Laporan Praktikum Cae

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Pro/enginer adalah sebuah perangkat lunak desainyang dikeluarkan oleh parametric technology corporation yang berbasis gambar 3 dimensi (memeiliki massa,volume dan pusat gravitasi).pro/Enginer merupakan pelopor perangkat lunak desain 3 dimensi yang memakai system parametik.Artinya desain komponen terbentuk dari berbagai fitur dan referensi dan bentuk hubungan antar fitur tersebut.untuk komponen akhir yang sama jika cara pemberian dimensi dan hubungan antara fitur berbeda maka akan menghasilkan bentuk komponen yang berbedaketika suatu dimensi diubah. Gambar 3 dimensi bisa langsung digunakan untuk aplikasi perangkat lunak CAE (computer aided engineering) dan Cam (computer aided manufacturing).Dengan aplikasi CAE maka dapat dilihat prilaku suatu komponen ketika mendapat gaya,pembebanan,perilaku panas,dll.Dengan Cam dapat dilihat gerakan pahat yangharus dilakukan untuk membentuk komponen tersebut pada mesin produksi.Selanjutnya lintasan pahat tersebut bisa digunakan untuk membuat kode G dank ode M yang dipakai pada mesin CNC.Dengan kemampuan seperti itu maka Pro/Enginer banyak dipakai oleh perusahaan rekayasa dan manufaktur.Pada praktek di semester kedua

ini

kita

menggunakan menggunakan

belajar

mekanika, idealisasi,

analisis,konstains,beban.

mengenai

validasi

menyederhanakan mengoptimalkan

rancangan

dengan

rancangan

dengan

model

untuk

B. Perumusan Masalah Dalam perkembangana dunia industri pengujian sifat mekanika suatu produk dilakukan untuk dijadikan referensi safety factorsuatu produk..Dalam perkembangannya per]lu dilakukan perhitungan cepat ,tepaat

dan

akurat

untuk

menghilangkan

loos

time

(waktu

terbuang)diperhitungan.Dengan adanya CAe perhitungan kekuatan material secara mekanika dapat dilakukan dengan cepat.Dengan hasil dari pengujian CAE tidak jauh beda dari perhitungan secara manual.Maka dari itu seorang mahasiswa reknik terutama teknik mesin perlu menguasai CAE,untuk bisa bersaing dalam kompetensi global dan untuk bisa memecahkan masalah keteknikan secara ]cepat.Maka dari itu

untuk dasar penguasaan CAE Universitas pancasila melakukan

praktikum dasar CAE. C. Batasan Masalah Adapun batasan masalah dalam praktikum CAe yangE yang dilakuakan di universitas pancasila antara lain !. 4.0

Software untuk praktium menggunakan pro engineeringwildfire

2. Praktikum CAE hanya terbatas pada kekuatan material (strength material). 3. Praktikum hanya memodelkan part – part yang masih bersifat sederhana.

D. Tujuan

Tujuan praktikum CAE yang dilakukan di universitas pancasila antara lain: 

Membekali mahasiswa untuk bisa memecahkan persoalan yang bersifat keteknikan secara tepat,cepat dan benar.



Membekali mahasiswa supaya memiliki kewmampuan dalam penguasaan software yang aplikatif.



Membekali mahasiwa supaya memiliki kemampuan dasar dalam merancang bangun suatu produk.



Membekali mahasiswa supaya dapat bersaig dalam penguasaan teknologi.

E. Manfaat

Manfaat dari praktikum CAE ( Computer Aided Engineering ) yang dilakukan di Universitas Pancasila antara lain : 1. Dapat digunakan sebagai bekal untuk menyelesaikan permasalahan

keteknikan secara cepat, tepat, dan benar. 2. Menguasai software yang bersifat aplikatif. 3. Memiliki kemampuan dasar dalam merancang suatu produk

. F. Sistematika Penulisan

Sistematika Laporan Praktikum adalah sebagai berikut: 1. Bagian awal:  Lembar Judul  Kata Pengantar  Daftar Isi  Daftar Gambar 2. Bagian pokok: a. Bab Pendahuluan b. Bab landasan Teori c. Bab Analisis Praktikum

