SeminarTeknoin2006, Yogtakarta22 Juli 2006 "Pengembangan ProdukBerbasisProsesdan ManufaWur"
/SBNNo.979-96964-4-5
KATA SAMBUTAN DekanFakultasTeknologiIndustri UniversitasIslam Indonesia Pesertaseminaryangsayahormati: Assalamualailatml4rarahmatullah Wabarakatuh Berkatrahmatdan karuniaAllah SWT., SeminarNasionalTeknoin2006 dapat diselenggarakan. TemaSeminarNasionalTeknoin2006adalah"Pengembangan Produk Berbasis Proses dan Manufaktur" yang relevan dengan usaha pemerintahunfuk meningkatkan penggunaan sumberdayaalamuntukmengurangi ketergantungan impor. Seminarini diharapkansebagaimediatukar informasiantarpihak perguruan tinggi,lembaga peneliti,pemerintah danpihakindustrisertamemberikan konstribusi bagi perkembangan teknologidi Indonesia. Atas namaseluruhcivitas academica FakultasTeknologiIndustriUniversitas IslamIndonesia, sayamenyampaikan terimakasihyangsebesar-besarnya kepadasemua pihakyangtelahberkontribusi atasterselenggaranya Seminar NasionalTeknoin2006ini. Seminarini dapatberlangsung karenausahaterbaikdari panitiapelaksana. Terimakasih secarakhusussayasampaikankepadaBapakDr. Ir. TatangHernasSoerawidjaja(ITB Bandung),Dr. Ing. Amir Partowiyatmo(BPPT),Ir. SyaifulAnam,MT. (KepalaKilang PUSDIKLATMigascepu)danBapakProf.MadyaDr. JailaniM. Noor (uKM Malaysia) sebagai keynotespeaker, yangmendukung danpihaksponsor kegiatanini. Semoga kita semuadapatmemetikmanfaatdariSeminar NasionalTeknoin2006. Selamat berseminar. WassalamualaikumWarahmatullah l(abarakatuh DekanFakultas TeknologiIndustri Universitas IslamIndonesia
FathulWahid, ST.,MSc.
SeminarTeknoin2006,Yogakarta22 Juli 2006 "Pengentbangan Produk BerbasisProsesdan Manufaktur"
/SBNNo.979-96964-1-5
KATA PENGANTAR Assalamualaikuml4rarahmatullahWabarakatuh Puji syukur kami panjatkankehadiratAllah SWT, yang berkat rahmat dan hidayahNyakami dapatmenyelenggarakan acaraSeminarNasionalTeknoin2006 ini. SeminarNasionalTeknoin2006 ini adalahacaratahunanyang diselenggarakan oleh FakultasTeknologiIndustriUniversitas IslamIndonesia. Padatahun2006,seminarini tetahmemasukipenyelenggaran yangke empatkalinya,sejakpenyelenggaraannyayang ertamayaitupadatahun2002. SeminarTeknoinadalahsuatuacarayangbertujuanterutamauntukmeningkatkan kerjasamadan pertukaraninformasiantarapihak perguruantinggi, lembagapeneliti, pemerintahdan pihak industri dalam mendorongpenerapanhasil penelitiandan pengembangan teknologi,yaitupadabidang:tekniktekstil,teknikindustri,teknikkimia, teknik elektro dan teknik mesin.Adapuntema SeminarTeknoin 2006 ini adalah "Pengembangan ProdukBerbasisProsesdan Manufaktur"yang tepat dengankondisi aktual perekonomian bangsayang menuntuttiap komponenuntuk kreatif dalam menciptakanprosesdan produkyang inovatif terutamadalamhal pemanfaatan sumber dayaalamyangterbatas. Dalam SeminarTeknoin 2006 ini terdapat94 makalahdimasukkanke dalam prosidingSeminar Teknoin2006(ISBNNo. 979-96964-4-5), yangterdiriatas:4 makalah bidangTeknikTekstil,2l makalahbidangTeknikIndustri,15 makalahbidangTeknik Kimia, 33 makalahbidangTeknikElektrodan2l makalahbidangTeknikMesin.Saya sebagaiketuaumummenyampaikan penghargaan danterimakasihyangsebesar-besarnya kepadaDewanPenasihat, DewanPengarahdan PanitiaPelaksana yang telah berusaha maksimaldan bekerjasama denganbaik hinggaterlaksananya acaraini. Tak lupa kami juga ucapanterimakasihkepadaseluruhpemakalah sampaikan dan pesertayang telah berpartisipasi dalamacaraini. Terakhir,kami mohonmaafbila terdapatkekurangan dan keterbatasan sebelummaupunsaatacaraini berlangsung, dan kami mengharapkan saran dankritik yangmembangun demiperbaikan acaraini padapelaksanaan berikutnya. WassalamualaikumWarahmatullahlhabarakatuh Yogyakarta, Juli2006 KetuaUmum
Ir. AgusTaufiq,MSc.
