desain enjiniring-4

DESAIN ENJINIRING

Prof.Ir.Sasi Kirono,MScProf.Ir.Sasi Kirono,MSc

SINOPSISSINOPSISMata kuliah Mata kuliah Desain Enjiniring Desain Enjiniring pada Jurusan pada Jurusan Magister Teknik Mesin diharapkan agar Magister Teknik Mesin diharapkan agar peserta mampu menerapkan , analisis dan peserta mampu menerapkan , analisis dan evaluasi pada bidang desain enjiniring evaluasi pada bidang desain enjiniring meliputi rancang bangun dan rekayasa , meliputi rancang bangun dan rekayasa , keputusan dan simulasi untuk mendapatkan keputusan dan simulasi untuk mendapatkan optimisasi desain faktor keamanan kekuatan optimisasi desain faktor keamanan kekuatan struktur . Melalui analisa pemilihan material, struktur . Melalui analisa pemilihan material, interaksi material,proses dan desain mampu interaksi material,proses dan desain mampu merencana , menganalisa kerusakan dan merencana , menganalisa kerusakan dan kegagalan serta mengintegrasikan desain kegagalan serta mengintegrasikan desain enjiniring. Melalui kuliah tatap muka, tugas enjiniring. Melalui kuliah tatap muka, tugas dan pendalaman materi sengga peserta dan pendalaman materi sengga peserta manpu mensintesa dan mengevaluasi bidang manpu mensintesa dan mengevaluasi bidang Desain Enjiniring Desain Enjiniring

DESAIN ENJINIRINGKode Mata Kuliah Kode Mata Kuliah : MU 1 , SKS : 2: MU 1 , SKS : 2Dosen Dosen : : Prof.Ir.Sasi Kirono,MScProf.Ir.Sasi Kirono,MSc

DR.Ing. Putu Santika DR.Ing. Putu Santika Jurusan Jurusan : Magister Teknik: Magister Teknik Mesin Mesin Referensi:Referensi:1.1. George E. Dieter, George E. Dieter, Engineering DesignEngineering Design (New Delhi. London: (New Delhi. London:

Mc.Graw Hill, 1983)Mc.Graw Hill, 1983)2.2. Ray C. Johnson,Ray C. Johnson,Optimum Design of MechanicalOptimum Design of Mechanical Element Element (New (New

York: Yohn Wiley&Son.Inc.,1976) York: Yohn Wiley&Son.Inc.,1976) 3.3. Warren J Luzadder,pe, Warren J Luzadder,pe, Fundamentals of EngineeringFundamentals of Engineering D D ( London: ( London:

Prentice Hall,Inc,1981)Prentice Hall,Inc,1981)4.4. Herman Herman Roloff,Wilhelm Matek, Matek,Machinen ElementeMachinen Elemente

(Braunsweig:Friedr Vieweg&Son, 1980)5.5. Gustav Nieman,Gustav Nieman,Machinen ElementMachinen Elementee (New York: Springer Verlag,

1998)6. Myer Kutz,Handbook of Materials Selection ( New York: John

Wiley&Sons,Inc.,2002)

MinggMinggu Ke-u Ke-

Kemampuan akhir Kemampuan akhir yang diharapkan yang diharapkan TIKTIK

Materi pembelajaranMateri pembelajaran Bentuk Bentuk pembelapembelajaranjaran

KriteriKriteria a nilai/bnilai/bobotobot

TugTugasas

RefereReferensinsi

11Agar peserta Agar peserta memahami disiplin memahami disiplin rancang bangun rancang bangun dan rekayasa dan rekayasa

Pendahuluan, disiplin rancang Pendahuluan, disiplin rancang bangun dan rekayasa, organisai, bangun dan rekayasa, organisai, product life cycle teknologi, product life cycle teknologi, forecasting & innovationforecasting & innovation

Tatap Tatap Muka Muka LCDLCD

C2C2 BacBacaa

1 Bab 1 Bab 11

2 Bab I 2 Bab I 5 5

22 Agar peserta Agar peserta menerapkan menerapkan proses desain pada proses desain pada rekayasa dan rekayasa dan rancang bangun rancang bangun

Konsep proses desain, Feesibility Konsep proses desain, Feesibility Study, Preliminary Desain, Detail Study, Preliminary Desain, Detail Desain, Pembuatan Pegas , Desain, Pembuatan Pegas , Distribusi,Penggunaan Produk, CAD-Distribusi,Penggunaan Produk, CAD-CAMCAM


