alat uji impak helm tipe horisontal -...

51
ANALISA KETIDAKPASTIAN ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL Oleh: BERTHY PELASULA 2107 205 003 Prof. Dr-Ing. Ir. I MADE LONDEN BATAN, M-Eng. . PROGRAM MAGISTER BIDANG KEAHLIAN SISTEM MEKANIKAL JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2010 UJIAN TESIS PADA BIDANG KEAHLIAN SISTEM MANUFAKTUR 2010

Upload: duongdang

Post on 04-Mar-2018

238 views

Category:

Documents


4 download

TRANSCRIPT

Page 1: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

ANALISA KETIDAKPASTIAN ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL

Oleh: BERTHY PELASULA

2107 205 003

Prof. Dr-Ing. Ir. I MADE LONDEN BATAN, M-Eng. .

PROGRAM MAGISTER BIDANG KEAHLIAN SISTEM MEKANIKAL

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

2010

UJIAN TESIS PADA BIDANG KEAHLIAN SISTEM MANUFAKTUR 2010

Page 2: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

batang ulir

dinding pelontar

rangka

pipa pengarah

sensor dudukan kepala uji

pegas

plat penahan dp

batang penahan dp

penumbuk

karet penahan dp

baut pendorong dp

dudukan sensor

dudukan pipa pengarah

kepala uji

accelerometer

Alat uji impak helm tipe horisontal

Page 3: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

LATAR BELAKANG

1. Alat uji impak helm tipe horisontal telah dibuat.

2. Belum dilakukan analisa ketidakpastian.

3. Setiap alat uji/ukur harus diketahui nilai ketidakpastiannya.

Page 4: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

RUMUSAN MASALAH

Dari latar belakang di atas:

1. Bagaimana menentukan faktor-faktor penyebab ketidakpastian.

2. Bagaimana menentukan nilai ketidakpastian.

3. Bagaimana menghitung nilai ketidakpastian.

Page 5: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Batasan Masalah

Rancang bangun alat uji tidak dibahas secara detail.

Untuk menganalisa ketidakpastian menggunakan data eksperimen.

Tidak membahas sensor.

Page 6: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Tujuan dan Manfaat Penelitian

2. Menghitung nilai ketidakpastian dari alat uji impak helm.

1. Mengetahui dan menganalisa faktor-faktor yang mempengaruhi ketidakpastian.

Tujuan:

Manfaat :

Apabila nilai ketidakpastian dari alat uji impak helm diketahui maka dapat digunakan sebagai alat uji impak helm standar

Page 7: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

1. Setiap alat uji harus dilengkapi nilai ketidakpastian(Guide to the expression of uncertainty in measuremant )

TINJAUAN PUSTAKA

2. Sudah banyak peneliti melakukan penelitian tentang ketidakpastian, antara lain: Staudt(1993:ketebalan), Suryawan (2000:Beberapa alat ukur) ,Arif(2004:keselindrisan), Martina(2008:

sabuk helm)

Page 8: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

LANDASAN TEORI

Ketidakpastian pengukuran merupakan suatu ekspresi fakta bahwa untuk measurand tertentu, hasil pengukurannya tidak berupa satu nilai melainkan nilai dengan jumlah tak terbatas yang tersebar sebagai kompensasi dari adanya kesalahan random dan sistematik (ISO Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement).

Page 9: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Estimasi Kesalahan Random

Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari kesalahan total,

sehingga bisa mempunyai nilai yang berbeda-beda pada setiap pengukuran.

N

i

iXN

X1

1

21

2

1

)(1

1

N

i

ix XXN

S

Rata-rata Sampel.

Standar deviasi

Distribusi t

S

XXt i

ii XX tSP Ketidakpastian

Random.