lll
SeminarTeknoin2006, Yogal<arta22 Juli 2006 "Pengembangan ProdukBerbasisProsesdan Manufaktur"
ISBNNo.979-96964-4-5
SUSUNANPANITIA SEMINAR TEKNOIN 2006 PanitiaPengarah DekanFakultasTeknologiIndustri KetuadanSekretaris JurusanTeknikKimia KetuadanSekretaris JurusanTeknikIndustri KetuadanSekretaris JurusanTeknikElektro KetuadanSekretaris JurusanTeknikMesin PanitiaPelaksana 1
KetuaUmum: Ir. AgusTaufiq,MSc. Bendahara Dwi Ana Ratnawati.ST. Kesekretariatan MuhammadRidlwan,ST.,MT. PangestiRahman,AMd. Suwati,S.Sos. Acara: Ir. Hartomo,MSc. Tito Yuwono,ST.,MSc. Asri Wulandari,AMd. Diana.ST. Makalahdan Prosiding: MuhammadSusiloAtmodjo,AMd. Sarjudi Arif Hidavat PembantuUmum : Supardiman Sabari Hani'ah ImanSantoso Sunaryanto Bakhrudin, A.Md, TutiUmiyati,A.Md. Wiyono Ngadiman
lv
SeminarTeknoin2006,Yogtakarta22 Juli 2006 "Pengembangan ProdukBerbasisProsesdanManufaktur"
/SBNNo.979-96961-4-5
DAF'TARMAKALAH TEKNIK KIMIA TK 0l
TK 02
TK 03
TK 04
TK 05
TK 06
TK 07
TK 08
TK 09
TK l0
TK I I
TK l2
TK l3
TK l4
TK 15
"Pengembangan TeknologiPengolahan DekstrinDari Pati Umbi Talas(ColocasiaEsculenta) SebagaiBahanUntukIndustriPengolahan Pangan" Agus Triyono Balai BesarPengembangan TeknologiTepatGuna- LIPI "Perhitungan ModelMatematikPenurunan KadarAir Asparagus DalamPengeringan SecaraRadiasiFar I nfrared (FlR)" Dj umhawanRatmanPermana PuslitBioteknologi- LPI "UpgradingBio Oil Properties by AlcoholTreatment: ReactiveDistilationMethods" Diana ChemicalEngineeringDepartment,Faculty of IndustrialTechnology,IslamicUniversity of Indonesia "Analisis Tekno Ekonomi Dan Lingkungan(TEL) Dalam ProsesPemurnianAir Dengan (RO)" MetodeReverseOsmoses D. Malik Prodi.Teknik Kimia' FakultasTeknologiIndustri,UniversitasIslamIndonesia "PengaruhPenambahan Bahan Serbuk Gergaji TerhadapHasil Oksidasi LLDPE dengan Km"O4lH2SO4" HasnahMu'in, DenisPrifinaIlhami danLestariHetalesiSaputri Prodi.Teknik Kimia, FakultasTeknologiIndustri,UniversitasIslamIndonesia PolimerYangDripatTerbiodegradasi" "Dasar-Dasar Hasnah Mu'in Prodi.Teknik Kimia, FakultasTeknologiIndustri,UniversitasIslamIndonesia "KeunggulanSequencing BatchReactors(SBR)DalamMengolahLimbahMolase" HerawatiBudiastutidanEmmanuela Maria Widyanti JurusanTeknik Kimia, PoliteknikNegeriBandung "PengaruhKelengkapanOrgan TanamanDan SedimenTerhadapKinetika Pertumbuhan MyriophyllumSP YangBeradaDalamAir BakuDalam SistemPengolahan Air Bersih" IgnasiusD.A. Sutapa,Dwi NopiantidanEkaPrihatinningtyas PusntPenelitianLimnologi- LIPI "PengaruhKelengkapanOrgan TanamanDan Kondisi LingkunganTerhadapMorfologi LanjutanMyr i ophyIlum SP" Ignasius D.A. Sutapa, IreneL.l danEkaPrihatinningtyas PusatPenelitianLimnologi- LIPI MikroalgaDan AsosiasinyaTerhadapMyriophyllumSP SebagaiBiofilter "Keanekaragaman Di InstalasiPengolahan Air Bersih" IgnasiusD.A. Sutapa" PrythaPrasetya danEkaPrihatinningtyas PusatPenelitianLimnologi- LIPI "SintesisMaterialMirip Zeolit TerembaniMnO2Menggunakan Abu Layang(Fty Ash) Dan Penggunaannya SebagaiFotokatalisPadaDesinfeksiBakteriEscherichiacoli Is Fatimahr), KarnaWijaya2) danKhoirul Himmi Setyawan3) l),3) JurusanKimia FMIPA, UniversitasIslam Indonesia 2\ JurusanKimia FMIPA, UniversitasGajah Mada LimbahPolonganKayuTembesu "Pemanfaatan MelaluiProsesPirolisa" M. Zaman JurusanTeknik Kimia, PoliteknikNegeriSriwijaya "IsolasiDanAmobilisasiProtease Dari Tempe" NancySiti DjenardanBintanglwhanMoehady JurusanTeknik Kimia, PoliteknikNegeriBandung "Uji Kemampuan MikroalgaChlorellasp DalamPengolahan LimbahCair Tapioka" SriHafti UPT BalaiPengembangan TepatGuna- LIPI "PengaruhKonsentrasiSukrosaDan Sodium BikarbonatTerhadapKualitas Tablet Jahe Effervescent" Tri Radiyati Balai BesarPengembangan TepatGunaSubang
SeminarTeknoin2006,Yogtakarta22 Juli 2006 "Pengembangan Produk BerbasisProsesdan Manufaktur"
ISBNNo.979-96964-4-5
TEKNIK TEKSTIL TT 0l
TT 02
TT 03
TT 04
"OptimalisasiVariasiWaktuCelupEkstrakTeh Dan Zat PemfiksasiTerhadapKualitasHasil Pencelupan Katin Katun" RiaNurDanD.Malik Prodi.Teknik Kimia KonsentrasiTeknik Tekstil,FrkultasTeknologiIndustri - U[ "PolaPendidikanTeknikKimia-TekstilDalamUpayaMeningkatkan JiwaKewirausahaan" D. Malik Prodi.Teknik Kimia KonsentrasiTeknik Tekstil,FakultasTeknologiIndustri - UII "Modifikasi SeratWool DenganSuccinycAnhydrate" I ndahMoIektuz Zuchairah BidangStudiTeknik Tekstil,FakultasTeknologiIndustri- UII Kain CottonDenganZatWwnaAlam Loess" "PengaruhSurfaktanKationikPadaPewamaan I ndahMolektuz Zuchairah BidangStudiTeknik Tekstil,FakultasTeknologiIndustri- UII
