uji tegangan (stress) pada engine stand trainer …
Post on 15-Nov-2021
3 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Volume 07, Nomor 1, Edisi April 2019
15
PolhaSains
UJI TEGANGAN (STRESS) PADA ENGINE STAND TRAINER HINO 6 SILINDER
MENGGUNAKAN APLIKASI AUTODESK FUSION 360
Febril Arif Bumilimantara, Raybian Nur
Program Studi D3 Teknik Otomotif Politeknik Hasnur Hasnur
Jl. Brigjend H. Hasan Basri, Handil Bakti Ray V, Kec. Alalak, Kab. Barito Kuala, Prov.
Kalimantan Selatan, Indonesia
Email : febrilais11@gmail.com, raybianbyan@gmail.com
ABSTRAK
Pada proses pembuatan engine stand faktor yang mempengaruhi kekuatan alat yaitu tegangan
dan yang terpenting adalah faktor keamanan. Untuk melakukan pengujian menggunakan
sofware tidak menerlukan langkah yang sulit. Pertama membuat model alat yang ingin di uji,
masuk ke proses simulasi, pertama harus melilih material yang ingin digunakan, menentukan
constraint, beban, dan solve untuk penyelesaian simulasi. Berdasarkan permasalan yang ada,
maka analisa Uji Tegangan (Stress) Pada Engine Stand Trainer Hino 6 Silinder
Menggunakan Aplikasi Autodesk Fusion 360 bertujuan untuk mempermudah pekerjaan yang
berhubungan dengan perhitungan analisa mekanika bahan secara spesifik dan terperinci, serta
belajar meningkatkan keterampilan menggambar dan mendesain suatu alat. Dari hasil
perhitungan simulasi tegangan pada material iron cast sebesar 305,2 Mpa dan nilai minimum
3,265E-04 Mpa. material Steel Carbon sebesar 315,8 Mpa dan nilai minimum 4,704E-04
Mpa. material Stenlees Steel sebesar 312,3 Mpa dan nilai minimum 4,252E-04 Mpa.
Kata kunci : engine stand, software, simulasi, tegangan, material, constraint, solve
PENDAHULUAN
Seiring dengan perkembangan
teknologi yang sangat maju khususnya di
dunia otomotif hal ini dapat terlihat oleh
banyaknya peralatan yang di ciptakan
untuk memudahkan bagi penggunanya,
alat yang sering di gunakan adalah Engine
Stand.
Engine stand merupakan sebuah
alat sebagai dudukan khusus mesin
kendaraan yang dikeluarkan dari bodi
mobil sehingga mesin dalam keadaan
terbuka terlihat dari luar. Dalam penelitian
ini yaitu uji tegangan pada Engine Stand
Trainer Dino 6 Silinder yang berada di
bengkel Politeknik Hasnur.
Peralatan yang berhubungan
dengan mesin biasanya dilakukan
pengujian dengan memberikan gaya
dengan besaran tertentu untuk mengetahui
sejauh mana alat tersebut mampu untuk
menahan gaya yang di berikan. Pada
penelitian kali ini yaitu untuk mengetahui
besaran tegangan (stress) yang terjadi pada
tiap-tiap titik yang diberi gaya dengan
menggunakan software enginnering.
Tegangan adalah kondisi dimana suatu
benda yang melakukan perlawanan bahan
yang diterima dari luar.
Pada penelitian ini software yang
digunakan adalah Autodesk Fusion 360.
Beberapa metode yang dilakukan untuk
melakukan pengujian, metode simulasi
merupakan salah satu metode yang paling
mudah dilakukan karena pada metode ini
untuk mengetahui nilai tegangan pada alat
dapat diketahui lebih cepat. Oleh karena
itu, diperlukan bantuan perangkat lunak
(software) yang mampu menganalisa gaya
statis suatu model. Desain struktur
komponen dapat dirancang, disimulasikan,
dan dianalisis dengan bantuan software.
Volume 07, Nomor 1, Edisi April 2019
16
PolhaSains
METODE PENELITIAN
Waktu yang dibutuhkan dalam uji
tegangan pada Engine Stand Trainer Hino
dari gambar perancangan, pembuatan
simulasi dengan software dan pembuatan
Laporan Tugas Akhir diharapkan dapat
selesai tidak kurang dari tiga bulan.
Adapun alat-alat yang diperlukan
dalam uji tegangan pada Engine Stand
Trainer Hino yaitu: 1. Alat tulis 2.
