ANALISA LENTURAN DAN KONSENTRASI TEGANGAN PADA PELAT SISI AKIBAT BEBAN SISI DAN VARIASI JARAK GADING DENGAN METODE ELEMEN HINGGA
Nama : Teguh Putranto NRP : 4108100063 Dosen Pembimbing : Ir. Asjhar Imron, M.Sc, MSE, PED Jurusan Teknik Perkapalan Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2012
PERMASALAHAN Permasalahan yang diangkat dalam Tugas Akhir ini adalah : 1. Berapa lenturan maksimum yang terjadi pada setiap variasi jarak gading? 2. Bagaimana pengaruh konsentrasi tegangan terhadap besar lenturan yang terjadi ? 3. Fakot-faktor apa yang mempengaruhi besar lenturan suatu pelat? 4. Bagaimana perbandingan hasil lenturan yang diperoleh jika jika menggunakan metode yang berbeda? 5. Bagaimana analisa besar konsentrasi tegangan yang dihasilkan oleh metode elemen hingga dengan tegangan izin dari Biro Klasifikasi Indonesia?
MAKSUD DAN TUJUAN Maksud dari penelitian ini adalah menentukan besar lenturan dan konsentrasi tegangan pada pelat sisi dengan metode elemen hingga. Tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Menentukan besar lenturan pada pelat sisi akibat variasi jarak gading. 2. Menentukan besar tegangan pada setiap variasi jarak gading. 3. Menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi perubahan lenturan pada pelat sisi. 4. Menganalisa hasil lenturan yang diperoleh dari metode elemen hingga dengan metode beda hingga. 5. Menentukan perbandingan tegangan yang dihitung dengan tegangan izin dari Biro Klasifikasi Indonesia.
BATASAN MASALAH Batasan masalah dalam Tugas Akhir ini adalah : 1. Pembebanan pada pelat sisi digunakan beban sisi (Ps) statis yang mengacu pada peraturan Biro Klasifikasi Indonesia. Metode pembebanan dilakukan dengan cara mentranformasi beban menjadi beban segitiga. 2. Kapal diasumsikan dalam bentuk kotak. 3. Analisa dilakukan pada daerah midship. 4. Tebal pelat sisi sama besar dari bawah ke atas dan tidak memiliki sambungan laslasan. 5. Perhitungan lenturan dengan menggunakan metode elemen hingga (oleh Ansys) dan metode beda hingga. 6. Jarak gading divariasikan 0.6, 0.65, 0.7, 0.75, 0.8 m. 7. Ukuran profil penegar berdasarkan peraturan Biro Klasifikasi Indonesia. 8. Pembagian elemen berdasarkan jarak gading dan tinggi sarat kapal.
MANFAAT Dari hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi solusi untuk menentukan lenturan dan konsentrasi tegangan dengan metode elemen hingga. Karena pembebanan dilakukan dengan cara menentukan gaya simpul maka untuk pembebanan bentuk kurva dapat dilakukan dengan baik. Penentuan lenturan dan konsentrasi tegangan dilakukan dengan menggunakan software Ansys.
HIPOTESIS Pembagian elemen besar akan mempengaruhi keakuratan nilai lenturan dan tegangan. Tumpuan sederhana di semua sisi akan lebih konservatif daripada tumpuan jepit. Tegangan yang terjadi pada tumpuan jepit-sederhana akan selalu lebih kecil daripada tegangan yang diizinkan oleh BKI.
METODOLOGI
Kapal Ponton Ukuran utama kapal : L = 102,626 m B = 30,48 m T = 4,5 m H =6m Cb = 0,9 Beban sisi : • Di atas garis air
•
Di bawah garis air
Metode Elemen Hingga Gaya Simpul pada Jarak Gading 0,75 m Pembagian Elemen 10 x 8
Distribusi Tegangan dan Lenturan Maksimum Jarak Sekat 2 Kali Jarak Gading Besar Pembagian Elemen 10 x 8
Rekapitulasi Lenturan dan Tegangan Pada Jarak Gading 0,75 m Jarak Sekat 2 Kali Jarak Gading Besar.
