study produktifitas dan efisiensi pengelasan pada sambungan … · 2014-09-02 · prinsip kerja...
TRANSCRIPT
M.Mustaghfirin
4307.100.095
Ir. Wisnu W, SE, M.Sc, Ph.D
Yoyok Setyo Hadiwidodo,ST.,MT
Kapal Perang
Crocodile-
Hydrofoil (KPC-H)
kapal selam
dan kapal
hidrofoil
karena sifatnya
yang multi-
fungsi, relatif
investasi
rendah serta
dapat
diluncurkan
dari kapal
perang
Perlu diperhatikan pembebanan pada
KPCH pada saat mengapung maupun
menyelam.
Variasi draft berpengaruh terhadap
gaya, tekanan dan
distribusi tegangan pada
KPCH
Perumusan Masalah Bagaimana pengaruh variasi draft
Kapal Perang Crocodile Hidrofoil
(KPC-H) terhadap gaya dan tekanan
yang dihasilkan pada saat proses
penyelaman?
Bagaimana distribusi tegangan pada
Kapal Perang Crocodile Hidrofoil
(KPC-H) pada setiap draft saat
proses penyelaman?
Manfaat Memberikan informasi jenis kapal untuk
keperluan militer
Memberikan informasi penggunaan hidrofoil
pada kapal selam
membangun karakter bangsa yang inovatif dan
bangga akan produk lokal
Batasan Masalah
Analisa dilakukan dengan variasi draft yaitu:
1, 3, dan 5 meter.
Data lingkungan yang dimasukkan adalah
tinggi gelombang, kecepatan arus max dan
kedalaman.
Gaya arus hanya dipertimbangkan untuk arus
yang datang dari depan/belakang kapal.
Beban angin yang mengenai KPCH pada saat
draft 1 m di abaikan.
Pemodelan lokal analisis dilakukan untuk
keseluruhan kapal.
Beban yang dimasukan ke dalam analisis saat
kapal menyelam adalah pengaruh gaya
gelombang, kecepatan arus, dan hydrostatic
pressure.
Gerak kapal yang ditinjau adalah enam
derajat kebebasan yaitu: surge, sway, heave,
roll pitch dan yaw.
Analisa dilakukan pada saat kapal diam (tidak
memiliki kecepatan)
Stabilitas kapal serta analisa ballasting tidak
dilakukan dalam penelitian tugas akhir ini.
TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI
1. Prinsip kerja kapal selam
2. Penggunaan Hidrofoil
- pengertian hidrofoil
- kapal hidrofoil
- konfigurasi hidrofoil
- susunan foil
3. Konsep Pembebanan saat Menyelam
4. Metode Elemen Hingga
METODOLOGI PENELITIAN
Mengumpulkan literature / referensi yang sesuai dengan permasalahan
Mulai
Mencari data kapal selam crocodile hydrofoil (kpc-h)
Mengumpulkan data lingkungan
Menghitung beban-beban yang bekerja pada kapal, dari running MOSES 6.0 dan running CFX (untuk mendapatkan pressure akibat gaya arus dan gaya pressure)
Memodelkan kapal selam crocodile hydrofoil (kpc-h) di MOSES 7.0 untuk masing-masing draft
Mencari gaya di MOSES 6.0 untuk masing-masing draft
A
Sesuai dgn data?
tidak
ya
METODOLOGI PENELITIAN
Memodelkan kapal selam crocodile hydrofoil (kpc-h) di ANSYS 13.0
Memasukkan beban-beban yang bekerja pada model
Selesai
Running model untuk mendapatkan stress maksimum pada masing-masing draft
Analisa dan pembahasan
A
tidak
ya
METODOLOGI PENELITIAN
Studi Literatur dan pengumpulan
data.
Pemodelan struktur.
Analisa dinamis
Analisa tegangan lokal pada struktur
kapal perang crocodile hidrofoil
Kesimpulan
PEMODELAN
Data Konfigurasi struktur
KPC-H
Dimensi
Loa (m) B (m) H (m) T (m)
11.7 2.8 2.287 -
PEMODELAN Data Lingkungan
Depth : 15 m Wave Height : 2 m Periode : 8 s Kecepatan arus : 0.62 m/s Analisa karakteristik gerak KPC-H
dilakukan dengan menggunakan arah datang gelombang (heading) 00 , 450
dan 900 untuk enam derajat kebebasan.
PEMODELAN Data Material & Ketebalan
spesifikasi material yang digunakan untuk KPCH adalah alloy 5083 – H111, yang memiliki yield stress 125 Mpa.
tebal pelat 12 mm untuk bagian keel, tebal pelat 10 mm untuk bagian bawah kapal, tebal pelat 8 mm untuk bagian samping kapal dan tebal pelat 6 mm untuk bagian atas kapal dan bagian penutup kapal.