TEKNIK INDUSTRI TI 0l
TI 02
"Analisi KebutuhanEnergiDalamMelakukanVariasiLatihanOtotBahu" AgusMansurdanIwan Himawan Prodi.Teknik Industri,FakultasTeknologiIndustri,UniversitasIslam Indonesia "Penjadwalan Job ShopNon DeterministikDenganMetodeAlgoritmaGenetik(StudyKasus
dicv.cvB)" TI 03
TI 04
TI 05
TI 06
TI 07
TI 08
TI 09
TI l0
TI I I
TI 12
AgusMansur,Yuli AgustiRochmandanDwi HendriCahyadi Prodi.Teknik Industri,FakultasTeknologiIndustri,UniversitasIslam Indonesia "ImplementasiKansei EngineeringDalam Perancangan Alat PanenSarangBurung Walet Menggunakan Anthropometri" Bambangljitro S, Budi S. GoutamadanMartinusHendriyanto LaboratoryWork Design& Ergonomic,JurusanTeknik Industri,UniversitasSurabaya "PengukuranHasil-HasilQualityControlCircle (Qcc)DenganMetodaBalancedScorecard Di PT. Inti EverspringIndonesia" AsepRidwan Jurusan Teknik Industri, FakultasTeknik, UniversitasSuttanAgengTirtayasa "SupplyChainManagement AdoptionIn SmallCompanies" BerthaMaya Sopha Departemnetof Mechanicaland IndustrialEngineering, GajahMada University "EverythingIs Exception: EvolvingModelsOn ProjectEnvironmenf' Budi Hartono Design,Simulationand ComputationLaboratory(DSC Lab), Mechanicaland Industrial EngineeringDepartment,EngineeringFacultyUGM "AnalisaPenambahan FasilitasMesinIndustriPadaProsesManufacturins di PT.VariaUsaha GresikDenganPrinsipErgonomi" ErlinaPurnamawaty UniversitasPembangunan Nasional"Veteran"JawaTimur "MengatasiBullwhip Effect PadaSupplyChainManagement DenganKonsepServerWhole InventoryManaged(WIM) MenggunakanSQL Server" FaisalHendransyah, M.Bardan,Asditia danFuadSyarif Lab. SistemProduksi,Prodi.Teknik Industri,FakultasTeknologiIndustri- UII "Perancangan UlangGitarElektrikBerdasrkan Prinsip-prinsip Ergonomi" HartomodanTitanEraYudha Prodi.Teknik Industri,FakultasTeknologiIndustri- UII KualitasAir GalonDenganMetodeFastdanQFD" "Peningkatan Ig. JokoMulyonodanL. PutuChristinaE.D JurusanTeknik Industri,UniversitasKatholik Widya Mandala "OptimasiProdukPakaianJadiDenganMenggunakan MetodeGoalProgramming" Marni Astuti FakultasTeknik Industri,SekolahTinggiTeknologiAdisutjipto "KepahamanPada Adopsi Sistem ManajemenMutu Iso 9000:2000,SepatutnyaDapat Meningkatkan Kemampuan IndustriNasional" Masri WendyZulfikar BTMP - BPPT PUSPITEK
vl
SeminarTeknoin2006,Yogtakarta22 Juli 2006 "Pengembangan Produk BerbasisProsesdan Manufaktur" TI 13
'
TI 14
TI 15
TI 16
TI l7
TI l8
TI 19
TI 20
Tl2l
/SBNNo.979-96964-4-5
ProsesGeneratifBerbantuanKomputerBerbasis "OtomasiDesainProdukPadaPerencanaan SistemPakar" MuhammadRidwanAndi Purnomo.ChairulSalehdanFatimah Lab. SistemProduksi,Prodi.Teknik Industri,FakultasTeknologiIndustri - UII ProsesGeneratif BerbantuanKomputer "PengkodeanDesain Produk pada Perencanaan Menggunakan SistemPakar" MuhammadRidwanAndi Purnomo.ChairulSalehdanDwi Yuniandari Lab. SistemProduksi,Prodi.Teknik Industri,FakultasTeknologiIndustri - UII Persaingan" "CRM SebagaiSolusiMemenangkan Nasfiendry JurusanTeknik Industri- UNIKOM KualitasTerpadu" "MengelolaDampakEkonomiTerhadapPengendalian Nasfiendry Jurusan Teknik Industri - UNIKOM "Pengukuran Kualitas Pelayanan Bank Syariatr Mandiri Cabang Cilegon Dengan Menggunakan Model Servqual" Putiri BhuanaKatili, ShantiKiranadanNurmanNas Syarif JurusanTeknik Industri,FakultasTeknih UniversitasSultanAgengTirtayasa (CRM) TerhadapTingkat CustomerRelationshipManagement "Studi PengaruhImplementasi Kepuasan Pelanggan " AbdulJalal Prodi.Teknik Industri,FakultasTeknologiIndustri- UII "AutomationStorageWith RoboticAplication" RommyPutraDony,AgusDwi Setiawan,Citra Dwi SatyawandanIwanNugraha RisefGrup Lab. SistemProduksi,Prodi.Teknik Industri,FTI - UII o'Perencanaan StrategiBisnis DepartemenPaperTube BerdasarkanTingkat Kegagalandan Nilai SigmaDi PT. IndahKiat PulpAnd Paper" Hadi Setiawan JurusanTeknik Industri,FakultasTeknik"UniversitasSultanAgengTirtayasa AntarmukaManusia-Mesin PadaSistemProses "PengujianUsabilityUntukRancangan Sigit Santoso" KelompokErgonomikadan BudayaKeselamatan - BPTKN, Pusatteknologi Reaktor dan Keselamatan Nuklir (PTRKN)- BATAN
TEKNIK ELEKTRO TE 0l
TE 02
TE 03
TE 04
TE 05
