uji tegangan (stress) pada engine stand trainer …

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 : [email protected], [email protected]

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.

mailto:[email protected]


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


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


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



19

PolhaSains




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.




20

PolhaSains



Gambar 18. Hasil simulasi pilar belanag


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



21

PolhaSains






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


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


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.

http://www.hino-global.com/products/diesel_engines/Engine_J08.html



uji tegangan (stress) pada engine stand trainer …

Documents