d. Bab Analisis Ujian Praktikum e. Bab Penutup 3. Bagian Akhir

BAB II

LANDASAN TEORI

A.Teori

Pro/ENGINEER adalah sebuah perangkat lunak desain yang dikeluarkan oleh Parametric Technology Corporation yang berbasis gambar 3 dimensi (memiliki massa, volume dan pusat gravitasi). Pro/ENGINEER merupakan pelopor perangkat lunak desain 3 dimensi yang memakai sistem parametrik. Artinya desain komponen terbentuk dari berbagai fitur dan referensi dan bentuk hubungan antar fitur tersebut. Untuk komponen akhir yang sama jika cara pemberian dimensi dan hubungan antar fitur berbeda maka akan menghasilkan bentuk komponen yang berbeda ketika suatu dimensi diubah. Pada kesempatan kali ini , mahasiswa di bekali cara menggunakan fitur – fitur pada Pro/Eng dalam membuat part ke bentuk 3D Gambar 3 dimensi bisa langsung digunakan untuk aplikasi perangkat lunak CAE (Computer Aided Engineering) dan CAM (Computer Aided Manufacturing). Dengan aplikasi CAE maka bisa dilihat perilaku suatu komponen ketika mendapat gaya, pembebanan, perlakuan panas, dll. Dengan CAM bisa dilihat gerakan pahat yang harus dilakukan untuk membentuk komponen tersebut pada mesin produksi. Selanjutnya lintasan pahat tersebut bisa digunakan untuk membuat kode G dan kode M yang dipakai pada mesin CNC. Dengan kemampuan seperti itu maka Pro/ENGINEER banyak dipakai oleh perusahaan rekayasa dan manufaktur.

Sistem pemodelan parametrik (parametric modeling system) adalah sistem pemodelan berbasis fitur (feature-based modeler). Dalam lingkungan parametric modeling, komponen tersusun dari gabungan fitur-fitur. Fitur dengan ruang positif memiliki massa misalnya ekstrusi boss. Sedangkan fitur dengan ruang negatif adalah fitur yang memotong atau mengurangi massa dari suatu komponen, misalnya hole (lubang). Jika kita perhatikan fitur-fitur dalam pemodelan parametrik mirip dengan operasi permesinan, misalnya extrude dengan proses ekstrusi, revolve dengan proses pembubutan/turning, sweep dengan frais/slot milling.

• Pro/ENGINEER 1 - 1987

• Pro/ENGINEER 18.0 - 1997






• Pro/ENGINEER 2000i - 1999


• Pro/ENGINEER 2000i2 2000


• Pro/ENGINEER 2001 - 2001


• Pro/ENGINEER Wildfire 1.0 - 2002









B. Simulasi

Menurut wikipedia Simulasi adalah suatu proses peniruan dari sesuatu yang nyata beserta keadaan sekelilingnya (state of affairs). Aksi melakukan simulasi ini secara umum menggambarkan sifat-sifat karakteristik kunci dari kelakuan sistem fisik atau sistem yang abstrak tertentu. Simulasi merupakan satu bahasan dengan cakupan sangat luas dan bersinggungan dengan berbagai bidang ilmu. Pada umumnya digunakan untuk menyelesaikan permasalahan yang: 1. Sangat

sulit

diselesaikan

dengancara

analisis:

dynamic

programming,

rangkaian listrik kompleks, dll. 2. Memiliki ukuran data dan kompleksitas yang tinggi: travelling salesman

problem, assignment, schedulling, dll. 3.

Sangat sulit diimplementasikan secara langsung, karena biaya yang sangat tinggi: optimasiRadio Base Station atau optimasi channel assignment.

Adapun beberapa sumber menjelaskan mengenai metode-metode dalam melakukan simulasi: 1. Simulasi

Analog mempergunakan representasi fisik untuk menjelaskan

karakteristik penting dari suatu masalah model hidraulik sistem ekonomi makro. 2. Simulasi Simbolik yang pada dasarnya adalah model matematik yang

pemecahannya(dipermudah) dengan menggunakan komputer. Disebut juga dengan Simulasi Komputer.