PC/Laptop 3. Alat ukur. Adapun bahan
yang diperlukan dalam penelitian ini yaitu
sebuah engine stand trainer Hino 6
silinder yang sudah ada di bengkel
Politeknik Hasnur.
Dalam penelitian yang akan
dilakukan kali ini menggunakan metode
perbandingan perhitungan manual dan
aplikasi Autodesk Fusion. Adapun yang
akan diteliti yaitu untuk mengetahui
besaran nilai tegangan, regangan,
displacement dan nilai faktor keamanan
pada Engine Stand Trainer Hino 6 silinder.
Tahap Perancangan dan simulasi
Tahap awal penyiapan bahan yaitu
pengumpulan data untuk mengatahui
ukuran dimensi sesuai alat yang ada dan
menggambar model dalam bentuk 3D
.Dalam desainnya menggunanakan
software Autodesk Fusion 360.
Gambar 1. Model 3D engine stand
Setelah masuk dengan metode
simulasi yang dipilih, selanjutnya
pemilihan material sesuai yang di
inginkan. Selanjutnya masuk ke menu
constraints untuk menentukan Titik
pegangan (Fixed Constrain) adalah tempat
barang dikunci dudukannya sehingga tidak
bisa bergerak ke mana-mana, titik
pegangan engine stand berada pada 6
buah roda stand. Selanjutnya menentukan
titik tumpuhan pada desain yang ingin di
uji. Untuk menentukan tumpuhan pilih
structur load pada menu load.
Gambar 2. Pemberian Beban
Pilih letak tumpuhan pada empat
komponen benda bebas. Setelah tumpuhan
sudah di atur lalu masuk ke proses
pemberian gaya (load) pada keempat
tumpuan mesin. Di asumsikan bahwa berat
pada mesin yaitu sebesar 565 kg atau
sebesar 5540 N, dan setiap tumpuhan
dibagi 4 yaitu masing – masing dua titik
tumpuhan bagian belakang dan dua titik
tumpuhan bagian depan. Setelah itu masuk
ke menu solve atau penyelesaian proses
simulasi tunggu beberapa detik hasil
simulasi akan keluar berupa gambar dan
angka.
Gambar 3. Penyelesaian Simulasi
Tahap Analisa dan Kesimpulan
Analisa dilakukan untuk
mengetahui nilai besaran tegangan dari
masing-masing komponen engine stand
trainer Hino itu sendiri. Analisa bisa
dilakukan apabila sudah ditentukan arah
gravitasi, menentukan nilai beban (load),
constraint, meshing dan material serta
jenis kontak dari masing-masing
Volume 07, Nomor 1, Edisi April 2019
17
PolhaSains
komponen. Hasil dari simulasi selanjutnya
dijadikan satu sehingga mudah dalam
mengetahui engine stand trainer Hino
yang mengalami tegangan minimum dan
maksimum.
beberapa tahapan dalam uji
tegangan pada engine stand trainer Hino 6
silinder untuk memperoleh hasil maksimal
sebagai berikut : Start, Pengumpulan Data
dan Informasi, Penyediaan Alat dan
Bahan, Perancangan Gambar 2D dengan
software Autodesk Fusion 360, Pembuatan
simulasi dengan Software Autodesk Fusion
360, Analisa dan Pembahasan,
Kesimpulan, Finish.
Gambar 4. Blog Diagram pengerjaan
HASIL DAN PEMBAHASAN
dilihat bentuk dari Engine Stand
dimana terdapat 4 pilar berdiri dengan
posisi masing – masing 2 dibagian
belakang dan 2 di bagian depan, diatasnya
memiliki dudukan mesin atau engine
mounting dan menggunakan 6 buah roda
dibagian bawah sebagai penyangga.
Gambar 5. Desain 3D Engine Stand
Dari gambar 5 panjang
keseluruhan dari engine stand hino adalah
1897 mm dan tinggi keseluruhan 1011
mm. Untuk tinggi pilar bagian belakang
dudukan mesin adalah 500 mm lebih
tinggi daripada ukuran pilar depan yaitu
400 mm. Untuk ukuran roda adalah
berdiameter 100 mm.
Gambar 6. Desain 2D Engine Stand
Spesifikasi Material
Material yang digunakan pada
simulasi di asumsikan memakai 3 sampel
yaitu Besi cor (Iron, cast), Baja Karbon
(Steel, carbon), Baja Stenlees (Stainless
Steel, ). Dan untuk material karet pada
Engine mounting dan roda menggunakan
material Rubber.
