Dalam industri perkapalan, desain struktur rangka hull merupakan aspek kritis yang menentukan kekuatan, keamanan, dan kinerja kapal secara keseluruhan. Untuk memastikan bahwa struktur hull mampu menahan beban dinamis seperti gelombang, muatan, dan berbagai kondisi operasional, para insinyur memanfaatkan Finite Element Analysis (FEA). Software FEA memungkinkan simulasi dan analisis yang akurat sebelum pembuatan fisik, sehingga menghemat waktu dan biaya sekaligus meminimalkan risiko kegagalan desain.
Proses Desain Struktur Rangka Hull dengan FEA
Proses desain struktur rangka hull dimulai dengan pemodelan 3D menggunakan perangkat lunak CAD (Computer-Aided Design), di mana elemen-elemen seperti pelat, stiffener, dan frame didesain secara detail. Setelah model siap, tahap berikutnya adalah penerapan pembebanan dan kondisi batas untuk mensimulasikan beban statis (seperti berat kapal dan muatan) serta beban dinamis (seperti tekanan gelombang dan benturan). Software FEA kemudian membagi model menjadi elemen-elemen kecil (mesh) untuk menghitung distribusi tegangan, defleksi, dan faktor keamanan melalui berbagai jenis analisis, termasuk static, dynamic, fatigue, dan buckling analysis. Hasil simulasi ini digunakan untuk mengoptimalkan desain, baik dengan mengurangi berat material, meningkatkan kekuatan, atau memperbaiki kelemahan struktural sebelum produksi dimulai.
Keunggulan Software FEA dalam Desain Hull
Beberapa software FEA terkemuka yang banyak digunakan dalam industri perkapalan, termasuk oleh PT PAL Indonesia, adalah MSC Apex, MSC Nastran, Dytran, dan CAEfatigue. MSC Apex dikenal dengan antarmuka yang user-friendly serta kemampuan pemodelan dan analisis terintegrasi yang memungkinkan iterasi desain lebih cepat. MSC Nastran menjadi standar industri untuk analisis struktur kompleks dengan dukungan berbagai jenis simulasi, mulai dari linear, non-linear, thermal, hingga dinamik. Sementara itu, MSC Dytran khusus dirancang untuk analisis dinamik dan impact, seperti simulasi tabrakan kapal atau respons terhadap ledakan, sehingga sangat penting dalam evaluasi keamanan struktural. Di sisi lain, CAEfatigue berfokus pada analisis fatigue dan durability untuk memprediksi umur kelelahan material akibat beban siklik, memastikan keandalan struktur hull dalam jangka panjang.