C. Mechanica Mekanika (Bahasa Latin mechanicus, dari Bahasa Yunani mechanikos, "seseorang yang ahli di bidang mesin") adalah jenis ilmu khusus yang mempelajari fungsi dan pelaksanaan mesin, alat atau benda yang seperti mesin.mekanika merupakan bagian yang sangat penting dalam ilmu fisika terutama untuk ahli saints dan ahli teknik. Mekanika (Mechanics) juga berarti ilmu pengetahuan yang mempelajari gerakan suatu benda serta efek gaya dalam gerakan itu Hal dasar yang harus kita ketahui tentang dunia mekanika adalah mengenai sifat- sifat komponen mekanika,sifat mekanik adalah salah satu sifat yang terpenting, karena sifat mekanik menyatakan kemampuan suatu bahan (seperti komponen yang terbuat dari bahan tersebut) untuk menerima beban/gaya/energi tanpa menimbulkan kerusakan pada bahan/komponen tersebut. Seringkali bila suatu bahan mempunya sifat mekanik yang baik tetapi kurang baik pada sifat yang lain, maka diambil langkah untuk mengatasi kekurangan tersebut dengan berbagai cara yang diperlukan. Misalkan saja baja yang sering digunakan sebagai bahan dasar pemilihan bahan. Baja mempunyai sifat mekanik yang cukup baik, dimana baja memenuhi syarat untuk suatu pemakaian tetapi mempunyai sifat tahan terhadap korosi yang kurang baik. Untuk mengatasi hal itu seringkali dilakukan sifat yang kurang tahan terhadap korosi tersebut diperbaiki dengan cara pengecatan atau galvanising, dan cara lainnya. Jadi tidak harus mencari bahan lain seperti selain kuat juga harus tahan korosi, tetapi cukup mencari bahan yang syarat pada sifat mekaniknya sudah terpenuhi namun sifat kimianya kurang terpenuhi. Berikut adalah beberapa sifat mekanik yang penting untuk diketahui : 

Kekuatan (Strength), menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa menyebabkan bahan menjadi patah. Kekuatan ini ada beberapa macam, tergantung pada jenis beban yang bekerja atau mengenainya. Contoh kekuatan tarik, kekuatan geser, kekuatan tekan, kekuatan torsi, dan kekuatan lengkung.



Kekerasan (Hardness), dapat didefenisikan sebagai kemampuan suatu bahan untuk

tahan

terhadap penggoresan, pengikisan (abrasi), identasi atau penetrasi. Sifat ini berkaitan dengan sifat tahan aus (wear resistance). Kekerasan juga mempunya korelasi dengan kekuatan.



. Kekenyalan (Elasticity), menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk yang permanen setelah tegangan dihilangkan. Bila suatu benda mengalami tegangan maka akan terjadi perubahan bentuk. Apabila tegangan yang bekerja besarnya tidak melewati batas tertentu maka perubahan bentuk yang terjadi hanya bersifat sementara, perubahan

bentuk

tersebut akan hilang bersama dengan hilangnya tegangan yang diberikan. Akan tetapi apabila tegangan yang bekerja telah melewati batas kemampuannya, maka sebagian dari perubahan bentuk tersebut akan tetap ada walaupun tegangan yang diberikan telah dihilangkan. Kekenyalan juga menyatakan seberapa banyak perubahan bentuk elastis yang dapat terjadi sebelum perubahan bentuk yang permanen mulai terjadi, atau dapat dikatakan dengan kata lain adalah kekenyalan menyatakan kemampuan bahan untuk kembali ke bentuk dan ukuran semula setelah menerima bebang yang menimbulkan deformasi. 

Kekakuan

(Stiffness),

menyatakan

kemampuan

bahan

untuk

menerima

tegangan/beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi) atau defleksi. Dalam beberapa hal kekakuan ini lebih penting daripada kekuatan. 

Plastisitas (Plasticity) menyatakan kemampuan bahan untuk mengalami sejumlah deformasi plastik (permanen) tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. Sifat ini sangat diperlukan bagi bahan yang akan diproses dengan berbagai macam pembentukan seperti forging, rolling, extruding dan lain sebagainya. Sifat ini juga sering disebut sebagai keuletan (ductility). Bahan yang mampu mengalami deformasi plastik cukup besar dikatakan sebagai bahan yang memiliki keuletan tinggi, bahan yang ulet (ductile). Sebaliknya bahan yang tidak menunjukkan terjadinya deformasi plastik dikatakan sebagai bahan yang mempunyai keuletan rendah atau getas (brittle).



Ketangguhan (Toughness), menyatakan kemampuan bahan untuk menyerap sejumlah energi tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. Juga dapat dikatakan sebagai ukuran banyaknya energi yang diperlukan untuk mematahkan suatu benda kerja, pada suatu kondisi tertentu. Sifat ini dipengaruhi oleh banyak faktor, sehingga sifat ini sulit diukur.

Kelelahan (Fatigue), merupakan kecendrungan dari logam untuk patah bila menerima tegangan berulang – ulang (cyclic stress) yang besarnya masih jauh dibawah batas kekuatan elastiknya. Sebagian besar dari kerusakan yang terjadi pada komponen mesin disebabkan oleh kelelahan ini. Karenanya kelelahan merupakan sifat yang sangat penting, tetapi sifat ini juga sulit diukur karena sangat banyak faktor yang mempengaruhinya. 