C3C3 BacBaca a InerInernertnert

1 Bab 1 Bab 22

2Bab 2Bab 44

3 Bab 3 Bab 11

33 Agar peserta Agar peserta memahami teori memahami teori keputusan dan keputusan dan model simulasimodel simulasi

Konsep analisis keputusan creative Konsep analisis keputusan creative problem solving, Model matematis, problem solving, Model matematis,

simulasi dan skala, model geometrisimulasi dan skala, model geometri


C2C2 BacBaca a InterInternetnet

IBab IBab 3,43,4

22

44 Agar peserta Agar peserta memahamimemahami

optimisasi desainoptimisasi desain

Konsep optimisasi linner Konsep optimisasi linner programing, Metode optimum programing, Metode optimum desain, faktor keamanan kekuatan desain, faktor keamanan kekuatan dan analisa tegangandan analisa tegangan

Tatap Tatap MukaMuka

LCDLCD

PresentaPresentasisi

C2 C2 BacBaca a InterInternerner

1 Bab 1 Bab 55

22

Satuan Acara Perkuliahan

TIU : Agar peserta mampu menerapkan, anakisa dan evaluasi pada rancang bangun,Rekayasa, teori keputusan dan simulasi, optimisasi desain, pemilihan material,

Interaksi material, proses&desain , project planning&analisa kerusakan, proses&test

55 Agar peserta Agar peserta menganalisa menganalisa pemilihan materialpemilihan material

Pemilihan material , sifat material Pemilihan material , sifat material (mekanis ) dan metode ekonomis (mekanis ) dan metode ekonomis desain biaya & karakteristik desain biaya & karakteristik materialmaterial


C4C4 Baca Baca InterInternetnet

1 Bab 61 Bab 6

55

66

66 Agar peserta Agar peserta mensintesa interaksi mensintesa interaksi material, proses dan material, proses dan desaindesain

Desain proses, casting, forging, Desain proses, casting, forging, machining, sheetmetal, machining, sheetmetal, powdermetalurgy, welding, heat powdermetalurgy, welding, heat treatment, fatigue, corrosion, treatment, fatigue, corrosion, plastic, residual stress, Assemblyplastic, residual stress, Assembly

Tatap Tatap Muka Muka PresentPresentasi LCDasi LCD

C5C5 BacaBaca

InterInternet net Pa Pa perper

1 Bab 71 Bab 7

55

77Agar peserta Agar peserta memahami project memahami project planning dan failure planning dan failure analysis analysis

Bar Chart, Critical Path Methode, Bar Chart, Critical Path Methode, Analisa kerusakan & kegagalan Analisa kerusakan & kegagalan (failure analysis), tipemode (failure analysis), tipemode kerusakan dan jenis beban kerusakan dan jenis beban


C2C2 Baca Baca InterInternetnet

1 Bab 1 Bab 10,1310,13

88 Agar peserta Agar peserta mensintesa mensintesa &mengintegrasikan &mengintegrasikan pengetahuan pengetahuan rancang bangun dan rancang bangun dan rekayasarekayasa

Mengintegrasikan konsep desain, Mengintegrasikan konsep desain, detail desain & desain proses & detail desain & desain proses & metode, test dan operationmetode, test dan operation


PresentPresentasiasi

C5C5 Baca Baca InterInternet net Pa Pa perper

66

99UTSUTS Ujian Ujian

TulisTulis

1100

Agar peserta Agar peserta mendalami mendalami preliminary desainpreliminary desain

Proses desainProses desain TCTC

1111

Agar peserta Agar peserta mendalami mendalami optimisasi optimisasi

Memahami optimisasi desain Memahami optimisasi desain TCTC

1122

Agar peserta Agar peserta mendalami mendalami pemilihan materialpemilihan material

Menganalisa pemilihan material Menganalisa pemilihan material dengan merode ekonomi desain dengan merode ekonomi desain manufakturmanufaktur

TCTC

1133

Agar peserta Agar peserta mendalami material, mendalami material, proses dan desainproses dan desain

Mensintesa material proses desain Mensintesa material proses desain manufaktur pengaruh fatifue, korosi manufaktur pengaruh fatifue, korosi dan perakitandan perakitan

TCTC

1144

Agar peserta Agar peserta mendalami analisa mendalami analisa kerusakan dan kerusakan dan kegagalan kegagalan

Memahanianakisa kerusakan dan Memahanianakisa kerusakan dan kegagalan dalam kegagalan dalam proyect planningproyect planning

TCTC

1155

Agar peserta Agar peserta mensintesa proses mensintesa proses desaindesain

Mengintegrasikan proses desain Mengintegrasikan proses desain metode test dan operasi metode test dan operasi

TCTC

1166

UASUAS Ulian Ulian TulisTulis

Spektrum Fungsi Spektrum Fungsi

REKAYASAREKAYASA(Engineering(Engineering))• PengembanganPengembangan• DESAIN DESAIN (rancang (rancang

bangun)bangun)