Page 10: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Estimasi Kesalahan Sistematik

Kesalahan sistematik merupakan kesalahan yang selalu konstan dari kesalahan total

1

1 11

222 2J

i

J

ik

ikki

J

i

iir BBB

L

kiik BBB1

)()(

ki

rki

X ,

,

dimana:

Page 11: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Ketidakpastian Total dari Suatu Variabel Pengukuran

Untuk mendapatkan keseluruhan ketidakpastian, harus

didekati dengan menggabungkan estimasi ketidakpastian

random dan ketidakpastian sistematik.

Ketidakpastian standar gabungan:

222

iBC SSui

Ketidakpastian Bentangan:

U% = t%uC

Page 12: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Metode Penelitian

MULAI

Studi Literatur

Analisa Komponen Alat Uji

Identifikasi Variabel-Veriabel yang Mempengaruhi Ketidakpastian

Penyusunan Model Persamaan Ketidakpastian

Semua variable teridentifikasi ?

Persamaan Ketidakpastian

ya

Tidak

Pengambilan dan Pengumpulan Data

Jumlah Data Cukup?

x

Tidak

Page 13: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Metode penelitan

Perhitungan ketidakpastian random

Perhitungan ketidakpastian sistematik

SELESAI

Perhitungan ketidakpastian bentangan alat uji

Kesimpulan

x

ya

Page 14: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

2 3 1. Kedudukan pegas tidak paralel

2.Perbedaan pengukuran oleh operator

3.Backless pada poros dan bush

4.Defleksi dinding pelontar

5.PerbedaanØ pipa pengarah dan penumbuk

Kesalahan-Kesalahan Pada Alat Uji

JENIS KESALAHAN

NAMA BAGIAN 3.Dinding Pelontar

4. Pipa pengarah dan Penumbuk 1.Grup Pegas

2.Poros ,Bush dan pengunci

4

1

Page 15: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Cara pengambilan data defleksi pegas

Pegas di ukur sebelum ditarik (A)

Pegas diukur setelah ditarik(B)

Perbedaan defleksi : B-A = C

Page 16: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Baut diputar

Proses pengukuran defleksi pegas

Page 17: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Replikasi

Group A Group B

Displacement (mm)

25 30 35 25 30 35

1 15.72 20.52 24.82 19.82 24.18 29.14

2 16.72 20.62 24.10 19.78 23.90 29.70

3 16.12 20.34 24.82 19.88 24.06 29.44

4 16.00 20.46 25.00 20.38 24.92 28.80

5 16.06 20.50 25.12 19.08 24.78 28.80

6 16.08 20.40 25.04 19.28 24.52 29.82

7 15.96 20.44 24.95 19.62 21.18 29.75

8 15.94 20.52 25.10 19.67 23.89 29.56

9 16.02 20.38 25.12 19.62 24.14 29.86

10 15.94 20.60 24.78 19.55 24.32 29.83

Data Defleksi pegas

Page 18: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

25 mm 30 mm 35 mm

OPERATOR

A DAN B

OPERATOR

A DAN B

OPERATOR

A DAN B

PEGAS

A A B B

PEGAS

A A B B

PEGAS

A A B B

Cara pengukuran oleh operator

SELISI PENGUKURAN OPERATOR

A dan B

Page 19: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Baut diputar

Proses pengukuran defleksi pegas

OAB OAB

Page 20: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Replikasi Displacement pegas (mm)

