Fakultas Teknik Mesin Skripsi Universitas Indonesia

Download Fakultas Teknik Mesin Skripsi Universitas Indonesia

Post on 30-Oct-2015

127 views

Category:

Documents

1 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

PERANCANGAN DAN PENGEMBANGAN ALAT UJI TARIK / TEKAN PORTABEL DENGAN DATA AKUISISI

TRANSCRIPT

<ul><li><p>i </p><p>PERANCANGAN DAN PENGEMBANGAN ALAT UJI </p><p>TARIK / TEKAN PORTABEL DENGAN DATA AKUISISI </p><p>TUGAS AKHIR </p><p>Oleh </p><p>SANDI SUFIANDI </p><p>04 04 22 041 9 </p><p>TUGAS AKHIR INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI </p><p>SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK </p><p>DEPARTEMEN TEKNIK MESIN </p><p>FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA </p><p>GASAL 2006/2007 </p></li><li><p>ii </p><p>PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR </p><p>Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa Tugas Akhir dengan judul : </p><p>PERANCANGAN DAN PENGEMBANGAN ALAT UJI TARIK / TEKAN </p><p>PORTABLE DENGAN DATA AKUISISI </p><p>yang dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada </p><p>program studi Teknik Mesin Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik </p><p>Universitas Indonesia, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan tiruan atau </p><p>duplikasi dari Tugas Akhir yang sudah dipublikasikan dan atau pernah dipakai </p><p>untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Indonesia </p><p>maupun di Perguruan Tinggi atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber </p><p>informasinya dicantumkan sebagaimana mestinya. </p><p> Depok, 29 Desember 2006 </p><p> Sandi Sufiandi, A.Md. </p><p> NPM 04 04 22 041 9 </p></li><li><p>iii </p><p>PENGESAHAN </p><p>Tugas Akhir dengan judul : </p><p>PERANCANGAN DAN PENGEMBANGAN ALAT UJI TARIK / TEKAN </p><p>PORTABLE DENGAN DATA AKUISISI </p><p>dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada </p><p>Program Studi Teknik Mesin Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik </p><p>Universitas Indonesia. Tugas Akhir ini telah diujikan pada sidang ujian Tugas </p><p>Akhir pada tanggal 29 Desember 2006 dan dinyatakan memenuhi syarat/sah </p><p>sebagai Tugas Akhir pada Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas </p><p>Indonesia. </p><p>Depok, 12 Januari 2007 </p><p>Dosen Pembimbing, </p><p>Prof. Dr. Ir. Tresna P. Soemardi, SE, MSi Ir. Wahyu Nirbito, MSME </p><p> NIP. 131 475 423 NIP. 131 472 308 </p></li><li><p>iv </p><p>UCAPAN TERIMA KASIH </p><p>Penulis mengucapkan terima kasih kepada : </p><p> Allah S.W.T. dan Nabi Muhammad S.A.W. Prof. Dr. Ir. Tresna P. Soemardi, SE, Msi dan Ir. Wahyu Nirbito, MSME </p><p>selaku dosen pembimbing yang telah bersedia meluangkan waktu untuk </p><p>memberi pengarahan, diskusi dan bimbingan serta persetujuan sehingga </p><p>Tugas Akhir ini dapat selesai dengan baik. </p><p> Ibunda Rd. Hj. Nelly Anita K. Ayahanda H. Dede Suparman Ir. Loekman Kartanagara (Alm.) dan H. A.Muayyad Abdul Muchsin (Alm.) </p><p>yang mengajari saya akan kerja keras dan kesederhanaan hidup. </p><p> Mahasiswa Ekstensi Mesin Angkatan 2004 dan Alumni Politeknik Manufaktur Bandung atas diskusi dan bantuan teknis. </p><p> Dan pihak-pihak yang tidak dapat saya sebutkan disini. </p></li><li><p>v </p><p>Sandi Sufiandi Dosen Pembimbing NPM 04 04 22 041 9 I. Prof. Dr. Ir. Tresna P. Soemardi, SE, MSi Departemen Teknik Mesin II. Ir. Wahyu Nirbito, MSME </p><p>PERANCANGAN DAN PENGEMBANGAN ALAT UJI TARIK / TEKAN PORTABLE DENGAN DATA AKUISISI </p><p>ABSTRAK </p><p>Pemahaman akan sifat material dalam dalam proses perancangan dan fabrikasi sangat penting sehingga untuk itu diperlukan perancangan dan penelitian dan pengembangan alat bantu agar proses belajar mahasiswa S1 Teknik Mesin dalam mata kuliah Material Teknik dapat lebih baik. Proses belajar akan lebih kuat menanamkan pengertian dan pemahaman dengan melakukan pengamatan langsung sifat mekanik bahan dengan menggunakan alat uji tarik portabel yang dilengkapi dengan data akuisisi sebagai salah satu pelengkap peraga demostrasi uji tarik untuk sebuah spesimen material