Oleh : Dili Kurniawan Putra

2111030029

Dosen pembimbing Hendro Nurhadi, Dipl. Ing. Ph.D

Perencanaan Variable Ballast System untuk Kesetimbangan Kapal Selam Tanpa Awak (AUV) dengan metode Pergeseran

Pusat Berat .

AUV saat ini sudah mulai digunakan untuk berbagai macam keperluan . Mulai dari melacak objek didalam air sampai kepentingan keamanan wilayah suatu negara . Oleh karena itu , AUV harus mempunyai manuverability yang sesuai dengan situasi dan medan yang ditempuh. Hal tersebut dapat dicapai dengan cara memanfaatkan mekanisme Ballast .

Bagaimana merencanakan sistem Ballast pada Kapal selam tanpa awak (AUV) yang membantu manuver didalam air

Untuk merencanakan sistem ballast AUV yang membantu manuver kapal selam tanpa awak (AUV)

Perencanaan ini hanya mengkaji tentang system ballast untuk kondisi AUV melayang dan terapung didalam air.

Perencanaan hanya menganalisa 1DOF yaitu gerak rotasi terhadap sumbu x sebagai sumbu putar ( pitch )

Mengacu pada statika fluida berkenaan dengan gaya buoyancy dan gaya gravitasi.

Mendesain body AUV agar dapat menetapkan volume air yang di butuhkan dalam VBS.

Body AUV dianggap mampu menopang beban tekanan dari gaya hidrostatik air.

Komponen-komponen pada perencanaan didasarkan dari katalog. Dan komponen pendukung didapat dari hasil desain .

Tidak memperhitungan pengaruh kenaikan temperature pada tangki ( pressure hull ).

Gaya hidrodinamik pada body AUV yang berpengaruh dalam perhitungan VBS diabaikan

AUV hanya menyelam dengan kedalaman 3 meter. Perhitungan pompa berdasarkan katalog .

Menentukan Dimensi Tangki Ballast

Permodelan fisik menggunakan Solidworks

Analisa sudut pitch ( 𝜽 ) dan Momen kopel

Perhitungan Daya untuk VBS,

Perhitungan Roda Gigi Transmisi

Perhitungan Poros Motor Penggerak

kamera

Variable Balast System

Control Module

Thruster Pack

Body AUV dengan material air (kondisi

melayang didalam air)

AUV beserta

komponen - komponenya

Body AUV dengan Material air

( kondisi terapung di permukaan air)

Luasan Body yang terpotong

permukaan air

Body AUV AUV ( air )

𝑉𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑

(melayang )

- 67446,56 𝑐𝑚3

𝑉𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑

( terapung )

0,064 𝑚3

COB

(melayang)

Tidak ada

𝑌𝑐𝑜𝑏,2 = 86,95 𝑐𝑚

𝑍𝑐𝑜𝑏,2 = 27,70 𝑐𝑚

𝑋𝑐𝑜𝑏,2 = 26 𝑐𝑚

COG

( terapung )

𝑋𝑐𝑜𝑔,1 = 25,99 𝑐𝑚

𝑍𝑐𝑜𝑔,1 = 29,82 𝑐𝑚

𝑌𝑐𝑜𝑔,1 = 86,97 𝑐𝑚

Tidak ada

COB

( terapung ) Tidak ada

𝑌𝑐𝑜𝑏,1 = 86,95 𝑐𝑚

𝑍𝑐𝑜𝑏,1 = 28,20 𝑐𝑚

𝑋𝑐𝑜𝑏,1 = 26 𝑐𝑚

Massa komponen 64.620,64 gr 67446.56 gr

AUV terapung di permukaan air (floating body)

AUV melayang didalam air dengan kedalaman 3 meter

𝑮𝑴 = 𝑰𝒚𝒚

𝑽𝒇𝒍𝒖𝒊𝒅+ (𝑮 − 𝑩)

𝑮𝑴

𝒚

𝒚

Penambahan Weight Ballancer

Untuk menstabilkan AUV di

permukaan air maupun didalam air

Di dapat data yaitu : 𝐼𝑦𝑦 𝑉𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑

21005.56 𝑐𝑚4 0,064 𝑚3

• 𝐺𝑀 = 𝐼𝑦𝑦

𝑉𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑− 𝐶𝑂𝐵 − 𝐶𝑂𝐺

• 𝐺𝑀 = 21005,56 𝑐𝑚4

0,064 .106 𝑐𝑚3− −28,2 + 29,82 = 1,94 𝑐𝑚 ( 𝑝𝑜𝑠𝑖𝑡𝑖𝑓)

Tinggi Metacenter kapal selam

bernilai positif ( berada di atas

COG dan COB ) sehingga AUV

dapat dikatakan stabil

y

z

Perhitungan setting awal AUV >>

AUV Melayang didalam air dengan Sudut pitch 00

Initializing ( Setting Awal ) AUV didalam Air

Untuk faktor keamanan, maka Tekanan maksimal yang diijinkan untuk Tangki VBS dianalisa menggunakan metode elemen hingga dan data hasil simulasi divalidasi menggunakan perhitungan manual (hand calculation)

Hasil tekanan maksimal dipakai untuk menentukan berapa Volume air maksimal masing masing tangki ballast.

1. Meshing

Support

Load (pressure) max : 10 bar

Gaya pada Penampang Melintang Tangki di bagian kiri

Gaya pada Penampang Melintang Tangki di bagian kanan

percobaa

n

Tensile

strength ,

yield

Pembebana

n ( tekanan

), gage

tegangan 𝑆𝑓

1

48.40e+06 Pa

727200 Pa 1.7063e+007

Pa 2.8

2 787800 Pa 1.8485e+007

Pa 2.6

3 808000 Pa 1.8959e+007

Pa 2.5

4 909000 Pa 2.1328e+007

Pa 2.2

5 1000000 Pa 2.3464e+007

Pa 2,04

𝜎𝑦,ℎ𝑎𝑛𝑑 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 = 2,3248 . 107𝑃𝑎

𝑠𝑒𝑙𝑖𝑠𝑖ℎ = 𝜎𝑦,ℎ𝑎𝑛𝑑 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛− 𝜎𝑦,𝐹𝐸𝑀

𝜎𝑦,𝐹𝐸𝑀 . 100%

𝑠𝑒𝑙𝑖𝑠𝑖ℎ = 2,3248−2,3464 107 𝑃𝑎

2,3464 . 107 𝑃𝑎 . 100 % = 1,02 %

Hand calculation >>

Volume air maksimal tiap tangki

Perhitungan

𝑽𝒂𝒊𝒓 𝒎𝒂𝒙 = 𝟐, 𝟓𝟔 . 𝟏𝟎−𝟑𝒎𝟑

Perhitungan >>

−𝟖𝟔𝟎 Sudut Pitch

Sudut Pitch 𝟖𝟏, 𝟐𝟕𝟎

𝐹𝐵

𝐹𝐺

Perhitungan >>

𝑸 = 𝟓 𝒍𝒕

𝒎𝒊𝒏

𝒏 = 𝟑𝟓𝟖𝟒 𝒓𝒑𝒎

𝑻 = 𝟐𝟖𝟗 𝒎𝑵𝒎

Daya = 𝟏𝟎𝟖 𝑾

Perhitungan >>

𝒅𝑫𝒓𝒊𝒗𝒆𝒓 = 𝟏𝟗, 𝟓 𝒄𝒎

𝒅𝑭𝒐𝒍𝒍𝒐𝒘𝒆𝒓 = 𝟏𝟕 𝒄𝒎

𝒃𝑭𝒐𝒍𝒍𝒐𝒘𝒆𝒓 ≥ 𝟎, 𝟓 𝒎𝒎

𝒃𝑫𝒓𝒊𝒗𝒆𝒓 ≥ 𝟎, 𝟒𝟒 𝒎𝒎

Perhitungan >>

Diameter Drive Shaft ≥ 𝟐, 𝟒𝟒 𝒎𝒎

Perhitungan >>

Dalam subbab ini akan di jelaskan bagaimana

mekanisme shifting dan juga kontrol aliran air yang

masuk kedalam tangki ballast yang didukung dengan

sensor sebagai pendeteksi kondisi tangki dan kondisi

jelajah AUV

Measurement unit : - sensor posisi (accelerometer)