25 30 35

Pegas A B A B A B

Operator A B A B A B A B A B A B

1 0.38 0.33 0.26 0.27 0.29 0.29 0.26 0.29 0.23 0.21 0.23 0.21

2 0.30 0.37 0.27 0.22 0.24 0.27 0.23 0.31 0.27 0.24 0.27 0.24

3 0.34 0.35 0.17 0.20 0.23 0.31 0.24 0.29 0.28 0.28 0.28 0.28

4 0.33 0.37 0.32 0.29 0.27 0.31 0.27 0.30 0.25 0.26 0.25 0.26

5 0.29 0.42 0.28 0.31 0.30 0.32 0.25 0.33 0.26 0.25 0.26 0.25

6 0.27 0.39 0.14 0.17 0.25 0.29 0.27 0.29 0.25 0.28 0.25 0.28

7 0.36 0.37 0.19 0.21 0.25 0.28 0.30 0.27 0.24 0.27 0.24 0.27

8 0.34 0.29 0.23 0.24 0.21 0.33 0.29 0.28 0.28 0.28 0.28 0.28

9 0.38 0.38 0.12 0.1 8 0.28 0.25 0.24 0.30 0.29 0.24 0.29 0.24

10 0.36 0.35 0.26 0.28 0.24 0.26 0.26 0.28 0.28 0.25 0.28 0.25

Data Ketelitian Pengukuran Oleh Operator

Page 21: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Cara pengambilan data Backless

pada poros pengunci

Sebelum

backless(A)

Sesudah

backless(B)

Backless : A – B = C

Page 22: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Baut diputar

Proses pengukuran beckless

O:AB

Plat pengunci

Baut dikendorkan

Page 23: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Reflikasi Displacement (mm)

25 30 35

Pegas A B A B A B

1 3.03 1.84 1.2 0.81 1.06 1.01

2 3.62 1.34 1.3 0.90 1.05 1.02

3 3.86 1.90 1.6 0.84 1.03 1,01

4 3.18 1.42 1.0 0.88 1.07 0.99

5 3.58 1.60 1.5 0.86 1.04 1.02

6 3.24 1.45 1.3 0.89 1.06 1.05

7 3,37 1.76 1.6 0.89 1.03 1.03

8 3.43 1.31 1.3 0.91 1.05 1.01

9 3.72 1.68 1.1 0.87 1.07 0.98

10 3.63 1.87 1.5 0.88 1.04 1.02

Data backless pada poros pengunci dan bush

Page 24: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Cara Pengukuran Defleksi Dinding Pelontar

Keterangan 1. Jangka sorong 2. Dinding pelontar 3. Plat Perata

Data : Sesudah defleksi dikurangi sebelum defleksi

Page 25: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Baut diputar

Proses pengukuran dinding pelontar

Ukur tebal dinding pelontar dan plat perata(1)

Ukur tebal dinding pelontar dan plat perata(2)

Page 26: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Replikasi Displacement pegas (mm)

25 30 35

1 0.90 1.02 1.08

2 0.98 1.02 1.08

3 0.88 1.04 1.10

4 0.82 1.04 1.10

5 0.87 1.04 1.12

6 0.80 1.03 1.11

7 0.88 1.04 1.10

8 0.89 1.04 1.11

9 0.81 1.04 1.12

10 0.90 1.04 1.15

Data Pengukuran Defleksi Dinding Pelontar

Page 27: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Pengaruh kesalahan pada gaya dan percepatan

F = k . Δx Perubahan jarak(Δx)pada pegas

terhadap gaya

cos

.xkF Kedudukan pegas miring

m

Fqa . Gaya terhadap percepatan

E = G + F + H + X +P Persamaan Kesalahan(error)

Page 28: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Ketidakpastian Random

Ketidakpastian Sistematik

Perhitungan Ketidakpastian

22 /7,1682 smB E

Ketidakpastian Bentangan

P2E = 134,94 + 353,67 + 66,85 + 31,33 + 0

= 586,8 m/s2

pXHFGE PPPPPP 222222

U95% = ( B2i + P2

i)½

= ( 1682,7 + 24,223955)

=

= 47,639270m/s2

5,2269

Sehingga bila nilai tersebut dikonversikan ke standard

,American Society for Testing and Materials(ASTEM) untuk

percepatan impak helm, dimana 1 G

= 9,81 m/s2, maka:

GU 856195,481,9

639270,47

Ketidakpastian Alat Uji Impak Helm

Page 29: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Penutup

Kesimpulan: 1. Ketidakpastian disebabkan oleh faktor-faktor sebagai berikut: a. Perbedaan defleksi pegas pada grup pegas A, maupun grup pegas B. b. Defleksi dinding pelontar terjadi setelah dioperasikan alat uji impak helm secara berulang-ulang. c. Backless yang terjadi pada poros pengunci dan bush karena pengaruh suaian antara poros dan pengunci yang menyebabkan bush yang merupakan penahan plat pengunci tidak berada tepat pada dinding pelontar. d. Perbedaan ketelitian pengukuran oleh operator. 2. Dari hasil pengukuran dan perhitungan ketidakpastian diperoleh nilai ketidakpastian alat uji impak helm sebesar : ±4,856195G

S a r a n : Untuk menjaga agar tidak terjadi defleksi pada dinding pelontar maka pengaturan displacement pegas tidak boleh lebih 35 mm

Page 30: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

SEKIAN DAN TERIMA KASIH

Page 31: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari
Page 32: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari
Page 33: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari
Page 34: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari
Page 35: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari
Page 36: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Gambar alat uji impak helm

Page 37: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Kecep. Penumbuk Menumbuk Helm

Snell : “Energi saat menumbuk permukaan helm 110 J “

m

Ev k2

2 .1106,63 /

5m s

Diketahui:

Massa peluru, m = 5 kg

Energi saat menumbuk helm, E = 110 Joule

Kecepatan saat menumbuk helm, v1' = 6.63 m/s

Kecepatan Penumbuk saat mengenai helm

Page 38: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Kecepatan Awal Penumbuk

m1

v1 = …? v’1 = 6,63 m/s

m1

s = 0,4 m

fs

2 2

1 1

1 1'

2 2mv mv mgs

Diketahui

Massa penumbuk, m = 5 kg

Kecepatan akhir penumbuk, v'1 = 6.63 m/s

koefisien gesek, μ = 0.2

jarak tempuh penumbuk, s = 0.4 m

Kecepatan awal penumbuk, v1 = 7 m/s

Page 39: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Percepatan yang Diperoleh dari Pegas

v1 = 7 m/s a = ….?

s = 35 mm

FLECE

FLECE

PENUMBUK PENUMBUK

2 2

3

7

2 2.35.10

tva

s

Jarah tempuh flece, s = 35 mm

Kecepatan akhir flece (penumbuk), v1 = 7 m/s

Percepatan flece (penumbuk), a = 700 m/s

Page 40: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Kekakuan Pegas untuk percep.700 m/s^2

a = 700 m/s^2

k = …?

x = 35 mm

m1

m1

m2

m2

massa penumbuk, m1 = 5 kg

massa flece, m2 = 7 kg

percep. flece (penumbuk), a = 700 m/s2

displacement pegas, x = 35 mm

Kekakuan pegas, k = 240000 N/m

1 2( ).m m ak

x

Page 41: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Perancangan Sebuah Pegas

Direncanakan:

Kekakuan 1 pegas:

Jumlah pegas 6 buah

240000

6 40000 N/m

Diameter wire, d = 7 mm

Diameter besar, D = 39 mm

Jumlah lilitan, n = 10 buah

Modulus geser, G = 79,3 GPa

Panjang pegas, Lo = 14 cm

Pegas yang dipilih:

3

4

8

.

nD

dGk = 40122 N/m

xkF = 1404 N/m

Page 42: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Tegangan pada Pegas

Kekakuan pegas, k = 40122 N/m

Displacement pegas, x = 35.00 mm

Gaya pada pegas, F = 1404 N

Diameter wire, d = 7 mm

Diameter pegas, D = 39 mm

Jumlah lilitan, n = 10 buah

Modulus geser, G = 7.93E+10 N/m^2

Radius hook, r1 = 18 mm

Radius hook, r2 = 14 mm

C1 = (2r1/d) = 5.1

Faktor koreksi tegangan, KA = 1.17

C2 = (2r2/d) = 4.0

Faktor koreksi tegangan, KB = 1.25

Tegangan tarik pegas, σA = 0.952 GPa

Tegangan geser pegas, τB = 0.508 GPa

Tegangan yang bekerja pada pegas

Page 43: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Analisis Kegagalan Pegas

Karena: σA < σi dan τB< τi, maka pegas dalam kondisi aman.