Creep, atau bahasa lainnya merambat atau merangkak, merupakan kecenderungan suatu logam untuk mengalami deformasi plastik yang besarnya berubah sesuai dengan fungsi waktu, pada saat bahan atau komponen tersebut tadi menerima beban yang besarnya relatif tetap. Beberapa

sifat

mekanik

diatas

juga

dapat

dibedakan

menurut

cara

pembebanannya Sifat mekanik statis, yaitu sifat mekanik bahan terhadap beban statis yang besarnya tetap atau bebannya mengalami perubahan yang lambat. 

Sifat mekanik dinamis, yaitu sifat mekanik bahan terhadap beban dinamis yang besar berubah – ubah, atau dapat juga Software Pro/Engineer

Pro/Engineer adalah Computer Aided Engineering (CAE) software yang digunakan untuk membuat 3D model dari sebuah part/component dan dapat digunakan untuk simulasi dan analisa . Parametric Technology Cooperation (PTC) selaku

perusahaan

yang

mengeluarkan

Pro/Engineer

mengklaim

bahwa

Pro/Engineer adalah CAE software pertama yang menggunakan parametric based. Untuk mengaktifkan menu Mechanica Structure adalah: 1. Dengan meng-klik Application > Mechanica 2. Konfirmasi sistem satuan anda dan klik Continue 3. Pilih Structure dari menu Mechanica

Menentukan properti material 1. Klik Materials 2. Tambahkan Steel pada daftar material dengan memilih STEEL dalam material di Library dan klik kiri >>> 3. Assign STEEL sebagai material dengan meng-klik Assign > Part Pilih nama_file.prt dan pilih OK 4. Tutup kotak dialog Materials Mendefinisikan konstrain Klik Constraints > New > Edge/Curve

Mendefinisikan beban (bearing) 1. Loads > New > Bearing 2. Beri nama Load Set misal beban_bearing 3. Biarkan pilihan default gaya Component. Edit komponen misal x 889 dan y -44.5 dan z 0 4. Preview hasilnya. Sistem menyajikan distribusi beban.

Menjalankan Analisis Setelah semua langkah terpenuhi seperti mengatur geometri, material, beban dan elemen. Kita bisa mencari distribusi tegangan dan tegangan maksimum. Untuk itu kita akan membuat analisis statis dan menjalankannya. Langkah 1. Mendefinisikan analisis statis struktur untuk menentukan tegangan dan regangan yang disebabkan oleh beban yang bekerja.

1. Klik Analisys/Studies 2. Buat analisis statis baru dengan meng-klik File > New Static 3. Beri nama analisis 4. Klik Konstrain dan Loadset yang sedang digunakan 5. Pada tab Convergence, pastikan bahwa konvergen diset pad Single-Pass Adaptive 6. Pada tab Output, set plotting grid output pada 7 7. Klik OK untuk menutup kotak dialog Static Analisys Definition

Lankah 2. Jalankan Analisis Yang Sudah Didefinisikan 1. Klik Info > Status untuk menampilkan window ringkasan proses analisis. 2. Gulung ke bawah report untuk melihat kemajuannya. 3. Review dan catat polynomial order (Maximum edge order) nilai kedua. 4. Review dan catat error estimate. 5. Periksa nilai beban total (Resultant Load on Modal) dalam arah X, Y dan Z. 6. Review nilai-nilai ...? 7. Review memori dan penggunaan disk. 8. Klik Close untuk keluar dari window ringkasan. 9. Klik Close untuk keluar dari kotak dialog analysis dan studies.

Idealisasi Jenis-jenis idealisasi: 1. Beam

2. Shell 3. Solid 4.

Massa dan Pegas

BAB III ANALISA PRAKTIKUM Dalam analisis kekuatan material diperlukan latihan untuk benar-benar paham serta lebih jelas untuk mendalami teori-teori yang ada. Maka latihan-latihan praktikum tersebut adalah sebagai berikut:

A. Validasi rancangan dengan menggunakan Mechanica

Latihan 1. Membuat part braket 1. Mulai Pro/Engineer Wildfire > Atur direktori kerja > Klik tools > Environtment dan uncek Spin Center 2. Klik File > New > Part dan beri nama braket 3. Edit satuan dengan memilih Edit > Setup > Units Pilih mmNs dan OK 4. Klik Insert > Extrude 5. Klik Create a Section pada dashboard untuk membuat skets 6. Pilih bidang datum Front sebagai bidang skets dan bidang datum TOP sebagai bidang referensi atas. Klik Sketch. 7. Biarkan references default 8. Ketika selesai skets, ketik 2.5 untuk kedalaman extrution. 9. Klik Insert > Round untuk membuat radius pada part. 10. Gunakan menu Extrude untuk membuat lubang diameter 12.5

Latihan 2. Menambahkan Properti Material. 1. 2. 3. 4. 5.