pada mata kuliah material teknik Kata Kunci : Alat Uji Tarik, Data Akuisisi </p></li><li><p>vi </p><p>Sandi Sufiandi Counsellor NPM 04 04 22 041 9 I. Prof. Dr. Ir. Tresna P. Soemardi, SE, MSi Mechanical Engineering Department II. Ir. Wahyu Nirbito, MSME </p><p>DESIGN AND DEVELOPMENT OF PORTABLE TENSILE STRESS TEST BED WITH DATA ACQUISITION </p><p>ABSTRACT </p><p>Understanding of material properties in mechanical design and manufacturing are very important, therefore, design research and development of learning tool to fullfil learning process objective of Student at Mechanical Engineering in Engineering Material subject become better. Learning process will be better by implementing understanding and know-how by doing direct observation of mechanical material properties through portable tensile strength test bed with data acquisition as a tool for demonstrate tensile strength of a test piece in engineering material subject. Keyword : Tensile Strength Test, Data Acquisition </p></li><li><p>vii </p><p>DAFTAR ISI </p><p>PERANCANGAN DAN PENGEMBANGAN ALAT UJI TARIK / TEKAN </p><p>PORTABEL DENGAN DATA AKUISISI .............................................................. i </p><p>PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR...................................................... ii </p><p>PENGESAHAN ...................................................................................................... iii </p><p>UCAPAN TERIMA KASIH................................................................................... iv </p><p>ABSTRAK ................................................................................................................v </p><p>ABSTRACT............................................................................................................ vi </p><p>DAFTAR ISI.......................................................................................................... vii </p><p>DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. ix </p><p>DAFTAR TABEL.....................................................................................................x </p><p>DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................... xi </p><p>DAFTAR SINGKATAN ....................................................................................... xii </p><p>DAFTAR SIMBOL............................................................................................... xiii </p><p>BAB I PENDAHULUAN.........................................................................................1 </p><p>1.1 LATAR BELAKANG ............................................................................ 2 </p><p>1.2 PERMASALAHAN................................................................................ 2 </p><p>1.3 PEMBATASAN MASALAH................................................................. 2 </p><p>1.4 TUJUAN PENULISAN / PENELITIAN................................................ 2 </p><p>1.5 METODOLOGI PENULISAN / PENELITIAN .................................... 3 </p><p>1.6 SISTEMATIKA PENULISAN / PENELITIAN .................................... 3 </p><p>BAB II DASAR TEORI ...........................................................................................4 </p><p>2.1 PENGUJIAN KEKUATAN TARIK BAHAN ....................................... 4 </p><p>2.1.1 Bagian Mekanikal Alat Uji Tarik......................................................5 </p><p>2.1.2 Elemen Mesin yang Digunakan ........................................................7 </p><p>2.1.2.1 Ulir dan Mur Transportir............................................................. 7 </p><p>2.1.2.2 Bantalan Aksial ........................................................................... 7 </p><p>2.1.2.3 Tiang ........................................................................................... 7 </p><p>2.1.2.4 Baut Hexagonal........................................................................... 7 </p></li><li><p>viii </p><p>2.1.3 Spesifikasi Bahan yang Digunakan...................................................7 </p><p>2.1.3.1 Timah .......................................................................................... 