Data yang di dapat :

- kedalaman jelajah

- tekanan hidrostatis

Accelerometer

Measurement unit :

- Sensor Tekanan

- Sensor Jarak

- Limit Switch

𝟕𝟔, 𝟕𝟑𝟐 𝒄𝒎 ≤ 𝒀𝒔𝒉𝒊𝒇𝒕 ≤ 𝟗𝟒, 𝟕𝟖𝟔 𝒄𝒎

Penambahan Ballance Weight pada VBS membuat tinggi metacenter AUV

, 𝐺𝑀 > 0 yang membuat kecenderungan AUV untuk stabil di permukaan

air .

Tangki – tangki VBS memiliki tekanan kerja sebesar 10bar dan

menghasilkan tegangan sebesar 2.3464e+007 Pa

Hasil validasi simulasi kekuatan struktur di banding dengan perhitungan

manual menghasilkan selisih nilai sebesar 1,02% sehingga di anggap valid.

AUV melayang di dalam air dengan sudut pitch sama dengan nol dengan

masing masing tangki VBS terisi air sebesar , 𝑉𝑏𝑎𝑙1 = 1,226 . 10−3𝑚3 ,dan 𝑉𝑏𝑎𝑙2 = 1,599 . 10

−3 𝑚3,

AUV mampu mengubah letak titik berat ( Shifting 𝑌𝑐𝑜𝑔) dengan sudut

pitch maksimal -86 dan 81,27

AUV menghasilkan momen kopel maksimal sebesar 72,27 Nm dan -33,5

Nm

Torsi yang di butuhkan motor penggerak pompa sebesar 289 mNm

Daya yang di butuhkan masing masing pompa sebesar 108 W .

Untuk kedepanya , perlu di lanjutkan untuk

menganalisa parameter hidrodinamik seperti gaya drag

yang di kombinasikan dengan momen kopel maksimal

yang di hasilkan VBS.

Weight balance sebaiknya mampu menyesuaikan

keseimbangan dipermukaan air secara otomatis

menggunakan motor penggerak untuk pergeseran

weight ballancer.

𝜎ℎ𝑜𝑜𝑝 =106 𝑃𝑎 .6,2 .10−2 𝑚

0,3 .10−2 𝑚

𝜎ℎ𝑜𝑜𝑝 = 2,06 . 107𝑃𝑎

𝜎𝑙𝑜𝑛𝑔 =106 𝑃𝑎 .6,2 .10−2 𝑚

2 .0,3 .10−2 𝑚

𝜎𝑙𝑜𝑛𝑔 = 1,03 . 107𝑃𝑎

𝜎𝑟𝑎𝑑 =𝑃1.𝑟12

𝑟22−𝑟12 +

𝑟12𝑟22 − 𝑃1

𝑟2 𝑟22−𝑟12

𝜎𝑟𝑎𝑑 =106 𝑃𝑎. 6,2 .10−2 𝑚

2

6,5 𝑚 2− 6,2 𝑚 2 10−4+[(6,2)(6,5)]2 − 106 𝑃𝑎

(6,2 𝑚)2 6,52−6,22 .

𝜎𝑟𝑎𝑑 = 0,5 . 107𝑃𝑎

𝜎𝑦 = (𝜎ℎ𝑜𝑜𝑝−𝜎𝑙𝑜𝑛𝑔)

2+ 𝜎𝑙𝑜𝑛𝑔−𝜎𝑟𝑎𝑑2+(𝜎𝑟𝑎𝑑−𝜎ℎ𝑜𝑜𝑝)

