Fix Support dan Displacement :
Penentuan Pembebanan dan Gravitasi yang bekerja :
Model Spring Barrel :
HASIL DAN ANALISA
Data Spesifikasi Teknis : STANDART
JIS E4206 and AAR M-114 where required
BAR DIAMETER
41.5 mm
OUTSIDE DIAMETER
246.5 ± 3.0 mm
MEAN DIAMETER
205 mm
NO. OF ACTIVE TURNS
3.8 Right Turn
NO. OF TOTAL TURNS
5.8
SPRING RATE
90.6 kgf / mm
FREE HEIGHT
305 mm
SOLID HEIGHT
220 mm
SOLID CAPACITY
7700 kgf
LOAD AT SPRING HEIGHT 254 ± 3 mm 238 ± 3 mm Hardness
4620 kgf 6070 kgf HB388 (Brinell Indentation Dia.3.1 mm) -461 (B.I.D. 2.85 mm)
Data Material : Yield Strength,Sy
415 N/mm2
Tensile Strength,Su
585 -760 N/mm2
Elongation
18 %
Modulus Elastisitas,E
2.105 N/mm2
Hardness
363 - 429
Poisson’s Ratio,v
0.10
PEMODELAN & SIMULASI
Model :
BARREL
Contoh sudut (30 dan 40 derajat) :
50 dan 60 derajat :
Variansi Beban dengan defleksi vertikal pada beban 6940 N (Spring Lurus)
Pengaruh Penambahan Beban terhadap Nilai defleksi Vertikal dengan sudut sebesar 40 derajat
Y= 1E -12 x2 + 3E-04x + 0,004 1E -12 x2 + 3E-04x + 0,004 (1E -12 x2 )+ (3E-04x) + 0,004 Dari persamaan diatas dapat di ketahui nilai kekakuannya, misalnya untuk pembebanan 1000N dengan nilai X adalah nilai defleksinya sebesar 0,00177, perhitungannya sebagai berikut = (3.1329E-18) + 0.0003 Karena nilai dari 3.1329E-18 (mendekati 0) , maka nilai tersebut dapat di abaikan. sehingga di peroleh nilai defleksi terhadap fungsi beban sebesar adalah 0.0003 mm/N. Grafik di atas merupakan grafik defleksi terhadap fungsi beban atau X/Y maka dapat diperoleh nilai kekakuan sebagai berikut x/y = 1/0,0003 k=3333,33 N/mm (nilai kekakuan konstan)
Directional Deformasi Y dengan penambahan beban 1000 N
Defleksi Horisontal (Spring Lurus)
Pengaruh Penambahan Beban terhadap Nilai defleksi horisontal dengan sudut sebesar 40 derajat k=1250 N/mm (kekakuan konstan)
Directional Deformasi Z dengan penambahan beban 1000 N
Variansi Beban dengan defleksi vertikal pada beban 6940 N (Spring Barrel)
Pengaruh Penambahan Beban terhadap Nilai defleksi vertikal dengan sudut sebesar 40 derajat
K = 2500 N/mm (kekakuan konstan)
Directional Deformasi Y dengan penambahan beban 1000 N
Variansi Beban dengan defleksi horisontal pada beban 2698 N (Spring Barrel)
Pengaruh Penambahan Beban terhadap Nilai defleksi horisontal dengan sudut sebesar 40 derajat K=1666,66 N/mm (kekakuan konstan)
Directional Deformasi Z dengan penambahan beban 1000 N
Analisa Awal Kekakuan : VERTIKAL
HORISONTAL
SPRING LURUS
3333,33 N/mm
1250 N/mm
SPRING BARREL
2500 N/mm
1666 N/mm
Yang menjadi tujuan
Alasan penggantian model spring
Analisa Buckling : Buckling adalah suatu kondisi dimana pemodelan spring
mengalami ketidaklurusan atau mengalami kerampingan. Faktor kerampingan spring dinyatakan dengan perbandingan antara panjang pegas dan diameter lilitan. Atau dapat dinyatakan dengan C = Lf / d Indeks spring C biasanya berkisar antara 3 s/d 12. Jika C < 3,
maka spring sulit dibuat, sedangakan jika C > 12 maka pegas mudah mengalami buckling.
a. Spring Lurus 1,239 pada beban antara 10002000 N
Contoh model buckling spring model lurus dengan pembebanan 1000 N
b. Spring Barrel 0,7753 mendekati beban antara 5000 s/d 6000 N
Analisa Awal Buckling : Jadi dapat disimpulkan bahwa model buckling ini
berdasarkan indeks C yang seperti dijelaskan diatas bahwa nilai dari buckling spring model konvensional didapatkan sebesar 1,2399 dan nilai buckling dari spring model barrel sebesar 0,7754 kedua duanya model spring yang sulit dibuat karena angka C < 3. Tetapi jika membandingkan antara kedua model spring tersebut dari segi pembebanan dan buckling dapat disimpulkan bahwa spring model biasa / konvensional lebih cepat mengalami buckling pada beban 1000 s/d 2000 N. Sedangkan spring model barrel mengalami buckling pada beban 5000 s/d 6000 N.
Video yang berkaitan : Video 1 Video 2 Video 3 Video 4
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan : 1. Pada Spring model lurus dengan penelitian vertical didapatkan dari perhitungan manual bahwa sudut ideal yang sesuai adalah 40 derajat. Dan setelah dicocokkan dengan perhitungan finite element didapatkan nilai defleksi sebesar 0,02972 mm. Dan untuk kekakuan didapatkan nilai sebesar 3333,33 N/mm. Pada spring model lurus dengan penelitian horizontal didapatkan juga nilai defleksi 0.024324 mm. Dan untuk kekakuan didapatkan 1250 N/mm. Pada spring model barrel dengan penelitian vertical dengan perlakuan yang sama didapatkan nilai defleksi sebesar 0,0063941 mm. Dan untuk kekakuan didapatkan nilai sebesar 2500 N/mm.
Pada spring model barrel dengan penelitian horizontal dengan perlakuan yang sama didapatkan nilai defleksi sebesar 0,016267 mm. Dan untuk kekakuan didapatkan nilai sebesar 1666,66 N/mm 2 Untuk proses buckling pada spring model lurus didapatkan nilai sebesar 1,239 (terjadi pada beban 1000-2000 N) Dan untuk proses buckling pada spring model barrel didapatkan nilai sebesar 0,77543 (terjadi pada beban 5000-6000 N)
Saran : 1. Untuk mendapatkan nilai kekakuan horisontal yang lebih besar pada spring barrel, bisa dianalisa dengan menggunakan diameter pitch yang lebih besar. Sehingga bisa mengimbangi nilai kekakuan pada kekakuan vertikal.
TERIMA KASIH