Gambar 7. Properties Material iron cast
Gambar 8. Properties Material steel
carbon
Volume 07, Nomor 1, Edisi April 2019
18
PolhaSains
Gambar 9. Properties Material
stainleessteel
Gambar 10. Properties Material Rubber
Menentukan Berat Mesin
Berat beban pada mesin Hino 6
Silinder di asumsikan adalah 565kg atau
sebesar 5540 N dalam keadaan berat
kering. Pada keadaan sebenarnya, mesin
terisi dengan oli maka berat mesin
bertambah 25.5 Liter atau sekitar 25 kg.
Untuk tumpuhan bagian belakang
mesin terdapat 2 pilar, pada proses
simulasi setiap pilar dibebani 1385 N.
Untuk tumpuhan bagian depan juga
terdapat 2 pilar, dikondisikan pilar bagian
depan menerima berat lebih besar maka
setiap pilar dibebani 1397,5 N
Hasil Simulasi Material Iron Cast, Steel
carbon, stainless steel
Tegangan
Gambar 11. Hasil simulasi pilar belakang
Gambar 12. Hasil simulasi pilar depan
Gambar 13. Hasil simulasi pilar belakang
Volume 07, Nomor 1, Edisi April 2019
19
PolhaSains
Gambar 14. Hasil simulasi pilar depan
Gambar 15. Hasil simulasi pilar belakang
Gambar 16. Hasil simulasi pilar depan
Dimana nilai tegangan maksimum
dan minimum secara keseluruhan yang
dihasilkan dari material iron cast pada
engine stand adalah seperti pada gambar 8
dan 9. Nilai maksimum sebesar 305,2 MPa
dan nilai tegangan minimum sebesar
3,265E-04 Mpa. material steel carbon
pada engine stand adalah seperti pada
gambar 10 dan 11. Nilai maksimum
sebesar 315,8 MPa dan nilai tegangan
minimum sebesar 4,704E-04 Mpa.
material stainlees steel pada engine stand
adalah seperti pada gambar 12 dan 13.
Nilai maksimum sebesar 312,3 MPa dan
nilai tegangan minimum sebesar 4,252E-
04 Mpa.
Displacement
Displacement adalah nilai dari
perubahan bentuk dari suatu part atau
benda dari bentuk awalnya, baik berubah
bentuk maupun ukurannya karena terkena
beban dari luar. Hasil simulasi
menunjukkan bahwa nilai deformation
max secara keseluruhan pada bagian
engine stand adalah 9,15 mm. Bagian
displacement terbesar semuanya berada
pada bagian atas engine mounting.
Gambar 17. Hasil simulasi pilar belakang
Gambar 18. Hasil simulasi pilar depan
Volume 07, Nomor 1, Edisi April 2019
20
PolhaSains
Gambar 19. Hasil simulasi pilar belakang
Gambar 17. Hasil simulasi pilar belakang
Gambar 18. Hasil simulasi pilar belanag
Gambar 19. Hasil simulasi pilar depan
Berdasarkan hasil simulasi pada
gambar 4.32 dan gambar 4.33
menampilkan nilai displacement pada pilar
belakang dan depan dengan
perbedaan warna yang berbeda –
beda. Warna merah menunjukan bagian
atau sisi engine stand dengan nilai
displacement tertinggi dan warna biru
dengan nilai terendah.
Hasil simulasi menunjukkan bahwa
nilai deformation max secara keseluruhan
pada bagian engine stand adalah 9,2 mm.
Bagian displacement terbesar semuanya
berada pada bagian atas engine mounting.
Regangan
Gambar 20. Hasil simulasi pilar belakang
Volume 07, Nomor 1, Edisi April 2019
21
PolhaSains
Gambar 21. Hasil simulasi pilar depan
Gambar 22. Hasil simulasi pilar belakang
Gambar 23. Hasil simulasi pilar depan
Gambar 24. Hasil simulasi pilar belakang
Gambar 25. Hasil simulasi pilar depan
Dari hasil simulasi menunjukkan
nilai regangan pada engine stand secara
keseluruhan. Bagian engine stand yang
terjadi regangan terbesar dominan berada
pada bagian karet engine mounting dan
roda.
Safety Factor
Safety factor atau angka keamanan
merupakan salah satu hal menentukan
apakah suatu konstruksi itu aman atau
tidak. Kontruksi dikatakan aman jika nilai
dari lebih dari 1. Safety Factor merupakan
perbandingan antara tegangan ijin bahan
dengan tegangan yang terjadi. Untuk hasil
simulasi dari 3 sampel material yaitu iron
cast nilai minimumnya adalah 2,484,
material steel carbon 1,108 dan material
stainless steel 0,8006.