2

2

𝜎𝑦 = 2,3248 . 107𝑃𝑎

Back >>

𝑃1𝑉1 = 𝑃𝑚𝑎𝑥𝑉2 , ( Adiabatik ) 𝑃1 𝑉2 + 𝑉𝑎𝑖𝑟 𝑚𝑎𝑥 = 𝑃𝑚𝑎𝑥𝑉2

𝑉2 + 𝑉𝑎𝑖𝑟 𝑚𝑎𝑥 =𝑃𝑚𝑎𝑥𝑉2𝑃1

𝑉𝑎𝑖𝑟 𝑚𝑎𝑥 = 𝑃𝑚𝑎𝑥𝑉2𝑃1− 𝑉2

𝑉𝑎𝑖𝑟 𝑚𝑎𝑥 = (𝑃𝑚𝑎𝑥𝑃1− 1)𝑉2

𝑉𝑎𝑖𝑟 𝑚𝑎𝑥 = (𝑃𝑚𝑎𝑥𝑃1− 1)𝑃1𝑉1𝑃𝑚𝑎𝑥

𝑉𝑎𝑖𝑟 𝑚𝑎𝑥 = 𝑉1 −𝑃1𝑉1𝑃𝑚𝑎𝑥

𝑉𝑎𝑖𝑟 𝑚𝑎𝑥 = 2,826 . 10−3𝑚3 − 0,09 . 2,826 . 10−3𝑚3

𝑉𝑎𝑖𝑟 𝑚𝑎𝑥 = 2,56 . 10−3𝑚3

Back >>

Tekanan maksimal tangki

𝑾𝒂𝒊𝒓 = 𝑭𝒂 − 𝑾𝑨𝑼𝑽 Volume Air 𝑚𝑎𝑖𝑟 . 𝑔 = 67446,56 𝑔𝑟 − 64620,64 𝑔𝑟 . 𝑔 𝑚𝑎𝑖𝑟 = 2825,92 𝑔𝑟 dalam basis Volume di dapat :

𝑽𝒂𝒊𝒓 = 𝒎𝒂𝒊𝒓

𝝆𝒂𝒊𝒓 (4.2)

𝑉𝐴𝑖𝑟 = 2,825 𝑘𝑔

1000 𝑘𝑔𝑚3

= 2,825.10−3𝑚3

Setting awal kesetimbangan AUV didalam air

𝑉𝑎𝑖𝑟 𝑉𝑏𝑎𝑙 (Volume tangki ballast)