TE 06
PollingSMS" "ImplementasiAgen MP3 PlayerBerdasarkan AghusSofuan,AgungBudi PrasetijodanBerdaSetyaA JurusanElektro,FakultasTeknik,UniversitasDipenegoro "PemisahanSinyal-SinyalAudio Yang TercampurMenggunakanAlgoritma Cepat ICA KawasanFrekuensi" AchmadHidayatno,ImamSantosodanVandyAulia Abkhari JurusanTeknik Elektro, FakultasTeknik, UniversitasDiponegoro "Design of Optical SensorFor Liquid PhaseAnd CompositionMonitoring : A Preliminary Report" AhmadJaisAliasr)And vladimir I. Busurin2) l) Senior Lecturer, Universiti Kuala Lumpur Malaysian Institute Of Aviation TechnologY 2) Professor(DSc.,Ph.D),MoscowAviation Institute, FederationOf Russia SMS ServerSebagaiAlat PengonfolBebanListrik BerbasisKomputer" "Rancangan Arnita JurusanTeknik Elektro,FakultasTeknologiIndustri,UniversitasBungHatta KapasitorBank Untuk PerbaikanFaktorDaya PadaMotor Unit Raw "Analisis Pemasangan Mill DanKiln Mill DiIndarungIV PT. SemenPadang" Erhaneli ProgramStudiTeknik Elektro,FakultasTeknologiIndustri,Institut TeknologiPadang Berbasis "Building Automation System Untuk Mendukung Konservasi Energi MikokontrolerAT89S5l" F. Yudi LimpraptonodanMimien Mustikawati Prodi.Teknik Elektro,FakultasTeknologiIndustri,Institut TeknologiNasionalMalang
vll
SeminarTeknoin2006,Yogakarta22 Juli 2006 "Pengembangan Produk BerbasisProsesdan Manufaktur" TE 07
TE 08
TE 09
TE l0
TE I I
TE 12
TE 13
TE 14
TE 15
TE 16
TE 17
TE l8
TE 19
TE 20
TE 21
TE22
lSBNNo. 979-96964-4-5
MobileNumberPortabilityDenganSolusiIntelligent "AnalisisPenerapan Network" Fitri Yuli Zulkifli DepartemenTeknik Elektro,FakultasTeknik, UniversitasIndonesia Arus HarmonisaPadaGeneratorSinkronSatuFasePembangkitMiko Hidro" "Pengurangan GhofarArifin JurusanTeknik Elektro,PoliteknikNegeriBandung "Studi Perbandingan Aliran DayaListrik MetodeNewton- RaphsondanFast- Decoupled" Hartono JurusanTeknik Elektro,FakultasTeknik, UniversitasSultanAgengTirtayasa "PengujianFull ScanHasil Perancangan Chip InterfaceI2CDenganATPG Tretramax" 2) HendraSetiawanl) l) Prodi.Teknik Elektro,FakultasTeknologiIndustri,UniversitasIslam Indonesia 2) LaboratoriumIC Design,InstitutTeknologiBandung "Analisis GangguanPadaPengoperasian Transformator DistribusiFasaTunggalTipe CSPDi PLN Yogyakarta" HenreyDanielDalam MahasiswaS-2PadaJurusanTeknik Elektro,UniversitasGajahMada "Pengaruh NonlinearitasPada Algoritma Cepat ICA Dalam Memisahkan Citra Yang Tercampur" ImamSantosor), AhmadHidayatno2) danKuncoroWibisono3) l),2) JurusanElektro,FakultasTeknik, UniversitasDiponegoro 3) MahasiswaJurusanelektro,FakultasTeknik, UniversitasDipenegoro "Alat Monitor Resistansi Kulit Berdasarkan FaktorPsikologiBerbasisPC" IrmaliaSuryaniFaradisadanBondanAsmuhadi Prodi.Teknik Elektro,FakultasTeknologiIndustri,Institut TeknologiNasional,Malang "TermometerBadan,PenghitungDenyutJantungDan TekananDarahDenganOutput Suara Dan PenampilLCD BerbasisMikrokontrolerAT89S8252" IrmaliaSuryaniFaradisadanA. A. Nym Oka Wisnawa Prodi.Teknik Elektro,FakultasTeknologiIndustri,Institut TeknologiNasional,Malang "Analisis PrakiraanBeban JangkaPendekMenggunakanMetode ANN (ldapllve Neural Network) Di GarduInduk Sengkaling" IninE Budi SulistiawatidanNi PutuAgustini Teknik Elektro,Prodi.EnergiListrik, FakultasTeknologiIndustri,ITN Malang "OptimalisasiPenempatan Fixed CapasitorDenganMenggunakan MetodeStrategiPencarian HeuristikBaruPadaSistemDistribusiRadialDi GarduInduk SengkalingPenyulangPujon" IrrineBudi Sulistiawati danNi PutuAgustini Teknik Elektro,Prodi.EnergiListrik, FakultasTeknologiIndustri,ITN Malang DiferensialPenjejakTrayektoriBezier" "SistemKontrolNavigasiRobotMobile Berpenggerak Iwan Setiawan,DarjatdanTriasAndromeda LaboratoriumTeknik Kontrol Otomatis,Teknik Elektro,UniversitasDiponegoro "OptimasiSistemPertanianUntuk MenentukanKombinasiPupukTerhadapPenggunaan Luas Tanah" Kasirahl),I GedeSusrama2) l) UniversitasMayjen SungkonoMojokerto 2) Jurusan Teknik Informatika, ITATS Digital SurroundPrologicDekoder5.1Dari Input Stereo" "Perancangan Mimien MustikawatidanMadeWartana ProgramStudiTeknik Elektro,FakultasTeknologiIndustri, ITN Malang SistemKendaliAdaptif Model FollowingPadaIn-Flight SimulatorN250-PAl "Perancangan DenganMetodeKendaliOptimal- KuadratLinier" MohammadArdi CahyonodanYusaAsraYuli Wardana SekolahTinggi TeknologiAdisutjipto "Pendeteksian KebocoranPipaDenganMetodeKebocoranFluksMagnet" Mukhtaher JurusanTeknik Elektro,FakultasTeknologiIndustri,UniversitasBungHatta Magnetik" "Perancangan SolenoidaUntukPelayangan Mukhtaher JurusanTeknik Elektro,FakultasTeknologiIndustri,UniversitasBung Hatta
