx,cy^2,cy*cz;
                     cz*cx,cz*cy,cz^2];

   //Transforming to global matrix
   g:=zeros(N,N); 
   for m,n in 1:3 loop
     g[3*(C[i,1]-1)+m,3*(C[i,1]-1)+n]:=X[m,n];
     g[3*(C[i,2]-1)+m,3*(C[i,2]-1)+n]:=X[m,n];
     g[3*(C[i,2]-1)+m,3*(C[i,1]-1)+n]:=-X[m,n];
     g[3*(C[i,1]-1)+m,3*(C[i,2]-1)+n]:=-X[m,n];
   end for;  

 G_star:=G+g;
 G:=G_star;
end for;

//Implementing boundary
for x in 1:Points loop
 if P[x,4] <> 0 then
   for a in 1:Points*3 loop
     G[(x*3)-2,a]:=0;
     G[(x*3)-2,(x*3)-2]:=1;
   end for;
 end if;
 if P[x,5] <> 0 then
   for a in 1:Points*3 loop
     G[(x*3)-1,a]:=0;
     G[(x*3)-1,(x*3)-1]:=1;
   end for;
 end if;
 if P[x,6] <> 0 then
   for a in 1:Points*3 loop
     G[x*3,a]:=0;
     G[x*3,x*3]:=1;
   end for;
 end if;
end for;

//Solving displacement
displacement:=Modelica.Math.Matrices.solve(G,F);

//Solving reaction
reaction:=(G_star*displacement)-F;

//Eliminating float error
for i in 1:N loop
 reaction[i]:=if abs(reaction[i])<=err then 0 else reaction[i];
 displacement[i]:=if abs(displacement[i])<=err then 0 else displacement[i];
end for;

//Checking Force
check[1]:=sum({reaction[i] for i in (1:3:(N-2))})+sum({F[i] for i in (1:3:(N-2))});
check[2]:=sum({reaction[i] for i in (2:3:(N-1))})+sum({F[i] for i in (2:3:(N-1))});
check[3]:=sum({reaction[i] for i in (3:3:N)})+sum({F[i] for i in (3:3:N)});
  
for i in 1:3 loop
 check[i] := if abs(check[i])<=ers then 0 else check[i];
end for;

//Calculating stress in each truss
for i in 1:Trusses loop
for j in 1:3 loop
  q1[j]:=P[C[i,1],j];
  q2[j]:=P[C[i,2],j];
  dis[j]:=abs(displacement[3*(C[i,1]-1)+j]-displacement[3*(C[i,2]-1)+j]);
end for;
      
   //Solving Matrix
   L:=Modelica.Math.Vectors.length(q2-q1);
   cx:=(q2[1]-q1[1])/L;
   cy:=(q2[2]-q1[2])/L;
   cz:=(q2[3]-q1[3])/L; 
   X:=(Elas/L)*[cx^2,cx*cy,cx*cz;
                cy*cx,cy^2,cy*cz;
                cz*cx,cz*cy,cz^2];
   
   Str:=(X*dis);
   stress1[i]:=Modelica.Math.Vectors.length(Str);
end for;

//Safety factor
for i in 1:Trusses loop
 if stress1[i]>0 then
   safety[i]:=Yield/stress1[i];
 else
   safety[i]:=0;
 end if; 
end for;

end Trusses_3D_Tugas_Besar_Safety;


  • Untuk membuat kurva curve fitting:
function Curve_Fitting

input Real X[:];
input Real Y[size(X,1)];
input Integer order=2;
output Real Coe[order+1];

protected
Real Z[size(X,1),order+1];
Real ZTr[order+1,size(X,1)];
Real A[order+1,order+1];
Real B[order+1];

algorithm

for i in 1:size(X,1) loop
 for j in 1:(order+1) loop
 Z[i,j]:=X[i]^(order+1-j);
 end for;
end for;
ZTr:=transpose(Z);

A:=ZTr*Z;
B:=ZTr*Y;
Coe:=Modelica.Math.Matrices.solve(A,B);

end Curve_Fitting;


  • Untuk golden section:
model Opt_Gold

parameter Real xd[:];
parameter Real yd[size(xd,1)];
parameter Real xlo=87e-6;
parameter Real xhi=504e-6; 
parameter Integer N=10; // maximum iteration
parameter Real es=0.0001; // maximum error