METODE BEDA HINGGA Suatu bahan yang homogen memiliki tiga bidang simetri yang saling tegak lurus terhadap sifat elastisnya, maka bahan tersebut bersifat ortotropis.
Diketahui : E = 2 x 1011 Pa. v = 0,3 Gxy = = 7,519 x 1010 Pa. Pada jarak gading 0,75 m : Dx = 2216176,77 Nm Dy = 426697,98 Nm B = 154100,97 Nm I0x = 0,0664 m4 Ioy = 0,1261 m4 ex = 0,034 m ey = 0,150 m
Penomoran Jaringan Untuk Pembagian Elemen 20x16 Jarak Gading 0.75 m Jarak Sekat 2 Kali Jarak Gading Besar Metode Beda Hingga
Matriks 149x149 Untuk Konstanta Displacement
Invers Matriks 149x149 Untuk Konstanta Displacement
Rekapitulasi perhitungan lenturan dengan metode elemen hingga.
Rekapitulasi perhitungan lenturan dengan metode beda hingga.
Rekapitulasi lenturan dan tegangan pada jarak gading 0.6, 0.65, 0.7, 0.75, dan 0.8 m, jarak sekat 2 kali jarak gading.
Rekapitulasi lenturan dan tegangan pada jarak gading 0.6, 0.65, 0.7, 0.75, dan 0.8 m, jarak sekat 3 kali jarak gading.
Distribusi Tegangan dan Lenturan Maksimum pada Tumpuan Jepit-Sederhana Jarak Gading 0,65 m Pembagian Elemen 50x40
Distribusi Tegangan dan Lenturan Maksimum pada Tumpuan Sederhana di Setiap Sisi Jarak Gading 0,65 m Pembagian Elemen 50x40
Rekapitulasi tegangan dan lenturan maksimum pada tumpuan jepit-sederhana, jarak gading 0.65 m, jarak sekat 2 kali jarak gading.
Rekapitulasi tegangan dan lenturan maksimum pada tumpuan sederhana di setiap sisi, jarak gading 0.65 m, jarak sekat 2 kali jarak gading.
Rasio perbandingan hasil tegangan dari metode elemen hingga dengan tegangan izin dari Biro Klasifikasi Indonesia. Pada jarak gading 0.65 m, tumpuan jepit-sederhana.
Rasio perbandingan hasil tegangan dari metode elemen hingga dengan tegangan izin dari Biro Klasifikasi Indonesia. Pada jarak gading 0.8 m, tumpuan jepit-sederhana.
KESIMPULAN 1. Metode elemen hingga dan metode beda hingga menghasilkan lenturan yang relatif sama pada jumlha elemen besar. 2. Pada jarak sekat 2 kali jarak gading besar, dengan tumpuan jepit pada geladak dan alas serta tumpuan sederhana pada sekat menghasilkan lenturan paling besar (0,003032 m) dengan konsentrasi tegangan 0,158 GPa terjadi pada jarak gading 0,8 m. Lenturan paling kecil (0,002230 m) dengan konsentrasi tegangan 0,144 GPa terjadi pada jarak gading 0,65 m. 3. Pada jarak sekat 3 kali jarak gading besar, dengan tumpuan jepit pada geladak dan alas serta tumpuan sederhana pada sekat menghasilkan lenturan paling besar (0,002875 m) dengan konsentrasi tegangan 0,154 GPa pada jarak gading 0,8 m. Lenturan paling kecil (0,002282 m) dengan konsentrasi tegangan 0,131 GPa terjadi pada jarak gading 0,65 m. 4. Tumpuan sederhana pada semua sisi lebih konservatif dibandingkan dengan tumpuan campuran (jepit-sederhana). Hal ini dapat dibuktikan pada pengujian antara kondisi batas campuran (jepit-sederhana) dengan kondisi batas sederhana di semua sisi. Lenturan yang memiliki nilai paling kecil terjadi pada jarak gading 0,65 m
TERIMA KASIH