vlll
SeminarTeknoin2006, Yogtakarta22 Juli 2006 "Pengembangan Produk BerbasisProsesdan Manufaktur"
TE 23
TE 24
TE25
TE 26
TE 27
TE 28
TE 29
TE 30
TE 3l
TE32
TE 33
ISBNNo. 979-96964-4-5
"Kendali PID KecepatanMotor DC Tanpa Beban Dengan PenentuanKonstanta PID Menggunakan Root- LocusPadaZeroBerimpit" OyasWahyunggoro, Dian PumomoAdi danPriyatmadi Teknik Elektro,FakultasTeknik, UniversitasGajahMada "Pengembangan Sistem PembangkitListrik TenagaSurya Rumah Tangga Terhubung JaringanDistribusi" PetrusPratomo JurusanTeknik Elektro,PoliteknikNegeriBandung "RancanganSistem Adaptive Neuro - Inferensi Fuzzy Untuk Prediksi Apogee Roket Meteorologi" RachmatRamdanit)danRosidiSukanta2) l) PenelitiBidangKendali,PusatTeknologiWahanaDirgantara,Lapan JurusanTeknik Elektro,FakultasTeknologiIndustri,UniversitasSuryadarma 2) JurusanTeknik Elektro,FakultasTeknologiIndustri,UniversitasSuryadarma "DesainFuzzyUntukTunningParameter KontrollerPID PadaPengendalian Kecepatan Motor InduksiTiga FasaDenganSimulasiMenggunakan Matlab" SlametWinardidanWinahYudi JurusanTeknik Elektro,Institut TeknologiAdhi Tama Surabaya "AplikasiPelayanan InformasiPadaPelanggan TokoBukuMenggunakan WEB danSMS Suryohadir)dan I GedeSusrama2) l) UniversitasKartini Surabaya 2) JurusanTeknik Informatika,ITATS "Perancangan Penyandian GrayUntuk ShaftEncoder" Tito Yuwono,Rismayanto Prodi.Teknik Elektro,FakultasTeknologiIndustri,UniversitasIslam Indonesia "Kinerja Pengendali FuzzyBertipe2 IntervalPadaPlantPendulumTerbaliK' WakhyuDwionor)danBambangRiyanto2) l) ProgramStudiTeknik Elektro,FakultasTeknik,UMS Purwokerto, 2) SekolahTeknik ElektroDan Informatika,Institut TeknologiBandung "SistemPemesananMakananBerbasisMikrokontrolerAT89S5I DenganTampilanProgram Delphi" YusufAzizAmrulloh, SuyamtodanMuhammadSoffan ProgramStudiTeknik Elektro,FakultasTeknologiIndustri,UniversitasIslam Indonesia "Perancangan ProtokolKomunikasiMultidropRS-485PadaSistemAntrian" YusufAziz Amrulloh,Budi Astuti danAhmadFajry ProgramStudiTeknik Elektro,FakultasTeknologiIndustri,UniversitasIslam Indonesia "Aplikasi BarcodeSebagaiPenghitungPengunjung Di Perpustakaan AkademiTeknikDan (ATKP) Surabaya" KeselamatanPenerbangan Ariyono SetiawandanHeri Sudarmadji AkademiTeknik dan Keselamatan Penerbangan Surabaya "PengendaliDerauSecaraAktif KanalTunggalMenggunakan Anfis On-Line" MuhammadAndangNovianta JurusanTeknik Elektro,FakultasTeknologiIndustri,ISTA Yogyakarta
TEKNIK MESIN TM 0l
TM 02
"Pengaruh TebalCoreTerhadap KekuatanBendingKompositSandwichSeratKarungGoniPolyesterDenganCoreKayu Randu" Andri SetiyoWibowor)dan KuncoroDiharjo2) l) Alumni JurusanTeknik MesinFT UMY 2) DosenJurusanTeknik MesinFT UNS FactorsOf Stepped-Shafts "StressConcentration Of Circular-To-Square CrossSectionUnder Axial Tension" AsnawiLubis danJamiatulAkmal JurusanTeknik Mesin,UniversitasLampung
SeminarTeknoin2006, Yogtakarta22 Juli 2006 "Pengembangan Produk BerbasisProsesdan Manufahur"
/SBNNo.979-96964-4-5
STRESSCONCENTRATION FACTORS OF STEPPED-SHAFTSOF' CIRCULAR-TO-SQUARECROSSSECTION UNDER AXrAL TENSTON Asnawi Lubisr & Jamiatul Akmal Jurusan TelcnikMesin, UniversitasLampung GedungH Fahtltas Telmik,Jalan ProfessorSumantriBrojonegoro Gedongmeneng, BandarLampung,35 I 45 Telp:(62-721)7479221,701609 ext.22l,Fax: (62-721)704947 ' E-maiI: asnawi-
[email protected],id
Abstraksi Teganganpada sebuahporos prismatik akibat beban luar dapat dihitung dengan memakaipersamaan tegangandasar. Teganganini disebut tegangannominal. Untuk sebuahporos bertingkatyang dibebani, misalnya dengan tarik al<sial,teganganyang dihasilkan lebih tinggi daripada tegangannominal pada poros prismatik karena berubahnya distribusi tegangan dan terkonsentrasipada daerah perubahan penarnpang. Untuk menghubungkantegangan mal<simumpada daerah perubahan penampangdengan tegangan nominal dibutuhkan sebuahfaktor yang disebut faktor konsentrasi tegangan. Tulisan ini menyaiikangrafikfaktor koruentrasitegongqnyangdapat dipakai langsungdalan desainporos bertingkat denganperubahanpanampangdari lingkaran ke bujursangkarakibat bebantarik aksial. Grafik tersebut diturunkan dari hasil kajian metodeelemenhingga dan disajikan dalam bentukgrafikyang serupadengan graJikPetersonyangsudahdikenaldenganbaik. Kata kunci: poros bertingkat,fahor konsentrasitegangan,tegangannominal,metodeelemenhingga