2,825.10−3𝑚3 2,92 . 10−3𝑚3

Tangki 1 Tangki 2 Body AUV

𝑌𝑖𝑛𝑙𝑒𝑡,1 = 48,55 𝑐𝑚

𝑌𝑖𝑛𝑙𝑒𝑡,2 = 120,64 𝑐𝑚

𝑌𝐶𝑂𝐵,2 = 86,97 𝑐𝑚

Jarak inlet tangki depan terhadap nose

AUV

Jarak inlet tangki belakang terhadap

nose AUV

𝑆𝑎𝑖𝑟 = 𝑆1 + 𝑆2 =𝑉𝑎𝑖𝑟𝐴= 2,825 . 10−3 𝑚3

116,8 . 10−4 𝑚2

𝑆𝑎𝑖𝑟 = 0,24 𝑚

𝒀𝑪𝑶𝑩 =𝝆𝑨 𝑺𝟏 𝒀𝒊𝒏𝒍𝒆𝒕,𝟏 +

𝑺𝟏𝟐 + 𝝆𝑨 𝑺𝟐 𝒀𝒊𝒏𝒍𝒆𝒕,𝟐 −

𝑺𝟐𝟐

𝝆𝑨 𝑺𝒂𝒊𝒓

𝑺𝟏 = 𝒀𝑪𝑶𝑮 . 𝑺𝒂𝒊𝒓 − 𝑺𝒂𝒊𝒓 𝒀𝒊𝒏𝒍𝒆𝒕,𝟐 −

𝑺𝒂𝒊𝒓𝟐

𝒀𝒊𝒏𝒍𝒆𝒕,𝟏 − 𝒀𝒊𝒏𝒍𝒆𝒕,𝟐+𝑺 𝒂𝒊𝒓

𝑆1 =86,95 . 24 − 24 120,64 − 12

−48,09

𝑆1 = 10,82 𝑐𝑚

𝑆2 = 𝑆𝑎𝑖𝑟 − 𝑆1 = 24 − 10,82 = 13,18 𝑐𝑚

𝑉𝑏𝑎𝑙1 = 𝐴𝑆1

𝑉𝑏𝑎𝑙1 = 𝜋0,122 2𝑚2

4 . 0,1082 𝑚

𝑉𝑏𝑎𝑙1 = 1,264 . 10−3𝑚3 < 𝑽𝒂𝒊𝒓 𝒎𝒂𝒙

𝑉𝑏𝑎𝑙2 = 𝑉𝑎𝑖𝑟 − 𝑉𝑏𝑎𝑙1 = 1,561 . 10−3 𝑚3 < 𝑽𝒂𝒊𝒓 𝒎𝒂𝒙

Back >>

𝑍𝑐𝑜𝑔′ =

𝑚𝑏𝑎𝑙,1+ 𝑚𝑏𝑎𝑙,2 𝑍0+ 𝑚𝑏𝑎𝑙,1+𝑚𝑏𝑎𝑙,2 𝑍𝑏𝑎𝑙

2 𝑚𝑏𝑎𝑙,1+𝑚𝑏𝑎𝑙,2

𝑍𝑐𝑜𝑔′ =

𝑍0+ 𝑍𝑏𝑎𝑙

2

𝑍𝑐𝑜𝑔′ =

29,82 𝑐𝑚+27,13 𝑐𝑚

2= 28,475 𝑐𝑚

Pergeseran COG

𝑌𝑠ℎ𝑖𝑓𝑡 = 0,455−0,44𝑠1

0,48 , 0 ≤ 𝑺𝟏 ≤ 𝑺𝒂𝒊𝒓 𝒎𝒂𝒙

◦ Untuk 𝑺𝟏 = 𝑺𝒂𝒊𝒓 𝒎𝒂𝒙 = 𝟐𝟒 𝒄𝒎

𝑌𝑠ℎ𝑖𝑓𝑡 = 0,455−0,44 . 0,21 𝑚

0,48= 0,75 𝑚

◦ Untuk 𝑺𝟏 = 𝑺𝒂𝒊𝒓 − 𝑺𝒂𝒊𝒓 𝒎𝒂𝒙 = 𝟑 𝒄𝒎

𝑌𝑠ℎ𝑖𝑓𝑡 = 0,455−0,44 . 0,03 𝑚

0,48= 0,92 𝑚

Jarak vertikal antara COG dengan COB

Untuk 𝑺𝟏 = 𝑺𝒂𝒊𝒓 𝒎𝒂𝒙

𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 𝑌𝑐𝑜𝑏− 𝑌𝑠ℎ𝑖𝑓𝑡

𝑍𝑐𝑜𝑏−𝑍𝑐𝑜𝑔′

𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 86,95−75 𝑐𝑚

27,7−26,55 𝑐𝑚

𝜃 = −86

Untuk 𝑺𝟏 = 𝑺𝒂𝒊𝒓 − 𝑺𝒂𝒊𝒓 𝒎𝒂𝒙

𝜃 = 𝑡𝑎𝑛−1 86,95−92 𝑐𝑚

27,7−26,55 𝑐𝑚

𝜃 = 81,27

Back >>

Untuk 𝑺𝟏 = 𝑺𝒂𝒊𝒓 𝒎𝒂𝒙

↺+ 𝑀 = 𝐹𝑀 𝑍′. tan 𝜃

↺+ 𝑀 = 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑 . 𝑉𝑎𝑢𝑣. 𝑔 𝑍′. tan 𝜃

↺+ 𝑀 = 1000𝑘𝑔

𝑚3. 0,0674 𝑚3. 9,8

𝑚

𝑠20,0115 𝑚 . 𝑡𝑎𝑛 − 860

↺+ 𝑀 = −108,62 𝑁𝑚

Untuk 𝑺𝟏 = 𝑺𝒂𝒊𝒓 − 𝑺𝒂𝒊𝒓 𝒎𝒂𝒙

↺+ 𝑀 = 1000𝑘𝑔

𝑚3. 0,0674 𝑚3. 9,8

𝑚

𝑠20,0115 𝑚. 𝑡𝑎𝑛 81,270

↺+ 𝑀 = 49,46 𝑁𝑚

Back>>

Tekanan hidrostatis .