PEMODELAN
Pemodelan struktur di MOSES
Model panel hidrodinamis KPC-H tampak atas
PEMODELAN
Pemodelan struktur di MOSES
Model panel hidrodinamis KPC-H tampak depan
PEMODELAN
Pemodelan struktur di MOSES
Model panel hidrodinamis KPC-H tampak samping
PEMODELAN
Pemodelan struktur di MOSES
Model panel hidrodinamis KPC-H tampak isometri
PEMODELAN
Pemodelan struktur di MOSES
Model hidrodinamis KPC-H tampak samping draft 1 m
PEMODELAN
Pemodelan struktur di MOSES
Model hidrodinamis KPC-H tampak samping draft 3 m
PEMODELAN
Pemodelan struktur di MOSES
Model hidrodinamis KPC-H tampak samping draft 5 m
PEMODELAN
Pemodelan struktur di AUTOCAD 3D
Pemodelan AUTOCAD 3D KPCH
PEMODELAN
Pemodelan struktur di ANSYS CFX
Pemodelan ANSYS CFX untuk draft 1 m
PEMODELAN
Pemodelan struktur di ANSYS
Pemodelan ANSYS KPCH
Analisa Beban Dinamis
Dilakukan analisa gerakan KPC-H
menggunakan model dengan variasi
draft 1, 3 dan 5 meter, serta variasi
arah datang gelombang, yaitu 00,
450, dan 900. Karakteristik gerakan
KPC-H dapat dilihat pada RAO
(Response Amplitude Operators)
untuk 6 derajat kebebasan
PEMODELAN
Contoh RAO untuk Gerakan Surge arah 00
PEMODELAN
Statistik untuk Gerakan Surge arah 00
Statistik Surge arah 0 (m)
1 3 5
Root Mean Square
0.237 5.045 0.096
Ave of 1/3 Highest
0.475 10.091 0.245
Maximum 0.883 18.769 0.357
Beban Gelombang Input di ANSYS
Arah pembebanan
dan draft
acceleration Max (a)
Surge (m/s2)
Sway (m/s2)
Heave (m/s2)
Roll (rad/s)
Pitch (rad/s)
Yaw (rad/s)
draft 1m arah 0 0.883 0.079 0.696 0.302 1.443 0.538
draft 1m arah 45 1.105 0.120 1.299 0.460 2.228 0.820
draft 1m arah 90 0.143 0.215 2.370 0.770 3.935 1.415
draft 3m arah 0 0.948 0.306 0.854 0.915 5.731 0.953
draft 3m arah 45 0.083 0.424 1.712 1.687 15.512 1.400
draft 3m arah 90 1.846 0.673 4.176 3.192 31.425 1.988
draft 5m arah 0 0.071 0.217 0.166 3.959 2.050 0.735
draft 5m arah 45 0.181 0.324 0.252 5.551 3.089 1.036
draft 5m arah 90 0.357 0.407 0.434 6.849 3.702 1.933
Beban Pressure draft 1 m dari ANSYS CFX
Beban Pressure draft 1 m dari ANSYS CFX
Pressure (Pa) Draft 1 m
Samping kiri 0.2338
Samping kanan 0.2338
Bawah 0.09614
Atas -
Beban Pressure draft 3 m dari ANSYS CFX
Beban Pressure draft 3 m dari ANSYS CFX
Pressure (Pa) Draft 3 m
Samping kiri 0.1617
Samping kanan 0.1617
Bawah 0.2407
Atas 0.003613
Beban Pressure draft 5 m dari ANSYS CFX
Beban Pressure draft 5 m dari ANSYS CFX
Pressure (Pa) Draft 5 m
Samping kiri 0.16
Samping kanan 0.16
Bawah 0.2343
Atas 0.008564
Contour Stress Draft 1 m, Heading 0o
Contour Stress Draft 1 m, Heading 45o
Contour Stress Draft 1 m, Heading 90o
Contour Stress Draft 3 m, Heading 0o
Contour Stress Draft 3 m, Heading 45o
Contour Stress Draft 3 m, Heading 90o
Contour Stress Draft 5 m, Heading 0o
Contour Stress Draft 5 m, Heading 45o
Contour Stress Draft 5 m, Heading 90o
Draft (m)
Arah (deg)
Max Equivalent Stress (Mpa)
Max Equivalent Strain (m/m)
1 0 42.2 0.00059384
1 45 41.5 0.00058431
1 90 42.6 0.00060051
3 0 37.2 0.00052405
3 45 74.7 0.0010527
3 90 110 0.0015507
5 0 12 0.00016932
5 45 24.1 0.00033899
5 90 58.7 0.00082679
Secara keseluruhan dari hasil running ANSYS
13.0 didapatkan hasil tegangan maksimum yang
terjadi pada kepala dan sayap bagian bawah
kapal. Hasil tegangan maksimum ini diperoleh
pada saat draft 1, 3 dan 5 meter dengan arah
datang gelombang 0°, 45° dan 90°. Tegangan
terbesar dari variasi draft diatas terjadi pada
saat draft 3 meter, dengan nilai tinggi
gelombang sebesar 2 meter serta kecepatan
arus 0.62 m/s.
running dgn MOSES 6.0 didapatkan percepatan
gerakan kapal akibat variasi draft dan draft 3 m
memiliki percepatan yang paling maksimum.
Untuk pressure di ANSYS Workbench CFX
didapatkan variasi dan nilai pressure untuk
masing-masing draft
Dengan adanya variasi draft, maka ada
perubahan distribusi dan nilai stress pada
struktur KPCH, dan stress maksimum terjadi
pada draft 3 m dan heading 90o. Stress yang
dihasilkan untuk setiap draft dan heading
gelombang, kurang dari tegangan yield
alluminium alloy yaitu 125 Mpa.