Untuk Apa Finite Element Analysis?

Finite Element Analysis (FEA) tidak hanya digunakan di dunia solid mechanics, tetapi juga untuk thermal analysis, heat transfer, fluid mechanics, dan bahkan electromagnetics. Di dunia solid mechanics, untuk kasus statis, FEA biasa dipakai untuk menganalisa stress ( baik static stress maupun dynamic stress), buckling, dan juga fatigue. FEA juga biasa dipakai untuk analisa dinamis. Tidak hanya terbatas pada solid mechanics, FEA juga dipakai untuk menganalisa thermal stress, heat transfer, fluid dynamics (CFD), dan bahkan electromagnetics.

FEA sebagai bentuk simulasi merupakan pendekatan yang jauh lebih murah dibanding eksperimen. Bukan berarti FEA membuat kita tidak lagi perlu melakukan eksperimen. Tetapi, dengan adanya FEA kita bisa mengurangi jumlah eksperimen, dan dalam kasus-kasus khusus bahkan meniadakan eksperimen sama sekali, terutama dalam kasus-kasus dimana eksperimen tidak feasible untuk dilakukan (seperti dalam dunia kedokteran). Dengan FEA, pembuatan terlalu banyak prototipe juga bisa dihindari. Perubahan dan variasi dalam proses desain cukup dilakukan dengan FEA. Baru setelah didapatkan model terbaik melalui FEA, kita membuat prototipenya. Dengan demikian, secara umum FEA bisa menekan ongkos dan waktu desain.

Secara umum, berdasarkan ketergantungan variabel ukur terhadap waktu, analisis dengan FEA bisa dibedakan atas analisis statis dan analisis dinamis. Kondisi statis adalah kondisi dimana besarnya load tidak berubah terhadap waktu. Sedangkan kondisi dinamis adalah kondisi dimana load berubah terhadap waktu.

Disamping itu, baik analisa statis maupun dinamis, masing-masing bisa dilakukan dengan mode linear atau non linear. Kondisi linear dan non linear ditetapkan dengan merujuk pada sifat material, geometri, dan boundary condition (damage, crack, contact).

Dengan demikian analisis bisa dilakukan dengan salah satu dari empat: statis-linear, statis-nonlinear, dinamis-linear, dan dinamis-nonlinear.

Analisis dinamis tentunya lebih mahal daripada analisis statis. Demikian pula, analisis non linear lebih mahal daripada analisis linear. Untuk itu, jika memang permasalahan fisik tidak menuntut analisis dinamis dan atau non linear, maka analisis cukup dilakukan secara statis dan linear. Jika setelah validasi, kita melihat bahwa analisis statis dan linear tidak mencukupi, maka barulah kita lakukan analisis secara dinamis dan atau non linear.