• Produksi& Produksi& KonstruksiKonstruksi

• Riset Riset • Operasi & Operasi &

PerawatanPerawatan• Pemasaran Pemasaran • MenejemenMenejemen

Pung

gunaan ILM

U P

EN

GETA

HU

AN

AD

MIN

ISTR

ASI &

KEU

AN

GA

N

Latar Belakang IdentifikasiKebutuhan

KONSEPAnalisa Kelayakan

Produksi

PRODUK

OPTIMAL

PERAN ENJINIRINGPERAN ENJINIRING

DORONGAN INTELEKTUAL

BERPIKIR KREATIP

MOTIVASI PELAYANAN

SERTIFIKASI

Spektrum TeknologiSpektrum Teknologi

membangun merawat operasi & testmembangun merawat operasi & test pelaksanaan pelaksanaan

perkiraanperkiraan menggambar teknisi teknologi rekayasa perekayasa peneliti

KEAHLIAN KONSEP

Tahapan Rancang BangunTahapan Rancang Bangun• Phase Product LifePhase Product Life

CycleCycle

• PendahuluanPendahuluan

• PertumbuhanPertumbuhan

• KejenuhanKejenuhan

• PenurunanPenurunan

penju

ala

n

waktu

Setiap produk melalui siklus mulai lahir produk sampai tingkat pertumbuhan , menjadi periode relatif stabil , kemudian menurun

PHASE SEBELUM PEMASARAN PHASE PHASE SEBELUM PEMASARAN PHASE PEMASARANPEMASARAN

R&D

Studi Pemasaran

Penjualan

Waktu

Keu

ntu

ngan

PHASE SEBELUM PEMASARAN PHASE PEMASARANPHASE SEBELUM PEMASARAN PHASE PEMASARAN

• Gagasan (Gagasan (IdeaIdea))

• Evaluasi gagasanEvaluasi gagasan

• Studi KelayakanStudi Kelayakan

• Penelitian & Penelitian & PengembanganPengembangan

• Pemasaran produkPemasaran produk

• Produk mulaProduk mula

• Pengujian pasarPengujian pasar

• Produksi komersialProduksi komersial

• Awal produk Awal produk

• Pengembangan pasarPengembangan pasar

• Pertumbuhan cepatPertumbuhan cepat

• Pasaran yang bersaingPasaran yang bersaing

• MaturityMaturity

• PenurunanPenurunan

AKTIVITAS INOVASI TEKNOLOGIAKTIVITAS INOVASI TEKNOLOGI

• Spesifikasi Kebutuhan PasarSpesifikasi Kebutuhan Pasar

• Ide ProdukIde Produk

• PengembanganPengembangan

• Percontohan dan Uji CobaPercontohan dan Uji Coba

• KomersialisasiKomersialisasi

DESAIN ENJINIRINGDESAIN ENJINIRING

• PROSES DESAIN PROSES DESAIN

INFORMASI SPESIFIK

INFORMASI UMUM

PELAKSANAAN DESAIN KELUARAN

EVALUASI

PERBANDINGAN METODA PERBANDINGAN METODA ILMIAH & METODA DESAINILMIAH & METODA DESAIN• METODE ILMIAHMETODE ILMIAH

PENGETAHUAN YANG SUDAH ADA

TELAAH TEORITIS

HIPOTESA

ANALISA LOGIKA

PENGUJIAN

KO

MU

NIK

AS

I

METODA DESAINMETODA DESAINKONDISI PRODUK YANG SUDAH ADA

S/D SEKARANG

IDENTIFIKASIKEBUTUHAN

KONSEP DESAIN

ANALISA KELAYAKAN

PRODUKSI

DA

PA

T D

ITE

RIM

A

Komunikasi dalam DesainKomunikasi dalam Desain

• Studi KelayakanStudi Kelayakan

• Desain AwalDesain Awal

• Detail desainDetail desain

• Perencanaan& Perencanaan& PembuatanPembuatan

• Perencanaan DistribusiPerencanaan Distribusi

• Perencanaan Perencanaan PenggunaanPenggunaan

• IstirahatIstirahat

Sasaran, kebutuhan, solusi evaluasi, realisasi,ekonomi& keuangan

Sasaran kuantitatif , desain unjuk kerja& biaya Tujuan pengembangan,diskripsi uji produk&