Introduction Shaft is a machineelementwhose function for power transmission.Shaft is often neededin steppedform (changein cross-section). Exampleis a rotatedshaft with squareshoulderfor the seatof bearing.In such,the shaftcouldbe subjectedto combinedloadingofaxial, bending,andtorsion[12] If a shaftis smooth,theresultingstressdueto loadingcanbe computedusingthe elementarystress equations.This stressis callednominalstress.For a non-smoothshaft(steppedshaft),the elementarystress equationsareno longerhold for calculatingthe actualstressasthe stresswould be higherthanthe nominal stresses.To relatethe maximumstressat the discontinuitywith the nominalstresscalculatedusing the elementarystressequation,a factor is neededwhich is called stressconcentrationfactor (SCF). The magnitudeofthis fastordependson diameterratio,cross-section, radiusof fillet andtypesof loading(axial, bending,torsion,or their combination). Stressconcentrationfactor for a steppedshaft of uniform cross-section can be found in many standardtextbookof mechanics of materials12,3,4, 10, l3]. Until now,the mostcompletesourceof graph of stressconcentrationfactorsfor variousgeometryof shaft,bar, and plat is a compendiums by Peterson stressconcentration factor ((,) for steppedshaftof uniform cross-section were [9]. In this compendiums, plottedas functionof non-dimensional geometry.Todaystateof the art modemliteratureis alsostill using the Peterson'sgraphfor analyzingthe steppedshaftofuniform cross-section, seefor example,Kang,et al graphto analyzethe torsionalvibrationofsteppedshaft.Kim andKim [6]. Pan,et al [8] usedthe Peterson's at the steppedshaftsubjectedto axialtension. [7] usedthe samegraphto analyzethe stresses In the compendiums of stressconcentrationfactorsby Peterson,it cannotbe found a graphfor stepped shaflof circularto squarecross-section, Baker[] carriedout a flniteelementstudyusingALGOR version3.18 to obtainthe characteristic ofsteppedshaftofcircular to squarecross-section subjected to combinedloadingof staticbendingand torsion.In his MSc thesis,Bakerinvestigated threevaluesof diameterratio, but did not makethe radiusof filled variedso graphsthat can be usedfor designpurpose werenot produced.To analyzea steppedshaftof circularto squarecross-section, it wascommonto apply the graphfor steppedshaft of uniform circular cross-section of equivalentcross-sectional areato square was [15]. This wasusuallydonebecausesimilar graphfor steppedshaftofcircular to squarecross-section not availableeitherin textbookor in todaystateofthe art modernliterature.This paperpresentsa graphfor designpurposeofstressconcentration factorofsteppedshaftofcircular-to-square cross-section understatic axial tension.The graphwas derivedfrom an extensivelinier finite elementparametricstudyandpresented graphfor steppedshaftofuniform circularcross-section. in line ofthe well-knownPeterson's
TM 02-t
SeminarTeknoin2006, Yogalearta22 Juli 2006 "Pengembangan ProdukBerbasisProsesdan Manufaktur"
/SBNNo.979-96964-4-5
Stress-Concentration Factors Shaftis an importantelementin mechanicalconstruction.Shaftis usuallyhasfunctionfor power transmission. Shaftcanbe foundas squarecross-section aswell ascircularcrosssection,however,majority of shaftsarecircularcross-section as its main functionis for powertransmission. Whereas,shaftsof square cross-section areusuallyonly usedfor supportingload. Circularshaft is a rotatingelementwhereother elementssuchas gearsand pulley are mounted. Sucha shaftcouldbe subjectedto axial (tensionor compression), bending,torsion,or their combinationas shownin Figurel.
F
Figure 1. A circularshaftsubjectedto combinedloadingofaxial, bendingandtorsion In particularapplication,a shaft of non-uniformareaof crosssection(steppedshaft) might be used.Changein areaof cross-section of steppedshaftresultsin stressconcentration at the discontinuity,In orderto reducethe effectofstressconcentration at the regionofchangein cross-section, fillet ofradius r is usuallygivenasshownin Figure2.