7 </p><p>2.1.3.2 Baja (St 37-2) .............................................................................. 8 </p><p>2.1.4 Standard Spesimen ............................................................................8 </p><p>2.2 SENSOR &amp; KOMUNIKASI DATA ...................................................... 8 </p><p>2.2.1 Load Cells .........................................................................................9 </p><p>2.2.1.1 Spesifikasi Load Cell .................................................................. 9 </p><p>2.2.2 Mouse, Dial Gauge / Jangka Sorong sebagai Displacement Scale .11 </p><p>2.2.3 Communication Port .......................................................................12 </p><p>2.2.4 Akuisisi Data...................................................................................14 </p><p>BAB III PERANCANGAN, PENGEMBANGAN &amp; FABRIKASI ......................16 </p><p>3.1 PERANCANGAN ELEMEN MESIN ALAT UJI TARIK .................. 16 </p><p>3.1.1 Perhitungan Kekuatan Bahan..........................................................16 </p><p>3.1.1.1 Data Kekuatan Bahan Timah [Bargel, 1978][2] ....................... 16 </p><p>3.1.1.2 Data Kekuatan Bahan Aluminium [Matek, 1987][1]................ 16 </p><p>3.1.1.3 Tegangan Ijin Bahan ................................................................. 17 </p><p>3.1.1.4 Momen Torsi yang terjadi pada Spindel ................................... 17 </p><p>3.1.1.5 Momen Inersia Polar ................................................................. 17 </p><p>3.1.1.6 Tegangan Puntir yang terjadi terhadap Tegangan Ijin .............. 18 </p><p>3.1.1.7 Tegangan Tekan (Tarik) yang terjadi........................................ 18 </p><p>3.1.1.8 Tegangan Gabungan yang terjadi pada Spindel........................ 18 </p><p>3.1.1.9 Tingkat Kelendutan akibat Beban Tekuk.................................. 18 </p><p>3.1.1.10 Tegangan Tekuk dengan &lt; 105 untuk St 37-2 (Tetmajer). 19 3.1.1.11 Tingkat keamanan menerima keseluruhan beban ................. 19 </p><p>3.1.1.12 Ukuran Mur........................................................................... 19 </p><p>3.1.1.13 Ukuran ulir pengikat yang digunakan................................... 19 </p><p>3.2 Fabrikasi Elemen-Elemen Mesin &amp; Perakitan Alat .............................. 19 </p><p>3.3 Pengembangan alat................................................................................ 20 </p><p>BAB IV PENGUJIAN ............................................................................................21 </p><p>BAB V KESIMPULAN..........................................................................................27 </p><p>DAFTAR ACUAN .................................................................................................28 </p><p>LAMPIRAN...........................................................................................................29 </p></li><li><p>ix </p><p>DAFTAR GAMBAR </p><p>Gambar II.1 Bagian bagian dari alat uji tarik....................................................... 5 </p><p>Gambar II.2 Skema load cell................................................................................... 9 </p><p>Gambar II.3 6 pin mini-DIN male PS/2 connector at the mouse cable ............... 11 </p><p>Gambar 2.4 Socket pada Data Akuisisi ( 9 Pin Female D Sub )........................... 12 </p><p>Gambar II.5 Socket pada Load Cell pada 9 Pin Male D Sub................................ 13 </p><p>Gambar II.6 Socket 9 Pin Male D Sub yang dikoneksikan dengan Mouse PS/2. 14 </p><p>Gambar 2.7 Data Akusisi Biopac MP35............................................................... 15 </p><p>Gambar 2.8 Tampilan aplikasi data akusisi Biopac MP35 ................................... 15 </p><p>Gambar 3.1 Pengembangan akhir alat .................................................................. 