Material: OQ & T wire

(ASTM No.A229), dengan:

Diameter wire, d = 7 mm

Nilai A = 1855 MPa.mm^m

= 1855000000 Pa.mm^m

Nilai m = 0.187

Tegangan ultimate pegas, Sut = 1289171157 Pa

= 1.3 GPa

Besar tegangan luluh pegas, Sy = 0.967 GPa

Besar tegangan geser pegas, Sys = 0.580 GPa

Jika faktor keamanan, SF = 1

Tegangan tarik izin, σi = 0.967 GPa

Tegangan geser izin pegas, τi = 0.580 GPa

Analisis kegagalan pegas:

Page 44: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Diketahui:

Massa penumbuk, m1 = 5 kg

Massa helm, m2 = 0.85 kg

Kecep. Penumbuk di permukaan helm, v1' = 6.63 m/s

Kecep. penumbuk bersama helm, v = 5.67 m/s

Kecepatan peluru bersama helm (v)

Kecep. Penumbuk Bersama Helm

Page 45: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Peak Acceleration

d, t = ?

1 2

k

m m

a = v.ω

a

vvt

'1

k m1

m2

Headform

v

v’1 a = …?

Diketahui: Kecep.saat menumbuk, v'1 = 6,63 m/s

Massa penumbuk, m1 = 5 kg

Massa helm, m2 = 0.85 kg

Kekakuan busa helm, k = 4500 N/m

Kecep. Peluru bersama helm, v = 5.67 m/s

Frekuensi natural, ω = 27.74 rad/s

Percep. maks. pada headform, apeak = 157.24 m/s^2

= 16.0 g

Durasi waktu impak, t = 6.1 ms

Displacement helm dengan peluru, d = 0.61 mm

sin( )v

d t

Page 46: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Accelerometer (ACC103)

Spesifikasi accelerometer: Frequency Response: 1 Hz to 10 kHz (up to ±10% rated output shift)

Rated Output: 10 mV/g nominal @ 100 Hz

Frequency Range: 2 Hz to 10 kHz (up to ±5% rated output shift)

Amplitude Range: ±500 g peak

Amplitude Linearity: ±2% up to 500 g peak

Bias Voltage: 10 V nominal

Weight: 15 g (0.05 oz) nominal (without cable)

Material: Stainless steel

Page 47: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Alat uji impak yang ada (standar)

Standar Snell

Standar DOT

Standar SII

Page 48: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Oleh : Bambang Heru Susanto,ST,MT

Page 49: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari
Page 50: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

7 TAHAP UJI HELM

Uji impak (Impact test): mengetahui energi yang diserap helm atau energi

yang diteruskan ke kepala

Positional Stability (Roll-Off test): mengetahui kestabilan posisi helm di

kepala saat terjadi benturan

Chin Bar test: mengetahui kekuatan pelindung dagu.

Shell Penetration test: mengetahui ketahanan helm

terhadap tusukan.

Faceshield Penetration test: mengetahui ketahanan

penutup muka terhadap penetrasi/tusukan.

Dynamics Retentional test: mengetahui kekuatan helm

terhadap gaya sobek/putus sabuk dagu Chin

Flame Resistance test: mengetahui ketahanan helm

terhadap api.

Page 51: ALAT UJI IMPAK HELM TIPE HORISONTAL - digilib.its.ac.iddigilib.its.ac.id/public/ITS-Undergraduate-12406-Presentation.pdf · Kesalahan Random adalah komponen yang selalu acak dari

Kriteria Helm Lulus Uji Impak

1. Percepatan impak < 300 G (Snell)

2. Gaya yang diteruskan oleh helm < 2000 kgf (SII)

Catatan: 1G = 9,81 m/s2