/-\ - - -t- -!-'-'F \'l Figure 2. Circularsteppedshaftwith shoulderor radiusr The ratio of maximumstressat acritical point to the nominalstressis calledstressconcentration factor. Stressconcentrationfactors of circular steppedshaftshave been given by Peterson[9]. The parameterD2lDyandrlDy Stressconcentration magnitudeof this factor is a functionof non-dimensional factor,K1,canbe writtenas: ff
K, = .1B;
for normalstress
...(l a)
o ro, r
=ftforshearstress "
...(l b)
' nom
Where,'f,or circularcrosssectionthenominalstressis givenby: (r
- nom
4P
= -:
7D,'
'
for axialload
...(2)
TM02-2
SeminarTeknoin2006, Yogtakarta22 Juli 2006 "Pengembangan ProdukBerbqsisProsesdan Manufaktur"
6,o,
=
32M
/SBNNo.979-96964-4-5
. .. (3)
t forbending load
,D: Tnu, =
t6T
...(4)
t fortorsion load
,D:
For a steppedshaftunderstaticloading,the effectofstressconcentration factor is not significant. However,ifthe shaftis subjected to fluctuatedload,equation(4) becomes[2]:
o', = rl (K,o,)' + 3(K,g_)'
... (5)
Figure 3 and 4 are typical graphof stressconcentrationfactor for uniform squareand circular stepped-shaft respectively.Thesegraphswere taken from the book "stress ConcentrationFactor" by Peterson[9]. Similargraphfor bendingandtorsionloadcanbe obtainedfrom the samebook. In the book of Peterson,it cannotbe found a graphof stress-concentration factor for a stepped (Figure 5). In fact, steppedshaft of this form can be found in shaft of circular to squarecross-section practice,suchas,the outputlow speedreducerat mill anddiffi:serstationin suguucaneindustry[5]. This paperaims to providegraphof stressconcentrationfactor of steppedshaft of circular to squarecrosssectionunderaxialtensionthatcanbe useddirectlyfor designpurpose.
Itl
Figure 3. Stressconcenfiation factorsofsquaresteppedshafts
0.?0 Figure 4. Stressconcentration factorsofcircular steppedshafts
TM 02-3
SeminarTeknoin2006,Yogakarta22 Juli 2006 "Pengembangan Produk BerbasisProsesdan Manufaktur"
Lr,l
ISBNNo. 979-96964-4-5
,..
lm l
i
W
W Fi" Left view
Frontview
Righlview
Figure 5. Steppedshaftofcircular to squarecross-section
Finite ElementAnalysis Figure 5 showsa steppedshaftof circularcrosssectionof diameterD to squarecross-section of diagonald. Finite elementparametricstudywascarriedout for everycombinationof pararneter D/d and,r/d. For geometrywith particularD/d value,six analysesweredoneby varying ther/d value.Table I givesthe geometryconfigurationfor parametricfinite elementstudyperformed. Table . Geometricconfieurationfor D/d
1.3 1 .5
1.7 1 .9
0.05 0,05 0.05 0,05
0. 0 0, 0 0. 0 0, 0
0. f 0 ) 0 ) 0, )
r/d 0.20 0.20 0.20 0,20
0,25 0.25
0,2s 0.25
0.30
0.30 0,30 0.30
Figure6 showsa fypicalfinite elementmodelof the shaft.The elementtypeusedis the ANSYS 3D solid 92 tetrahedron. This elementhasten nodeswith threedegreeof freedomat eachnode:translationin the -x, -y, and-z direction.All nodesat the circularendwerefixed andaxialtensionloadwasappliedat the squarecrosssectionend,
Loaded-end
,--y'-.
Figure 6. Typicalfinite elementmodelofsteppedshaftofcircular to squarecross-section Figure7 showsthe axial stressdistributionalongthe shaftdueto axial tension.The maximumof axial stresscan be readfrom the graph.This maximumstresswasthenrecordedfor everycombinationof pararneter D/d andr/d anddividedby the nominalstressfor axial tension[seeequation(2)]. From this, a graphin line ofPeterson'sfor uniformcircularsteppedshaftcanthenbe plotted.
TM02 -4
SeminarTeknoin2006, Yogakarta 22 Juli 2006 "Pengembangan ProdukBerbasisProsesdan ManufaHur"
/SBNNo.979-96964-4-5
I
squaresectioni I Circular section b€brn.krlrl, rrd r 0.15,Drdr t5
- -al
'l----
Figure 7. Axial stressdistributiondueto axialtensionload
I
Results& Discussion
As canbe seenfrom Figure7, the m'aximumstresslocatedat the regionof changein cross-section. The stressplottedin Figure7 is the von Mises stress.In fact, this stressis almostthe sameas the axial stress,as the load was only a,xialtension.The small differentbetweenvon Misesand axial stressresults from the effectof Poisson'sratio.The maximumvon Misesstresses werethenrecordedas shownin Table 2: Table2 Maximumvon Misesstressfor variousgeometryof steppedshaftunderaxialtension(MPa) r/d= 0.05
r/d :0 .1 0
0.061633 0.066206 0.067369 0.069589
R/d* 1.3 M d: 1 .5
Nd= t.7 M d= 1 .9
r/d = 0.15
0.046082 0.048471 0.049489 0.049667
r/d = 0.20
0.040635 0.042187 0.043l2 I 0.043t76
r/d:0.30 r/d:0.25 0.03 5l9l 0.036956 0.034294 0.03751 I 0.034737 0.032924 r 0.038005 0.03456',1 0.03303
Stressconcentration factorcan be obtainedfrom Table2 by dividing the stressesby the nominal locatedat the shoulder,exactlyat the cornerofthe squarepart,then stress.Becausethe maximumstresses the nominalstresscanbe obtainedas: ono, =-j