Aktifkan Mechanica Structure dengan meng-klik Application > Mechanica Konfirmasi sistem satuan dan klik Continue Pilih Structure dari menu Mechanica Klik Materials Tambahkan Steel pada daftar material dengan memilih STEEL dalam material di Library

dan klik kiri >>> 6. Assign STEEL sebagai material dengan meng-klik Assign > Part nama_file.prt dan pilih OK 7. Tutup kotak dialog Materials

Latihan 3. Mendifinisikan konstrain

Pilih

1. 2.

Buat konstrain tepi dengan meng-klik Constraints > New > Edge/Curve Buat Constraint Set baru dengan nama las. Pilih tepi atas depan dengan klik kiri dan tepi

bawah depan braket sebagai kurva referensi dengan menekan CTRL + klik kiri. Matikan semua dof.

Latihan 4. Mendifinisikan Beban

1. 2. 3. 4.

Buat beban bearing dengan klik Loads > New > Bearing Beri nama Load Set dengan beban _bearing Pilih tepi bawah depan dari lubang atas sebagai lubang bearing Biarkan pilihan default gaya Component. Edit komponen x pada 889 dan y pada -44.5

dan z pada 0 5. Preview hasilnya 6. Buat beban bearing lain pada tepi bawah depan dan lubang bawah dengan menggunakan prosedur yang sama. Nama Load Set : beban_bearing Biarkan pilihan default gaya pada Component. Edit komponen x dengan -889, y dengan 44.5 dan z dengan 0.

Latihan 5.Idealisasi Model

1. 2.

Buat permukaan shell dengan klik Idealization > Shell > Mid-Surfaces Klik New. Pilih permukaan depan dengan klik kiri dan belakang permukaan model

dengan menekan CTRL + klik kiri. Mechanica membuat pasangan tersebut bewarna merah dan kuning. 3. Uji kompresi mid-surface dengan klik Compress > Shell Only > Show Compress Sistem menyajikan geometri mid-plane dalam warna kuning 4. Klik AutoGem (Autometic Geometry Element Mesh) untuk memulai pembuatan elemen shell. 5. Pastikan bahwa Use Pairs aktif 6. Klik Create untuk secara otomatis membuat elemen shell. 7.

Simpan mesh

Latihan 6. Menjalankan Analisis Setelah

mengatur geometri, material, beban dan elemen braket, kita ingin mencari

distribusi tegangan dan tegangan maksimum. Untuk itu kita tinggal membuat analisis statis dan menjalankannya.

Latihan 7. Menampilkan Hasil Setelah menjalankan analisa statis untuk melihat berbagai hasil eksekusi Mechanica, harus dibuat sebuah window hasil. Akan dibuat plot fringe tegangan Von Misses dan animasi hasil deformasi dan menguji tegangan-tegangan pada braket.

Langkah 1. Membuat window hasil untuk melihat distribusi tegangan Von Misses dalam model. 1. 2.

Klik Result untuk memulai kreasi hasil. Jangan simpan model jika muncul pertanyaan. Klik Insert > Result Window untuk membuat window hasil baru yang menampilkan

tegangan. 3. Beri nama window dengan braket_max_vm 4. Ubah judul menjadi Maximum Von Misses 5. Pilih dirctory design study dengan mencari braket_statis dan klik Open 6. Pastikan bahwa jenis tampilan adalah fringe 7. Pastikan bahwa Quantity adalah Stress 8. Pastikan bahwa Component diset pada Von Mises 9. Pada tab Display Option, hilangkan pilihan Continous Tone jika perlu 10. Periksa pilihan Deformed dengan skala 10% 11. Periksa pilihan animasi dan tentukan 16 frame Catatan : frame lebih banyak akan menghasilkan animasi yang lebih halus dan 12. 13. 14.

membutuhkan waktu lebih lama untuk menghasilkannya. Pastikan bahwa pilihan Auto Start dan Continous Loop aktif. Klik OK and Show untuk mengakhiri definisi dan menampilkan window hasil. Gunakan tombol pengendali Animasi untuk memulai, menghentikan dan melangkahkan

animasi. 15. Lakukan langkah 2 tanpa menutup window hasil.