𝑃 = 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑 . 𝑔 . 𝐻

𝑃 = 1000𝑘𝑔

𝑚3 . 9,8

𝑚

𝑠2 . 3 𝑚

𝑃 = 0,294 𝑏𝑎𝑟 Kapasitas Aliran

𝑣 = 𝑆𝑎𝑖𝑟 𝑚𝑎𝑥

𝑡

𝑣 = 0,21 𝑚

30 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘= 7 . 10−3

𝑚

𝑠

𝑄 = 𝑣 . 𝐴

𝑄 = 7 . 10−3 𝑚

𝑠 . 0.0116 𝑚2

103 𝑙𝑖𝑡𝑒𝑟

𝑚3 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘

0,016 𝑚𝑖𝑛

𝑄 = 5 𝑙𝑡

𝑚𝑖𝑛

Menentukan RPM

𝑛 = 𝑄

𝐷𝑝 . 𝜂𝑣𝑜𝑙 .10−3

𝑛 = 5 𝑙𝑡

𝑚𝑖𝑛

1,5 𝑐𝑚3

𝑟𝑒𝑣 .0,93 .10−3

𝑛 = 3584 𝑟𝑝𝑚

Torsi yang di butuhkan

𝑇 = 𝐷𝑝 . ∆𝑃

62,8 .𝜂𝑚

𝑇 =1,5 (𝑐𝑚2

𝑟𝑒𝑣) . (10𝑏𝑎𝑟−0,294 𝑏𝑎𝑟)