P
...(6)
A
Where P: appliedload: 100N I = cross-sectional areaof square
TM 02-5
/SBNNo.979-96964-4-5
SeminarTeknoin2006, Yogtalarta 22 Juli 2006 "Pengembangan Produk BerbasisProsesdan ManufaUur"
In this analysis,the areaof squareshaftwasconstantby settingthe valueof diagonalof the squareconstant, i.e.d= 100mm,therefore:
. d2 loo2= A- " 5000mm2 22 Fromequation(6), thenominalstressis:
l00N
=___ = 0.02 IVpa. 6 - nom SooommBy dividing the maximumstressesin Table 2 by this nominalstress,stressconcentrationfactorswere factorscanthenbe plottedfrom Table3 as obtainedas shownin Table3. A graphofstressconcentration shownin Figure8. able3. Stressconcentration
r/d = 0.05
IUd= .3 tud= 5 Md= 7 Md= 9
of
for
al
r/d= 0.15 r/d:0.20 r/d = 0.30 r/d= 0.10 r/d:0.25 2.3041 2.03t 8 7596 3.08r7 2.4236 2.1094 .8478 1.7147 3.3103 t.6462 2.t561 .87s6 1.7369 3.3685 2.4745 1.65t6 2,I 588 9003 1.7284 2.4834 3.4795
factorsincreaseasthe diameterto diagonalratio As canbe seenfrom Figure8 stressconcentration increaseand decrease as the radiusof filled to diagonalratio increase.The graphshowsa similartrendto factorsfor steppedshaftsof uniform circularof the well-knownPeterson'sgraphfor stress-concentration By comparingFigure 8 with Figure3 and 4, it seemsthat the effect of diameterto sguarecross-section. diagonalratio,D/d, is not significant.It shouldbe noted,however,that the spectrumof this ratio is small comparedwith Figure3 and 4. A wide rugeof D/d valuesshouldbe includedand this is the subjectof furtherpublicationelsewhere. Strsss concantratlontactotr ot stepped shaft under axlal tenslon
Ud= 1.9
3.0
Vz
'1.7 D/d.' 1.5
Dkt.'t.3
b z.s
\ \
\ \== -l-:
1 .5
1 .0 0.00
0.15 tld
Figure 8. Stressconcentration factorofsteppedshaftofcircular to squarecrosssectionunderaxialtension
Conclusion factorsof steppedshaftof circularto squarecrosssectionunder A graphfor stressconcentration axial tensionloadwas produced.This graphwas derivedfrom parametricfinite elementstudyand can be directly usedtbr designpurpose.This graphshowsa similartrendto the well known Peterson'sgraphfor factorsofuniform circularor squaresteppedshaft. stressconcentration
TM 02-6
SeminarTeknoin2006,Yogtakarta22 Juli 2006 "Pengembangan ProdukBerbasisProsesdan Manufahur"
ISBNNo. 979-96964-4-5
Acknowledgement The authorswould like to acknowledgeDIKTI of the National EducationDepartmentfor providingfundthroughfundamental researchgrantunderconhactNo. 0l0iSP3/PP/DP2Mlll/2006. References Baker, D.A., A Finite ElementStudy of Stressesin SteppedSptinedShaftsand Partially Splinned tU ShaftsunderBending,Torsion,and CombinedLoadings.MSc Thesis,Virginia PolytechnicInstitute andStateUniversity,1999. Benham,P.P.,R.J. Crawford,and C.G. Armstrong,Mechanicsof Engircering Materials, second I2l edition.LongmanGroupLimited,UK, 1996 Cook, R'D., and W.C. Young, AdvancedMechanicsof Materials, secondedition. Prentice-Hall l3l InternationalInc., 1999. 14] Den Hartog,J.P.,AdvancedStrengthof Materials.McGraw-HillBook Company,New York, 1952. Feese,T., and C. Hill, Guidelinesfor PreventingTorsionalVibrationPromlemsin Reciprocating t5l Machinery.Proceedings of GasMachineryConference, Nashville,Tennessee, USA, 2002. t6] Kang, M.K., R. Huang, and T. Knowless,Torsional Vibration of Circular Elastic Plates with Thickness Steps.IEEE Transactions on Ultrasonics,Ferroelectric, andFrequencyControl,2005. Kim, Y.Y., andJ.H. Kim, J.H., StressArwlysisof a SteppedShafiunderRemoteTension.Quarterly t7l Journalof AppliedMathematics, Vol. 48,pp.517- 530,1995. Response and Intensityof TorsionalVibrationin a Stepped t8] Pan, J.Q., et. al., Three-Dimensional Shaft.Journalof SoundandVibration,Yo\.236, pp. I I 5 - 128,2000. R.E.,SrressConcentration Factors.JohnWiley & Sons,lnc, 1974. t9] Peterson, tl0l Popov,E.P.,Mechanicsof Materials,secondedition.Prentice-HallInc.,New Jersey,USA, 1978. [l l] Roark, R.J., and W.C. Young, Formulafor Stressand Strain, fifth edition. McGraw-Hill Book Company, New York, 1975. tl2l Saeed,M., Finite ElementAnalysis (Theory and Application with ANSYS).Minnesota State University,Mankato,USA, 1987. t13l Timoshenko,5.P.,Mechanicsof Materials,third SI edition.StanleyThornes(Publisher)Limited, 1998. [14] Timoshenko,S.P., and J.N. Goodier, Theory of Elasticity, third edition, McGraw-Hill Book Company,New York, 1970. ll5] Yusron,N., FractureAnalysisof a SquareShaft OutputLow SpeedReducer6f Mill and Diffuser Stationof SugarCaneIndustryof PT BungaMryang of North Lampung(ln Indonesia).StudentJob TrainingReport,Department of MechanicalEngineering, Universityof Lampung,2004.
TM02-7