Langkah 2. Membuat window hasil untuk menampilkan

perpindahan dan menyalin

window yang ada. 1. Salin window hasil yang ada 2. Edit namanya menjadi braket_displacement 3. Ubah judulnya menjadi Perpindahan Braket 4. Pastikan bahwa jenis tampilan adalah fringe 5. Pastikan bahwa Quantity adalah Displacement 6. Pastikan bahwa Component diset pada Magnitude 7. Pada tab Display Option, hilangkan pilihan Continous Tone bila perlu 8. Periksa pilihan Deformed dengan skala 10% 9. Periksa pilihan animasi dan tentukan 16 frame 10. Pastikan bahwa pilihan Auto Start dan Continous Loop aktif 11. Klik OK and Show untuk mengakhiri definisi dan menampilkan window hasil 12. Dengan default, kedua hasil window akan ditampilkan. Hilangkan Maximum Von Mises dari tampilan 13. Gunakan tombol pengendali Animasi untuk memulai, menghentikan dan melangkahkan animasi

14. Lakukan langkah 3 tanpa menutup window hasil displacement

Langkah 3. Membuat window hasil untuk menampilkan Tegangan Utama Maksimum (maximum pricipal stress) dengan menyalin hasil window yang ada. 1. Salin hasil window yang ada 2. Edit namanya menjadi braket_vm_query. 3. Ubah judulnya menjadi von mises query. 4. Pastikan bahwa jenis tampilan adalah fringe 5. Pastikan bahwa Quantity adalah Stress 6. Pastikan bahwa Component diset pada Von Mises 7. Hilangkan checkbox Animate 8. Biarkan seting default yang lainnya 9. Akhiri definisi dan tampilkan window hasil 10. Hilangkan tegangan utama braket dari tampilan 11. Gunakan pilihan Dynamic Query untuk mengamati tegangan pada berbagai lokasi pada model

Langkah 5. Menampilkan semua window hasil

Gambar 1. Grafik Braket

Gambar 2. Simulasi Braket. Langkah 6. Menafsirkan dan mencatat hasil 1. Tuliskan hasil pengamatan berikut:  Tegangan Von Mises Maksimum _________  Perpindahan Maksimum _________  Apakah telah memenuhi persyaratan disain ? _________ 2. Keluar window hasil dan simpan window 3. Edit nama ke Original 4. Terima semua perubahan untuk mengakhiri 5. Simpan Model 6. Tutup Window

B. Menyederhanakan Rancangan Dengan Menggunakan Idealisasi Latihan 1. Menerapkan massa, pegas dan idealisasi beam

Langkah 1. Membuat struktur truss 1. Set direktori kerja 2. Buat part baru dengan nama truss. 3. Pilih FRONT sebagai bidang skets dan TOP sebagai referensi TOP Langkah 2. Membuat beam 1. Aktifkan mode Mechanica Structure 2. Tambahkan beam baru dengan nama hollow_tube Mechanica structure Idealization > Beams > New 3. References Edge/Curve dan pilih semua curve pada model 4. Material tentukan STEEL 5. Arah Y vektor WCS dan ketik 0, 0, 1 untuk x, y dan z 6. Section > More > New, kemudian beri nama penampang hollow_circle 7. Hollow Circle dengan jari-jari luar 12.5 dan jari-jari dalam 8.75

Langkah 3. Memasang sebuah massa pada ujung truss dan memodelkan pendukung fleksibel (pegas) dipasang di tengah truss dan dasar 1. Pindah ke pandangan depan dan buat titik datum PNT0 Dengan memilih Features > Datum point > Circle 2. Buat titik datum lain PNT1 3. Buat sebuah massa pada PNT0 Idealization > Mass > New 4. Ambil PNT0 sebagai referensi dan tipe Simple. Ketik 100 sebagai properti massa. 5. Buat pegas antara PNT1 dan dasar Pilih Idealization > Spring > New 6. Pilih To Ground sebagai type dan PNT1 sebagai referensi. Untuk properti pegas ketik More dan New dan ketik 10, 1000 untuk Kxx, Kyy dan Kzz biarkan default lainnya. Langkah 4. Sembunyikan tampilan ikon Idealization 1. Pilih View > Simulation Display dan klik tab Modeling Entities 2. Sembunyikan penampang beam, massa dan pegas. Model sekarang siap untuk menerima beban dan mendefinisikan analisa. 3. Simpan model 4. Tutup window

Gambar 3. Simulasi Truss.