Dari hasil simulasi maka didapat
rangkuman nilai max dan min tegangan,
regangan, displacement dan safety factor
secara keseluruhan pada engine stand
Volume 07, Nomor 1, Edisi April 2019
22
PolhaSains
dengan 3 sampel materil berupa tabel
berikut ini:
Keterangan: fs = Safety factor
YS = Yield Strength
DS = Design Stress
1. Engine stand dengan material iron cast
2. Engine stand dengan material steel
carbon
3. Engine stand dengan material stenless
steel
Dari hasil yang didapat bisa
disimpulkan bahwa engine stand yang di
asumsikan menggunakan material iron
cast dan steel carbon memiliki nilai faktor
keamanan lebih dari nilai 1, sehingga bisa
dikatakan aman untuk digunakan.
Sedangkan menggunakan material stenless
steel nilai faktor keamaan adalah dibawah
nilai 1 sehingga dikatakan tidak aman.
KESIMPULAN
Berdasar hasil analisis dan simulasi
dari Aplikasi Autodesk Fusion 360 maka
dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Dari hasil perhitungan simulasi
tegangan pada material iron cast
sebesar 305,2 Mpa dan nilai minimum
3,265E-04 Mpa. material Steel
Carbon sebesar 315,8 Mpa dan nilai
minimum 4,704E-04 Mpa. material
Stenlees Steel sebesar 312,3 Mpa dan
nilai minimum 4,252E-04 Mpa.
2. Titik terbesar terjadinya Displacement
pada ke tiga sampel material semua
berada pada bagian atas engine
mounting.
3. Titik terbesar terjadinya regangan
pada engine stand adalah pada bagian
karet mounting dan roda.
4. Dari hasil Nilai faktor keamanan
material iron cast dan steel carbon
aman digunakan pada desain engine
stand hino karena nilai keamanan
didapat adalah lebih dari nilai 1.
Sedangkan material steenless steel
tidak aman untuk desain engine stand
hino.
SARAN
Beberapa saran yang dapat
disampaikan oleh penulis dari hasil
penelitian ini antara lain:
1. Sebaiknya selalu menggunakan
aplikasi versi terbaru untuk
mendapatkan update seperti jenis
material terbaru di dalam aplikas agar
hasil yang lebih baik pada
perhitungan.
2. Dibutuhkan pengujian secara nyata
seperti uji tarik dan uji tekan untuk
membenarkan hasil dari perhitungan
dan simulasi ini.
lain yang lebih baik seperti ansys dan
inventor.
3. Pada penelitian selanjutnya bisa
difokuskan untuk mencari material
engine stand sesuai dengan material
sesungguhnya.
4. Penelitian selanjutnya yang serupa
bisa mencoba menggunakan software
lain yang lebih baik seperti ansys dan
inventor.
DAFTAR PUSTAKA
Akbar, Aidil (2015). Analisis Defleksi
Engine Stand Suzuki Vitara dengan
Metode Simulasi. Banjarmasin:
Politeknik Hasnur.
Vito, Raden (2016). Analisa dan
Perancangan Pembuatan Engine
Stand Transmisi Toyota Kijang 4K
dengan Menggunakan Software
Solidworks 2014. Yogyakarta:
Politeknik Muhammadiyah
Yogyakarta.
Pratama, R.H., Hartono, N.P., dan Robbi.
2015 Simulasi Pembuatan dan
Analisis Chasing Powerbank
Volume 07, Nomor 1, Edisi April 2019
23
PolhaSains
Berbasis Autodesk Inventor 3D.
Malang: Universitas Islam Malang.
Yusril, Irwan (2015). Metalurgi Fisik.
Bandung: Teknik Mesin Itenas.
Padirodikmoro, Widodo 2014. Analisis
tegangan Bahan. Yogyakarta:
Pustaka Belajar.
Prasetyo, Apri Joko (2010). Aplikasi
Metode Elemen Hingga (MEH)
Pada Struktur Rib Bodi Angkutan
Publik. Surakarta: Universitas
Sebelas Maret.
Website.http://ardiitats.blogspot.com/2017
/09/autodesk-fusion-360.html.
Diakses pada 5 Februari 2018 pukul
15:30.
Website. http://www.hino-
global.com/products/diesel_engines/
Engine_J08.html. Diakses pada 24
Juni 2018 pukul 14:30.
Fauzi, Helmi (2013). Analisa Tegangan
pada Frame Mobil Listrik Sinosi
Menggunakan Metode Elemen
Hingga. Jember: Universitas jember.
top related