gambar kerja

Jig& fixture, rencana produksi,kontrol produksi,

kontrol kualitas, sistim kontrol kualitas, standar

waktu & biaya buruh, kontrol operasi manufaktur

Distribusi efektif utk konsumen, keberhasilan

ekonomi desain pemasaran produk, unjuk kerja

Perlindungan konsumen& keamana produk

Umur penggunaan

DESAIN ENJINIRINGDESAIN ENJINIRING

PreliminaryDesain

PengembananDesain

Manufaktur Operasi Penggunaan

Kriteria Desain

Dasar teori Analis

a

Material

& proses

Inspeksi& perawatan

Dasar

pengalaman

Pengujian Kontrol Kualitas

Perbaikan&

Penggantian

Keb

utu

han

kon

sum

en

Isti

rah

at

PERANCANGAN & ANALISIS PERANCANGAN & ANALISIS STRUKTURSTRUKTUR

• BebanBeban ( (Load)Load)

• Rangka- FrameRangka- Frame

• Structural ResponsesStructural Responses

• Local EffectsLocal Effects

• MaterialMaterial

• Failure TheoriesFailure Theories

• Failure ModesFailure Modes

LOADLOAD RANGKA- RANGKA- FRAMEFRAME

• StaticStatic

• DynamicDynamic

• OperationalOperational

• EnvironmentalEnvironmental

STRUCTURALSTRUCTURAL RESPONRESPON

• Force: Force:

AxialAxial,,Shear,Bending Shear,Bending Momen,Torsi,Stress,StraiMomen,Torsi,Stress,Strain,Mohr,Displacement,Vin,Mohr,Displacement,Vi

brasi,Energybrasi,Energy

• Plate- Sheell Plate- Sheell • ContinumContinum

LOCAL LOCAL EFFECTEFFECT

• NotchNotch• CrackCrack

MATERIALMATERIAL FAILURE FAILURE THEORIETHEORIE• Tanpa cacatTanpa cacat• MetalMetal• CompositesComposites• Ductile Ductile • BrittleBrittle

• TrescaTresca• Hencky Hencky • Modified MohrModified Mohr

• FAILURE FAILURE MODESMODES• StaticStatic• FatigueFatigue• Static InstabilityStatic Instability• Dynamic ResponseDynamic Response• Dynamic InstabilityDynamic Instability

Perancangan konstruksi Perancangan konstruksi ringanringan

LoadsLoads: Stress-Time History: Stress-Time History

Static & Operation LoadStatic & Operation Load

Envelope DiagramEnvelope Diagram

Lingkaran MohrLingkaran Mohr

Lingkaran Mohr 3 dimLingkaran Mohr 3 dim

Komponen kaitKomponen kait

RangkaRangka

KONSEP ANALISA KEPUTUSAN KONSEP ANALISA KEPUTUSAN KREATIFKREATIF

• Mengembangkan Mengembangkan sikap kreatifsikap kreatif• Keterbukaan imajinasiKeterbukaan imajinasi• Memunculkan kreativitasMemunculkan kreativitas• Mengembangkan Mengembangkan

pemikiran pemikiran • Keputusan yang tepatKeputusan yang tepat• Pembatasan permasalahanPembatasan permasalahan

• InvensiInvensi• Kombinasi sederhana Kombinasi sederhana & multi& multi• Konsep hemat tenaga kerjaKonsep hemat tenaga kerja• Pemecahan masalah Pemecahan masalah

langsunglangsung• Adaptasi prinsip lama pada Adaptasi prinsip lama pada

capaian problem lama hasil capaian problem lama hasil baru baru

• Aplikasi prinsip lama padaAplikasi prinsip lama pada problem lamaproblem lama• Aplikasi prinsip baru pada Aplikasi prinsip baru pada

penggunaan barupenggunaan baru• Penyaringan yang terbaik Penyaringan yang terbaik

Kritis, Ide Fokus, Pemikiran Ide

Bersama,Kemungkinan tercapai tujuan

PROSES PEMECAHAN MASALAHPROSES PEMECAHAN MASALAH

DefinisiMasalah

PengambilKeputusan Analisis Keputusan

Akibat Tindakan

Tekanan

Organisasi

Data&

Informasi

Logis&

matematis

Resolusi konflik

Umpan balik& data baru

Sifat Personil

PersepsiPrinsip ilmu

Resiko

Ekonomi

Hasi

l

Pen

garu

h

Luar

Permasalahan Proses Permasalahan Proses DesainDesain

• Wilayah masalahWilayah masalah

• PengelolaanPengelolaan

• Pernyataan masalahPernyataan masalah

• Penanganan kelolaPenanganan kelola

• Pernyataan KerjaPernyataan Kerja

• PerencanaanPerencanaan

• RancanganRancangan

• PelaksanaanPelaksanaan

PeralatanLaporan

Usulan (Proposal)