20 </p><p>Gambar 4.1 Spesimen uji aluminium diameter 4 mm........................................... 21 </p><p>Gambar IV.2 Pencekaman bahan uji..................................................................... 21 </p><p>Gambar 4.3 Grafik Tegangan Output.................................................................... 22 </p><p>Gambar 4.4 Tegangan Tarik vs Elongasi.............................................................. 22 </p><p>Gambar 4.5 Gambar Perpatahan ........................................................................... 23 </p><p>Gambar IV.6 Pencekaman kawat tembaga menggunakan chuck bor .................. 23 </p><p>Gambar 4.7 Data grafis spesimen 1 ...................................................................... 24 </p><p>Gambar 4.8 Data grafis spesimen 2 ...................................................................... 24 </p><p>Gambar 4.9 Pencekaman kawat timah menggunakan chuck bor......................... 25 </p><p>Gambar IV.10 Data grafis spesimen 3 .................................................................. 25 </p><p>Gambar 4.11 Data grafis spesimen 4 .................................................................... 26 </p><p>Gambar 4.12 Data grafis spesimen 5 .................................................................... 26 </p></li><li><p>x </p><p>DAFTAR TABEL </p><p>Tabel II.1 Tabel Kekuatan Bahan St 37-2............................................................... 8 </p><p>Tabel 2.2 Koneksi pin-out mouse PS/2................................................................. 11 </p><p>Tabel II.3 Pin-Outs Kanal Masukan Data Akuisisi............................................... 12 </p><p>Tabel 2.4 Pin-Out Load Cell ................................................................................. 13 </p><p>Tabel II.5 Pin-Out Mouse PS/2 pada Socket 9 Pin Male D Sub ........................... 14 </p></li><li><p>xi </p><p>DAFTAR LAMPIRAN </p><p>Lampiran 1 A Low Cost Retrofit System for Digital Closed Loop Mechanical </p><p> Testing of Materials...29 </p><p>Lampiran 2 Gambar Teknik Alat Peraga Uji Tarik...........................................37 </p></li><li><p>xii </p><p>DAFTAR SINGKATAN </p><p>NA Not Available Tidak dipakai </p><p>FS Full Scale Beban Penuh </p><p>ID Internal Device </p><p>I2C Inter Integrated Circuit </p><p>SCL Serial Clock </p><p>SDA Serial Data </p></li><li><p>xiii </p><p>DAFTAR SIMBOL </p><p>Simbol Keterangan Dimensi </p><p>Rm Kekuatan tarik hingga batas plastis N/mm2 (MPa) </p><p>Re Kekuatan tarik hingga batas elastis N/mm2 (MPa) </p><p>Rp0,2 Kekuatan tarik hingga mulur 0,2% N/mm2 (MPa) </p><p>tarik Tegangan Tarik N/mm2 (MPa) tekan Tegangan Tekan N/mm2 (MPa) tekuk Tegangan Tekuk N/mm2 (MPa) geser Tegangan Geser N/mm2 (MPa) puntir Tegangan Puntir N/mm2 (MPa) v Faktor keamanan N/mm2 (MPa) </p><p>d2 Diameter tengah ulir mm </p><p>d3 Diameter luar ulir mm </p><p>A3 Luas penampang terluar ulir mm2 </p><p>F Gaya N (Newton) </p><p>lk Panjang batang ekuivalen mm </p><p>E Modulus elastisitas N/mm2 (MPa) </p><p> Sudut ulir G Sudut gesekan ulir Wp Momen Inersia Polar mm3 </p><p>T Torsi N mm </p><p> Tingkat kelendutan P Pitch ulir mm </p><p>l1 Panjang Mur mm </p><p>H1 Tinggi Ulir mm</p></li><li><p>1 </p><p>BAB I PENDAHULUAN </p><p> Rancangan dan penelitian ini dilatar belakangi oleh upaya pengembangan </p><p>proses belajar mahasiswa S1 Teknik Mesin dalam mata kuliah Material Teknik. </p><p>Proses belajar akan lebih kuat menanamkan pengertian dan pemahaman dengan </p><p>melakukan pengamatan langsung sifat mekanik bahan dengan menggunakan alat </p><p>uji tarik portabel yang dilengkapi dengan data akuisisi sebagai salah satu </p><p>pelengkap peraga demostrasi uji tarik untuk sebuah spesimen material pada mata </p><p>kuliah material teknik Kehadiran alat ini melengkapi beberapa peraga alat uji </p><p>material yang bersifat keteknikan lainnya seperti: peraga uji puntir, uji geser, dll. </p><p>Diharapkan dengan adanya peraga alat uji ini mahasiswa dapat lebih memahami </p><p>bagaimana fenomena sifat material berperan dan dalam membuat desain sebuah </p><p>produk. Dalam hal ini mahas...</p></li></ul>

Recommended

View more >