Gambar 4. Grafik Truss.

BAB IV

ANALISA UJIAN PRAKTIKUM

A. Soal UTS a. Sebuah besi mendapat beban di 2 tempat yang berbeda sebesar 500kg dan 300kg. Buat struktur dengan menggunakan Beam dengan Hollow Circle r =15mm dan r1 = 10mm. Analisa kekuatan jembatan menerima beban dan distribusi tegangan! b. Hitung secara matematis gaya yang bekerja di titik A dan B! c. Bandingkan hasil perhitungan secara analisa sistematis ProE dengan perhitungan matematis. Beri kesimpulan beserta alasan!

Jawab: a. Analisis sistematis Pro/E

Langkah 1. Membuat struktur Jembatan. •

Pro/ENGINEER Wildfire 4.0

•

File > Set working directory : pilih folder yang akan digunakan untuk menyimpan file.

•

File > New > Part

•

Sketch > Pilih FRONT sebagai bidang skets dan TOP sebagai referensi TOP

•

Buat garis lurus panjang 400mm

Langkah 2. Membuat beam •

Aktifkan mode Mechanica Structure

•

Tambahkan beam baru dengan nama hollow_tube Mechanica structure Idealization > Beams > New

•

References Edge/Curve dan pilih semua curve pada model

•

Material tentukan STEEL

•

Arah Y vektor WCS dan ketik 0, 0, 1 untuk x, y dan z

•

Section > More > New, kemudian beri nama penampang hollow_circle

•

Hollow Circle dengan jari-jari luar 15 dan jari-jari dalam 10

Langkah 3. Memberi gaya •

Buat titik datum PNT0 untuk jarak 100mm Dengan memilih Features > Datum point > Point

•

Buat titik datum PNT1 untuk jarak 300mm

•

Buat gaya pada PNT0 Idealization > Force > New

•

Ambil PNT0 sebagai referensi dan tipe Simple. Ketik 4900 sebagai properti force dalam Newton.

•

Buat gaya pada PNT1 2940 Newton

Langkah 4. Menambahkan properti material. •

Klik Materials

•

Tambahkan Steel pada daftar material dengan memilih STEEL dalam material di Library dan klik kiri >>>

•

Assign STEEL sebagai material dengan meng-klik Assign > Part Pilih nama_file.prt dan pilih OK

•

Tutup kotak dialog Materials

Langkah 5. Membuat konstrain •

Klik Constraints > New > Edge/Curve

•

Pilih kedua ujung A dan B

Langkah 6. Menjalankan Analisis •

Klik Analisys/Studies

•

Buat analisis statis baru dengan meng-klik File > New Static

•

Beri nama analisis

•

Klik Konstrain dan Loadset yang sedang digunakan

•

Pada tab Convergence, pastikan bahwa konvergen diset pad Single-Pass Adaptive

•

Pada tab Output, set plotting grid output pada 7

•

Klik OK untuk menutup kotak dialog Static Analisys Definition

•

Klik Info > Status untuk menampilkan window ringkasan proses analisis.

•

Gulung ke bawah report untuk melihat kemajuannya.

•

Review dan catat polynomial order (Maximum edge order) nilai kedua.

•

Review dan catat error estimate.

•

Periksa nilai beban total (Resultant Load on Modal) dalam arah X, Y dan Z.

•

Review nilai-nilai ...?

•

Review memori dan penggunaan disk.

•

Klik Close untuk keluar dari window ringkasan.

•

Klik Close untuk keluar dari kotak dialog analysis dan studies.

Gambar 5. Pengerjaan UTS

B. Soal UAS Jawab: a. Analisis sistematis Pro/E Langkah 1. Membuat struktur Jembatan. •

Pro/ENGINEER Wildfire 4.0

•

File > Set working directory : pilih folder yang akan digunakan untuk menyimpan file.

•

File > New > Part

•

Sketch > Pilih FRONT sebagai bidang skets dan TOP sebagai referensi TOP

•

Buat garis lurus panjang 450mm

Langkah 2. Membuat beam •

Aktifkan mode Mechanica Structure

•

Tambahkan beam baru dengan nama hollow_rect Mechanica structure Idealization > Beams > New

•

References Edge/Curve dan pilih semua curve pada model

•

Material tentukan STEEL

•

Arah Y vektor WCS dan ketik 0,-5000, 0 untuk x, y dan z

•

Section > More > New, kemudian beri nama penampang hollow_rect

•

Hollow Rect

Langkah 3. Memberi gaya •

Buat titik datum PNT0 untuk jarak 150mm Dengan memilih Features > Datum point > Point

•

Buat titik datum PNT1 untuk jarak 350mm

•

Buat gaya pada PNT0 Idealization > Force > New

•

Ambil PNT0 sebagai referensi dan tipe Simple. Ketik 5000 sebagai properti force dalam Newton.