MODEL & SIMULASIMODEL & SIMULASIKomponen Pembangkit Tenaga UapKomponen Pembangkit Tenaga Uap

• Sifat Model ProsesSifat Model Proses • Model Tenaga UapModel Tenaga Uap

SISTIM

Masukan

Keluaran

Faktor Lingkungan

PembangkitTenaga

Batu

BaraListri

k

KOMPONEN PEMBANGKIT KOMPONEN PEMBANGKIT TENAGATENAGA

RuangBakar

KetelUap

Turbin Uap

GeneratorBatu Bara

Listrik

Kalor Kalor Kalor Kalor

SISTIM PEMBANGKIT BATU SISTIM PEMBANGKIT BATU BARABARA

RuangBakar

Ketel Pipa Turbin Kondensor

Masukan Generator Pendingin

Stuck Pemanas

Pompa

Batu bara

GasAir

Air

Uap

Uap

Pompa

Air

A panas A dingin

Kabut

Air ListrikBatu bara

Sisa gas

Abu

OPTIMASI DESAINOPTIMASI DESAIN

• Optimisasi EvolusiOptimisasi Evolusi

• Optimisasi intuisiOptimisasi intuisi

• Optimisasi Model Optimisasi Model ( Trial Error)( Trial Error)

• Optimisasi Numerik Optimisasi Numerik

Simple Method, Newton Raphson, Simple Method, Newton Raphson, Structural Optimization, Johson,s Structural Optimization, Johson,s MODMOD

FAKTOR KEAMANANFAKTOR KEAMANAN

• Tegangan yang terjadi < Tegangan yang terjadi < Tegangan yang diijinkanTegangan yang diijinkan

• Tegangan ijin adalah Tegangan ijin adalah σσijin ijin

= = σσyieldyield / SF / SF• Konsentrasi teganganKonsentrasi tegangan SSmaxmax= Kt . P/A Kt =faktor konsentrasi tegangan P = gaya aksialP = gaya aksial A = luas penampangA = luas penampang• Sensitifitas TakikSensitifitas Takik q = Kq = Kff-1/K-1/Ktt-1-1 KKff= 1+ q(K= 1+ q(Ktt-1)-1)

P

P

Persamaan Soderberg

• 1/N=S1/N=Smm/S/Syy+S+Svv/S/Srr

sv

sm

Soderberg

Goodman

Patah

KARAKTERISASI MATERIAL KARAKTERISASI MATERIAL LOGAMLOGAM• STRUKTURSTRUKTUR

• Ikatan AtomIkatan Atom

• Cacat StrukturCacat Struktur

• Mikro StrukturMikro Struktur

• Makro StrukturMakro Struktur

• Kinerja Operasi Kinerja Operasi PenggunaanPenggunaan

• TeganganTegangan

• KorosiKorosi

• TemperaturTemperatur

• RadiasiRadiasi

• VibrasiVibrasi

Sifat Material

ILMUMATERIAL

MATERIALTEKNIK

Ekonomi

Dimensi,Proses,

Kebutuhan metal, kuantitas

Metode

Cost-UnjukKerja

Berat,Kekuatan,Kerusakan

MATERIAL TEKNIKLOGAM

KERAMIK POLIMER

FERRO

NON FERRO

Logam&Bukan Logam Termo Plastic&Termo Setting

Komposit Komposit

Komposit

SIKLUS MATERIALSIKLUS MATERIAL

PROSES PEMILIHAN PROSES PEMILIHAN MATERIALMATERIAL

• Analisis Kebutuhan Analisis Kebutuhan MaterialMaterial

• Penyaringan Bakal Penyaringan Bakal MaterialMaterial

• Pemilihan Bakal Pemilihan Bakal MaterialMaterial

• Pengembangan Pengembangan Data DesainData Desain

• Verifikasi&OperasiVerifikasi&Operasi

• Sifat Kritis MaterialSifat Kritis Material

• Material Yang DipilihMaterial Yang Dipilih

• AnalisaProduk&KinerjAnalisaProduk&Kinerjaa

Biaya PabrikasiBiaya Pabrikasi• Pengukuran statistikPengukuran statistik• Uji &AnalisaRusakUji &AnalisaRusak

LOGAM dan PADUANLOGAM dan PADUANJenisJenis Kuat TarikKuat Tarik

σσu ( MPa)u ( MPa)KeuletaKeuletann

(%)(%)

Titiik Titiik CairCair

(o C)(o C)

KekerasanKekerasan

HB(Brinell)HB(Brinell)

