Validasi, Suatu Kewajiban Dalam Analisis Elemen Hingga

Hasil yang kita peroleh dari software elemen hingga tidak bisa serta merta kita percayai dengan tanpa melakukan klarifikasi. Bisa saja hasil dari output database itu salah. Proses klarifikasi ini dalam dunia permodelan elemen hingga dikenal dengan istilah validasi.

Kesalahan hasil sangat sering terjadi dalam analisis elemen hingga. Ini bisa saja diakibatkan oleh beberapa kesalahan dalam input yang kita berikan ketika melakukan simulasi (preprocessing). Parahnya, walaupun kita berbuat salah dalam tahap preprocessing, terkadang software tidak akan memberikan peringatan error. Namun hasilnya tidak mewakili model yang kita buat.

Kesalahan tanpa peringatan error dari software tersebut lebih diakibatkan oleh perbedaan pemahaman kita dengan apa yang ada di dalam software tersebut. Contoh mudah misalnya, kita menginput sebuah nilai dengan 10 Mpa namun software yang kita gunakan membacanya 10 Pa. Sebaliknya hasil yang diberikan oleh software 20 Pa, kita malah memikirnya 20 Mpa.

Sudah barang tentu kesalahan seperti itu tidak akan menghasilkan error, dan software akan berjalan lancar ketika kita running. Kesalahan persepsi semacam ini sangat sering sekali terjadi ketika menggunakan software analisis elemen hingga.

Itu adalah sebuah contoh mudah kegagalan komunikasi antara kita dengan software. Namun yang terjadi di lapangan tentu sangat banyak dan sulit terdeteksi apakah hasil dari software benar atau salah. Apalagi bentuk model yang kita simulasikan sangat rumit dan tidak teratur, seperti permodelan biomekanik misalnya.

Berangkat dari masalah tersebut, maka kita membutuhkan validasi. Kita harus mencari literatur baik dari jurnal ilmiah maupun teoritis yang dapat kita gunakan untuk pencocokan hasil yang kita peroleh.

Misalnya, tegangan kontak dalam simulasi kontak antara bola baja dengan bidang datar. Tegangan kontak sederhana ini dapat kita hitung dengan Teori Herzt. Misalnya ketika kita hitung dengan teori Herzt kita mendapatkan tegangan kontak sebesar 105 Mpa, namun ketika kita melakukan simulasi dengan software dapatnya 12 Pa. Nah, berarti ada kesalahan dengan simulasi yang kita lakukan.

Namun jika hasil elemen hingga sudah mendekati dengan teori, maka simulasi kita sudah benar. Biasanya peneliti mengambil 5% untuk perbedaan antara hasil teoritis dengan hasil elemen hingga. Jika perbedaan melebihi 5%, maka akan dilakukan pengecekan dan simulasi ulang dengan cara memperbaiki mesh.

Untuk kasus simulasi yang tidak dapat divalidasi dengan teori, seperti simulasi biomekanik, maka hasil riset orang lain yang bentuk dan mekanismenya hampir sama, bisa kita gunakan.

Tahap validasi ini adalah tahap paling berat dalam analisis elemen hingga. Kadang-kadang kita tidak tahu lagi apa yang harus kita perbuat agar model menjadi valid. Berbagai macam cara sudah kita lakukan, namun hasilnya tetap saja jauh dari angka valid. Di sini kadang riset menjadi stagnan. Sebaliknya jika model sudah valid maka langkah selanjutnya bagaikan menghabiskan sepotong kue kecil, begitu mudahnya.