Real f1[N], f2[N], x1[N], x2[N], ea[N], y[3];
Real xopt,  fx;
protected
Real d, xl, xu, xint, R=(5^(1/2)-1)/2;

algorithm
xl := xlo; 
xu := xhi;
y  := Curve_Fitting(xd,yd);
 
for i in 1:N loop
 d:= R*(xu-xl);
 x1[i]:=xl+d;
 x2[i]:=xu-d;
 f1[i]:=y[1]*x1[i]^2+y[2]*x1[i]+y[3];
 f2[i]:=y[1]*x2[i]^2+y[2]*x2[i]+y[3];
 xint:=xu-xl;
 
 if f1[i]>f2[i] then
   xl:=x2[i];
   xopt:=x1[i];
   fx:=f1[i];
   else
     xu:=x1[i];
     xopt:=x2[i];
     fx:=f2[i];
 end if;
 
 ea[i]:=(1-R)*abs((xint)/xopt);
 if ea[i]<es then
   break;
 end if;
end for;

end Opt_Gold;

Referensi

https://duniabahanbangunanbandung.blogspot.com/p/harga-besi-siku-stainless-steel.html

http://www.wermac.org/steel/dim_angle_eq.html

https://wijayamakmur.com/siku/

https://www.tokopedia.com/aalt-co/siku-aluminium-30x30x3-pjg-6000mm

Pertemuan 8 (4 Januari 2020)

Pada oertemuan kali ini, dilaksanakan verifikasi oleh Pak Dai atas muhasabah yang telah dilakukan oleh masing-masing mahasiswa.

1. Value (adab/attitude/moral value seperti tingkat kerajinan (kehadiran, menulis (tugas wiki), ketekunan, kesungguhan, dll)

2. Pemahaman pengetahuan/ knowledge (konsep-konsep dan prinsip-prinsip metoda numerik)

3. Keterampilan (skill dlm mengaplikasikan konsep dalam penyelesaian kasus (algoritma, pemrograman, dll)

UAS

The New Macon Water Tower

Perhatikan Water Tower dengan Reservoir berbentuk bola pada gambar diatas. Anda diminta untuk untuk membuat pemodelan numerik untuk mengoptimalkan struktur Water Tower tersebut.

Nomor 1

Buatlah urutan langkah-langkah (prosedur) pemodelan numerik untuk optimasi struktur tersebut!

No.1

Nomor 2

Jelaskan tujuan pemodelan numerik soal no 1 diatas, hukum/dalil (fisika) yang dipakai dan asumsi-asumsi yang akan digunakan dalam perhitungan!

No.2
No.2

Nomor 3

Untuk pemodelan numerik analisis strukturnya nya gunakan pendekatan 1D truss dgn membagi kolum (tiang) water tower kedalam 3 elemen (1D).

a). Susunlah persamaan aljabar kesetimbangan statik setiap elemen tsb. (matriks kesetimbangan lokal)

b) Matriks kesetimbangan global

No.3

Nomor 4,5 & 6

  • Susun urutan langkah-langkah (pseudocode) perhitungan matriks kesetimbangan global soal no 3 termasuk pengecekan kesalahan (verifikasi) perhitungannya!
  • Tulis dan jelaskan fungsi objektif dan constraint untuk optimasi struktur water tower tersebut!
  • Tuliskan asumsi nilai-nilai parameter dan variable untuk menghitung displacement, restraint dan stress utk model struktur water tower dgn 3 elemnt 1 D diatas!
No.4,5, & 6

Nomor 7

Gunakan program modelica anda untuk menghitung displacement, restraint dan stress utk model struktur water tower dgn 3 element 1 D berdasarkan asumsi no 6!

No.7

Saya menggunakan program yang dibuat oleh Fahmi sewaktu penyelesaian example 3.3 (Quiz) diatas sebelumnya. Namun, nilai-nilai yang dicari tidak berhasil didapat karena ditemukan error. Dokumentasinya adalah sebagai berikut.

No.7

Kemudian, saya berusaha untuk memperbaiki jawaban ini agar dapat menjadi bahan evaluasi saya berikutnya. Dengan nilai-nilai parameter input yang saya coba sesuaikan dengan ketersediaan bahan di lapangan dan diskusi saya dengan seorang ahli di bidang struktur (ayah saya), saya mencoba untuk mensimulasikannya dengan program yang dibuat oleh teman saya. Berikut adalah dokumentasinya.

Line 1-33
Line 34-66
Line 67-100
Line 101-120


Brikut adalah nilai-nilai hasil simulasi yang didapatkan


Plotting
Plotting


Referensi