Besi&BajBesi&Bajaa

BC BC KelabuKelabu

BC PutihBC Putih

BajaBaja

110-207110-207

310310

276-2070276-2070

0-10-1

0-10-1

15-2215-22

13701370

13701370

14251425

100-150100-150

450450

110-500110-500

Bukan Bukan BesiBesi

AluminiumAluminium

TembagaTembaga

MagnesiuMagnesiumm

Seng(tuanSeng(tuang)g)

TitanTitan

NikelNikel

83-31083-310

345-689345-689

83-34583-345

48-9048-90

552-1034552-1034

414-1103414-1103

10-3510-35

5-505-50

9-159-15

2-102-10

--

15-4015-40

660660

10801080

650650

785785

18001800

14501450

30-10030-100

50-10050-100

30-6030-60

80-10080-100

158-266158-266

90-25090-250

Bahan Bukan LogamBahan Bukan Logam

• AnorganikAnorganik

• Mineral Mineral

• SemenSemen

• KeramikKeramik

• GelasGelas

• GrafitGrafit

• OrganikOrganik

• PlastikPlastik

• Produk Minyak BumiProduk Minyak Bumi

• KayuKayu

• KertasKertas

• KaretKaret

• KulitKulit

Bijih LogamBijih LogamJanis LogamJanis Logam Bijih& SusunanBijih& Susunan TempatTempatAluminiumAluminium

BesiBesi

Timah Timah

SengSeng

TembagaTembaga

Nikel Nikel

BauksitBauksit

& diaspor& diaspor

Mematit,Magnetit,Mematit,Magnetit,SideritSiderit

KaseritKaserit

SpalentSpalent

Kalkosit,BornitKalkosit,Bornit

Sulfida,PentlanditaSulfida,Pentlandita

IndonesiaIndonesia

USA,India,AustrlUSA,India,Austrl

Indonesia,MalayisIndonesia,Malayisiaia

USAUSA

Zambia,USA,IndsZambia,USA,Inds

Canada,IndonesiCanada,Indonesi

BAJA KARBON & BAJA BAJA KARBON & BAJA PADUANPADUAN• BK Rendah BK Rendah

(< 0,3% C)(< 0,3% C)

• BK SedangBK Sedang

(0,3<C<0,7)(0,3<C<0,7)

• BK TinggiBK Tinggi

(0,7<C<1,4)(0,7<C<1,4)

• B Paduan B Paduan RendahRendah

( < 8 % )( < 8 % )

• B Paduan TinggiB Paduan Tinggi

( > 8 % )( > 8 % )

ULETKEKERASAN

TAHAN KOROSISUHU

BUTIR HALUS

Paduan NonFerroPaduan NonFerro

• Paduan AluminiumPaduan Aluminium Al-Cu,Al-Mg,Al-SiAl-Cu,Al-Mg,Al-Si• Paduan Paduan MagnesiumMagnesium Mg-AlMg-Al• PaduanPaduan Titanium Titanium• Paduan TembagaPaduan Tembaga Cu-Zn – kuninganCu-Zn – kuningan (brass)(brass) Cu-Sn – perungguCu-Sn – perunggu Perunggu+Al,Mn,Pb,Zn->Perunggu+Al,Mn,Pb,Zn-> Aluminium PerungguAluminium Perunggu• Paduan Cu-Ni-> Perak nikelPaduan Cu-Ni-> Perak nikel (10-30%Ni, 5%Zn+Cu)(10-30%Ni, 5%Zn+Cu)• Constantan (45% Ni,55%Constantan (45% Ni,55% Cu)Cu)

• Paduan Cu lainnya :Cu-Paduan Cu lainnya :Cu-Al,Al,

Cu-Cd,Cu-Si&Cu-BeCu-Cd,Cu-Si&Cu-Be Paduan NikelPaduan Nikel Z (Al Z (Al

4,5%,)4,5%,) Monel Monel

(67%Ni,30%Cu+sisa)(67%Ni,30%Cu+sisa) Nikel ChromNikel Chrom Hastelloy B (Ni+Mo)Hastelloy B (Ni+Mo) Hastelloy C(Ni-Mo-Cr-W)Hastelloy C(Ni-Mo-Cr-W) Inconel X (Ni-Cr-Ti) Inconel X (Ni-Cr-Ti) – –

sudu Turbinsudu Turbin Cobal,Chrom,Molibden,TCobal,Chrom,Molibden,T

ungstenungsten (Wolfram) (Wolfram) – temperatur – temperatur

tinggitinggi

Struktur LogamStruktur Logam

Klasifikasi BajaKlasifikasi Baja

BAJA PEGASBAJA PEGAS

Baja Tahan KaratBaja Tahan Karat

Baja Tahan Karat Fe- CrBaja Tahan Karat Fe- Cr

Baja PerkakasBaja Perkakas

Baja perkakas HSSBaja perkakas HSS

PEMILIHAN MATERIALPEMILIHAN MATERIAL

KARAKTERISTIK MATERIALKARAKTERISTIK MATERIAL

MATERIALMATERIAL

SIFAT MEKANISSIFAT MEKANIS

• Tegangan YieldTegangan Yield σσYY

Batas Elastis dimana Batas Elastis dimana bahan mengikuti bahan mengikuti hukum Hooke hukum Hooke σσ= E.= E.εε