62,8 . 0,8= 289 𝑚𝑁𝑚

𝑫𝒂𝒚𝒂 𝒑𝒐𝒎𝒑𝒂 = 𝐷𝑝 . 𝑛 . 𝜂𝑣𝑜𝑙 . ∆𝑃 .10

−3

600 𝜂𝑡𝑜𝑡

= 1,5 𝑐𝑚3

𝑟𝑒𝑣 .3584 𝑟𝑝𝑚 . 0,93 10 𝑏𝑎𝑟−0,294 𝑏𝑎𝑟 10−3

600 .0,93 .0,8

= 108 𝑊

Back >>

• Menentukan Diameter Pitch Roda Gigi

𝑛2𝑛1= 𝑑1𝑑2

3584 𝑟𝑝𝑚

3150 𝑟𝑝𝑚= 19.5 𝑚𝑚

𝑑2

𝑑2 =19.5 𝑚𝑚 . 3150 𝑟𝑝𝑚

3584 𝑟𝑝𝑚

𝑑2 = 17, 13 𝑚𝑚 ≈ 17 𝑚𝑚

• Menentukan Jumlah Gigi pada Roda

Gigi 𝑑1𝑑2= 𝑁𝑡1𝑁𝑡2

19,5 𝑚𝑚

17 𝑚𝑚 = 20

𝑁𝑡2

𝑁𝑡2 = 20 . 17 𝑚𝑚

19,5 𝑚𝑚

𝑁𝑡2 = 17,43 ≈ 18

• Menentukan , 𝑫𝒕𝒑

𝐷𝑡𝑝 = 𝑁𝑡1𝑑1

𝐷𝑡𝑝 = 20

19,5 . 10−3 𝑚 = 1,025 . 103 𝑚−1

• Menentukan 𝑭𝒕,𝟏 dan 𝑭𝒕,𝟐

𝐹𝑡,1 =𝑇 . 2

𝑑1

𝐹𝑡,1 = 289 𝑚𝑁𝑚 . 2

19,5 . 10−3𝑚

𝐹𝑡,1 = 29,641 𝑁

𝐹𝑡,2 =𝑇 . 2

𝑑2

𝐹𝑡,2 = 289 𝑚𝑁𝑚 . 2

17 . 10−3𝑚

𝐹𝑡,2 = 34 𝑁

Menentukan Tebal Roda Gigi , 𝒃

𝑏1 ≥ 𝐹𝑡,1 . 𝐷𝑡𝑝 . 𝑠𝑓

𝐾𝑏 . 𝜎𝑦𝑝 . 𝑌

𝑏1 ≥ 29,641 𝑁 . 1,025 . 103 𝑚−1 . 2

1 . 425. 106 𝑃𝑎 . 0,320

𝑏1 ≥ 0,44 𝑚𝑚

𝑏2 ≥ 𝐹𝑡,2 . 𝐷𝑡𝑝 . 𝑠𝑓

𝐾𝑏 . 𝜎𝑦𝑝 . 𝑌

𝑏2 ≥ 34 𝑁 . 1,025 . 103 𝑚−1 . 2

1 . 425 . 106 𝑃𝑎 . 0,320

𝑏2 ≥ 0,5 𝑚𝑚 Back >>

• Menghitung Momen Torsi

𝑀𝑡 = 974000 𝑁

𝑛

𝑀𝑡 = 974000 108 . 10−3 𝐾𝑊

3150 𝑟𝑝𝑚

𝑀𝑡 = 33,39 𝑘𝑔𝑓.𝑚𝑚 𝑀𝑡 = 0,332 𝑁𝑚

• Menentukan 𝑭𝒕 dan 𝑭𝒓

𝐹𝑡 =𝑀𝑡 . 2

𝑑1

𝐹𝑡 = 0,332 𝑁𝑚 . 2

19,5 . 10−3𝑚

𝐹𝑡 = 34,05 𝑁 𝐹𝑟 = 𝐹𝑡 tan 20

𝑜 𝐹𝑟 = 34,05. tan 20

𝑜 𝐹𝑟 = 12,39 𝑁

↑+ 𝑭𝒙 = 𝟎

𝐴𝑥 + 𝐵𝑥 − 𝐹𝑡 = 0 𝐴𝑥 + 𝐵𝑥 − 34,05 𝑁 = 0 𝐴𝑥 + 𝐵𝑥 = 34,05 𝑁

↻+ 𝑀𝐴 = 0

34,05 𝑁 1,17 𝑐𝑚 − 𝐵𝑥 1,17𝑐𝑚 + 0,41𝑐𝑚 = 0

𝐵𝑥 = 34,05 𝑁 (1,17 𝑐𝑚)

1,17 + 0,41 𝑐𝑚

𝐵𝑥 = 25,214 𝑁 𝐴𝑥 = 34,05 𝑁 − 𝐵𝑥 𝐴𝑥 = 34,05 𝑁 − 25,214 𝑁 𝐴𝑥 = 8,836 𝑁

↑+ 𝑭𝒛 = 𝟎

𝐴𝑧 + 𝐵𝑧 − 12,39 𝑁 = 0 𝐴𝑧 + 𝐵𝑧 = 12,39 𝑁

↻+ 𝑴𝑨 = 𝟎

12,39 𝑁 1,17 𝑐𝑚 − 𝐵𝑧 1,17 + 0,41 𝑐𝑚 = 0

𝐵𝑧 = 12,39 𝑁 (1,17 𝑐𝑚)

1,17 + 0,41 𝑐𝑚

𝐵𝑧 = 9,174 𝑁 𝐴𝑧 = 12,39 𝑁 − 𝐵𝑧 𝐴𝑧 = 12,39 𝑁 − 9,174 𝑁 𝐴𝑧 = 3,215 𝑁

Menghitung Momen Terbesar

𝑀𝑏 = (𝑀𝑏𝑡)2+ (𝑀𝑏𝑟)

2

𝑀𝑏 = (10,3 . 10−2 𝑁𝑚)2+ (3,761 . 10−2 𝑁𝑚)2 𝑀𝑏 = 10,965 . 10−2 𝑁𝑚

𝑑𝑠 = 162 𝑀𝑏

2 + 162 𝑀𝑡2

𝜋2𝑘𝑠 . 𝑆𝑦𝑝𝑠𝑓

26

𝑑𝑠 =162 (10,965 . 10−2 𝑁𝑚)2+ 162 (0,332 𝑁𝑚)2

𝜋21 . 515 . 106

𝑁𝑚2

2

26

𝑑𝑠 =3,0779 + 28,217

653753,1 . 1012

6

𝑑𝑠 ≥ 2,44 𝑚𝑚

Back >>