•

Buat gaya pada PNT1 5000 Newton

Simulasi soal UTS

Langkah 4. Menambahkan properti material. •

Klik Materials

•

Tambahkan Steel pada daftar material dengan memilih STEEL dalam material di Library dan klik kiri >>>

•

Assign STEEL sebagai material dengan meng-klik Assign > Part Pilih nama_file.prt dan pilih OK

•

Tutup kotak dialog Materials

Langkah 5. Membuat konstrain •

Klik Constraints > New > Edge/Curve

•

Pilih kedua ujung A dan B

Langkah 6. Menjalankan Analisis •

Klik Analisys/Studies

•

Buat analisis statis baru dengan meng-klik File > New Static

•

Beri nama analisis

•

Klik Konstrain dan Loadset yang sedang digunakan

•

Pada tab Convergence, pastikan bahwa konvergen diset pad Single-Pass Adaptive

•

Pada tab Output, set plotting grid output pada 7

•

Klik OK untuk menutup kotak dialog Static Analisys Definition

•

Klik Info > Status untuk menampilkan window ringkasan proses analisis.

•

Gulung ke bawah report untuk melihat kemajuannya.

•

Review dan catat polynomial order (Maximum edge order) nilai kedua.

•

Review dan catat error estimate.

•

Periksa nilai beban total (Resultant Load on Modal) dalam arah X, Y dan Z.

•

Review nilai-nilai ...?

•

Review memori dan penggunaan disk.

•

Klik Close untuk keluar dari window ringkasan.

•

Klik Close untuk keluar dari kotak dialog analysis dan studies.

Gambar 6. Simulasi UAS soal 1

Grafik soal UTS Setelah mengamati hasil tabulasi perhitungan ternyata hasilnya berbeda. Itu dikarenakan perhitungan matematis hanya berdasarkan pada suatu titik dan tanpa memperhitungkan bentuk bidang dan jenis material, sedangkan dengan perhitungan analisis sistematis menggunakan Pro/E di mana dengan software ini dapat dihitung lebih detil beban yang bekerja pada suatu bidang dengan jenis material tertentu. Namun secara garis besar sebenarnya dengan dasar yang sama.

BAB V PENUTU P

Kesimpulan Pada kesempatan praktek kali ini saya dapat menggunakan software Pro Engineering sebagai alat untuk mensimulasikan perilaku rancangan, menghitung tegangan dan nilai lain untuk masing-masing idealisasi atau elemen sebelum mengaplikasikannya ke lapangan. Beberapa manfaat yang didapat antara lain : 1. Praktek simulasi mekanika kekuatan material ini sangat bermanfaat sekali bagi mahasiswa Teknik Mesin yang nanti nya akan diaplikasikan dalam dunia kerja. 2. Simulasi mekanika kekuatan material memberikan gambaran tentang distribusi nilai stress terhadap suatu rancangan produk. Sehingga akan menjadi bahan pertimbangan dalam perancangan design.

Saran 1. Tim pengajar diharapkan lebih intensif lagi dalam memberikan bimbingan mengenai simulasi mekanika kekuatan material. 2. Diharapkan latihan-latihan dalam modul di orientasikan seperti kasus perancangan design dalam dunia kerja sehingga mahasiswa lebih memahami tentang FEM (Finite Element Method) analysis. 3. Fitur –fitur yang ada di dalam CAE lebih dikembangkan sesuai dengan kebutuhan di dunia Industri saat ini dan kedepannya.

DAFTAR PUSTAKA

Horgan, jack (2004-06-21). "eda & plm?". Http://www10.edacafe.com/nbc/articles/view_weekly.php? articleid=209213&page_no=3. Diakses pada tanggal 07 Januari 2013. "Introduction to Finite Element Analysis - Theory and application" - Harold C Martin & Graham F Carey - McGraw-Hili Book Company. "Theory of Matrix structural analysis" - przemieniecki J S – McGrawHill Book Company. "The Finite element method By Zienkiewicz 0 C" - Tata McGraw-Hili Publishing Company Ltd.

DAFTAR PUSTAKA Tim Lab. (2005). Panduan Simulasi Mekanika Kekuatan Material Internet

LAMPIRAN

Laporan Praktikum Cae

Recommend Documents