• Tegangan Ultimate Tegangan Ultimate σσuu

Tegangan maximum yang dapat ditahan oleh bahan

• Pengurangan luas q = (Ao- Af)/ Aox 100%

• Keuletan Keuletan εε , Regangan , Regangan maksimum bahan maksimum bahan dapat ditahan oleh dapat ditahan oleh bahanbahan

• Tegangan patah Tegangan patah σσf f , Tegangan bahan sampai patah

KUAT TARIK

KUAT TARIKKUAT TARIK

σ

ε

σ=K εn

σ

ε

Besi tuang

Baja

Aluminium

Diagram GoodmanDiagram Goodman

Karakteristik struktur bajaKarakteristik struktur baja

Karakteristik bahan paduan Karakteristik bahan paduan nonferrononferro

Karakteristik bahan teknikKarakteristik bahan teknik

SIFAT KELELAHANSIFAT KELELAHAN

Creep & Stress RuptureCreep & Stress Rupture• Kekuatan Kekuatan CreepCreep adalah adalah

tegangan yang tegangan yang mengakibatkan mengakibatkan kecepatan regangan kecepatan regangan tertentu, biasanya tertentu, biasanya 0,0001% perjam atau 0,0001% perjam atau 0,001% perjam0,001% perjam

• Kekuatan Kekuatan RuptureRupture adalah tegangan yang adalah tegangan yang diberikan pada bahan , diberikan pada bahan , pada temperatur pada temperatur tertentu sehingga tertentu sehingga mengakibatkan umur mengakibatkan umur tertentu umpama tertentu umpama 100,1000 atau 10000 100,1000 atau 10000 jamjam

e

waktu

σ1

σ2

σ3

KetangguhanKetangguhan

KUAT IMPACTKUAT IMPACT

PERLAKUAN PANASPERLAKUAN PANAS

• PengerasanPengerasan

( ( HardeningHardening))

• Penemperan Penemperan

((TemperingTempering))

• AnilAnil

((AnnealingAnnealing))

• PenormalanPenormalan

( ( NormalizingNormalizing))

TTT & CCT DiagramTTT & CCT Diagram

• TTT DiagramTTT Diagram • CCT DiagramCCT Diagram

Ausforming Temper Ausforming Temper

Korosi GalvanicKorosi Galvanic

DIAGRAM FASADIAGRAM FASA

Diagram KeseimbanganDiagram Keseimbangan

Besi CorBesi Cor

Struktur Mikro Besi CorStruktur Mikro Besi Cor

KEKERASANKEKERASAN

Perbandingan KekerasanPerbandingan Kekerasan

KEKERASAN

Kekerasan merupakan suatu

tahanan dari bahan terhadap deformasi

plastis atau perubahan bentuk

yang tetap

Metode: Goresan

Skala Mohs. Shore Scleroscope,

8 PROSES MANUFAKTUR8 PROSES MANUFAKTUR• PROSESPROSES• PENGECORAN (casting)PENGECORAN (casting)

• PEMBENTUKAN(DeformaPEMBENTUKAN(Deformasi)si)

• PERMESINANPERMESINAN

• POLIMERPOLIMER

• POWDERPOWDER

• SAMBUNGANSAMBUNGAN

• PERLAKUAN PERLAKUAN PANAS&PENGERASANPANAS&PENGERASAN

• PERAKITANPERAKITAN

• MATERIALMATERIAL

• Metal, plastik,gelasMetal, plastik,gelas

• Metal formingMetal forming

• Bubut,Milling,grindingBubut,Milling,grinding

• Injection moldingInjection molding

• Metal, keramik,polimerMetal, keramik,polimer

• Las,solder,keling,baut,lLas,solder,keling,baut,lemem

• Pengerasan,temper,norPengerasan,temper,norm-alizing&anil, m-alizing&anil, carburizingcarburizing

Proses PENGECORANProses PENGECORAN

Metode PengecoranMetode Pengecoran

TEMPATEMPA

PERMESINANPERMESINAN

Pahat BergerakPahat Bergerak

Benda kerja berputarBenda kerja berputar

BAHAN PLASTIKBAHAN PLASTIK

KERAMIKKERAMIK(STRUKTUR)(STRUKTUR)

BAHAN KERAMIKBAHAN KERAMIK

Proses Keramik -Tekan TiupProses Keramik -Tekan Tiup

Proses Proses drawing sheet glassdrawing sheet glass keramikkeramik

BAHAN KOMPOSITBAHAN KOMPOSIT

PENGELASANPENGELASAN

Masukan panasMasukan panas

Baja konstruksiBaja konstruksi

Kekuatan elektroda lasKekuatan elektroda las

KORELASI BEBAN , STRUKTUR KORELASI BEBAN , STRUKTUR & MATERIAL& MATERIAL

• BebanBeban ( (Load)Load)

• Rangka- FrameRangka- Frame

• Structural ResponsesStructural Responses

• Local EffectsLocal Effects

• MaterialMaterial

• Failure TheoriesFailure Theories

• Failure ModesFailure Modes

LOADLOAD RANGKA- RANGKA- FRAMEFRAME

• StaticStatic

• DynamicDynamic

• OperationalOperational

• EnvironmentalEnvironmental

STRUCTURALSTRUCTURAL RESPONRESPON

• Force: Force:

AxialAxial,,Shear,Bending Shear,Bending Momen,Torsi,Stress,StraiMomen,Torsi,Stress,Strain,Mohr,Displacement,Vin,Mohr,Displacement,Vi

brasi,Energybrasi,Energy

• Plate- Sheell Plate- Sheell • ContinumContinum

LOCAL LOCAL EFFECTEFFECT

• NotchNotch• CrackCrack

MATERIALMATERIAL FAILURE FAILURE THEORIETHEORIE• Tanpa cacatTanpa cacat• MetalMetal• CompositesComposites• Ductile Ductile • BrittleBrittle

• TrescaTresca• Hencky Hencky • Modified MohrModified Mohr

• FAILURE FAILURE MODESMODES• StaticStatic• FatigueFatigue• Static InstabilityStatic Instability• Dynamic ResponseDynamic Response• Dynamic InstabilityDynamic Instability

Static & Operation LoadStatic & Operation Load

RangkaRangka

Struktur RangkaStruktur RangkaFaktor- faktor yang mempengaruhi Faktor- faktor yang mempengaruhi strukturstruktur

Structural ResponStructural Respon -External -External Load: Load: Distribusi beban sayap, shear force, bending Distribusi beban sayap, shear force, bending momen, Variasi bending momen dengan konsumsi momen, Variasi bending momen dengan konsumsi bahan bakarbahan bakar

Internal LoadInternal Load

Internal LoadInternal Load

• PPcrcr= = ππ22EI/LEI/L22

Stress PatternStress Pattern

• Gaya aksialGaya aksial

• 1,27x 101,27x 102 2 N/cmN/cm22

• Momen lenturMomen lentur

• Hertz contactHertz contact

Strong Stress PatternStrong Stress Pattern

Lingkaran MohrLingkaran Mohr

Lingkaran Mohr 3 dimLingkaran Mohr 3 dim

Lenturan pada batangLenturan pada batang

LOCAL EFFECTSLOCAL EFFECTS

LubangLubang dan retak pelatdan retak pelat

Faktor konsentrasi Faktor konsentrasi tegangantegangan

SCFSCF

SCF Distribusi teganganSCF Distribusi tegangan

SCF – Pengaruh notchSCF – Pengaruh notch

CRACKCRACK

• Faktor intensitasFaktor intensitas

tegangan(SIF)tegangan(SIF)

KKII==ββбб((ππa)a)½½

untuk modus Iuntuk modus I

Crack – statik pada pelat tak kaku Crack – statik pada pelat tak kaku

((unstiffened)unstiffened)

Project Planning - Project Planning - Critical Path MethodeCritical Path Methode

CPMCPM

Kriteria Desain Kriteria Desain FatigueFatigue

• Infinite Life DesignInfinite Life Design

• Safe Life DesignSafe Life Design

• Fail Safe DesignFail Safe Design

• Damage Tolerance DesignDamage Tolerance Design

Komunikasi DesignKomunikasi Design

Sumber Sumber Kode Kode Pesan Pesan

Umpan Umpan SaluranSaluran

balikbalik

Penerima Pesan KodePenerima Pesan Kode

Step Penulisan LaporanStep Penulisan Laporan

• Rencana Penulisan (Plan)Rencana Penulisan (Plan)

• Outline LaporanOutline Laporan

• Penulisan (Write)Penulisan (Write)

• Perbaikan (Edit)Perbaikan (Edit)

• Penulisan Kembali (Rewrite)Penulisan Kembali (Rewrite)

desain enjiniring-4

Documents