BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN
Dalam bab ini dibahas tentang analisa menggunakan simulasi statis dari struktur penyangga badan conveyor . Analisa ini berguna untuk mengetahui apakah desain dan pemilihan material dari struktur sudah sesuai untuk menyangga beban dari badan conveyor . Simulasi stat is menggunakan bantuan software bantuan software ANSYS ANSYS 16.0.
4.1
Analisa Kekuatan Struktur Penyangga Conveyor
Penyangga adalah struktur yang menahan badan conveyor pada ketinggian dan kemiringan tertentu. Analisa kekuatan pada penyangga penting agar dapat diketahui apakah desain dari penyangga dan material yang digunakan sesuai.
4.2
Geometri Penyangga
Bahan dari penyangga menggunakan beam beam berbentuk batang segiempat hollow, hollow, yang memiliki ukuran 100 × 100 mm dengan ketebalan 10 mm. Geometri penyangga terdapat 5 bentuk bentuk yang berbeda ketinggian.
Gambar 4.1 Penampang hollow beam. beam.
1. Geometri penyangga 1. Geometri 1 memiliki ketinggian ket inggian 4500 mm pada bagian yang menyangga badan conveyor , dan memiliki sudut 100 derajat pada kedua kakinya. Struktur penyangga memiliki dua buah truss pada truss pada sisi dalam da lam kaki penyangga untuk memberikan support memberikan support pada penyangga. penyangga.
46
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
47
Gambar 4.2 Geometri penyangga 1.
2. Geometri penyangga 2. Geometri 2 memiliki ketinggian ket inggian 3500 mm pada bagian yang menyangga badan conveyor , dan memiliki sudut 100 derajat pada kedua kakinya.
Gambar 4.3 Geometri penyangga 2.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
48
Gambar 4.4 Geometri penyangga 3.
4. Geometri penyangga 4. Geometri 4 memiliki ketinggian 1500 mm pada bagian yang menyangga badan conveyor , dan memiliki sudut 100 derajat pada kedua kakinya.
Gambar 4.5 Geometri penyangga 4.
5. Geometri penyangga 5. Geometri 5 memiliki ketinggian 500 mm pada bagian yang menyangga badan conveyor , dan tidak t idak memiliki sudut pada kedua kakinya.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
49
4.3
Material Penyangga
Material penyangga menggunakan baja structural yang disediakan oleh software ANSYS 16.0 dengan nilai tegangan luluh adalah sebesar 250 MPa. material baja struktural (ANSYS 16.0). Tabel 4.1 Tabel sifat material baja
4.3.1 Susunan Struktur
Penyangga disusun dengan urutan dari penyangga 1 sampai 5 dengan jarak yang sama sehingga membentuk kemiringan sesuai desain yang akan dicapai, yaitu 20 derajat.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
50
Dari Gambar 4.7 penulis lalu menyusun diagram benda bebas dari pembebanan yang yang dilakukan oleh badan badan conveyor ke ke penyangga. Beban dihasilkan dari massa keseluruhan badan conveyor yang terdistribusi ke kelima penyangga. Massa keseluruhan badan conveyor tersebut tersebut adalah ada lah 450,43 kg.
Gambar 4.8 Beban dari badan conveyor .
4.4
Langkah Simulai
4.4.1 Pengaturan B oolea oolean n Geometri
Desain penyangga yang digunakan memiliki rongga, rongga ini pada design modeler ANSYS ANSYS 16.0 akan terbaca sebagai benda solid. Karena itu harus dibuat pendefinisian untuk memisahkan mana bagian yang solid dan mana bagian yang berongga. Boolean berongga. Boolean berguna berguna untuk membantu pendifinisian tersebut. t ersebut. Boolean Boolean yang yang digunakan adalah tipe substract tipe substract . Target body adalah body adalah bagian solid luar, dan tool body adalah bagian solid dalam.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
51
Gambar 4.10 Bagian solid dalam.
Sebelum boolean dibuat, pada software akan membaca sebagai 2 buah geometri solid. Pengaturan boolean boolean akan membuat software membaca geometri solid sebanyak 1 buah saja, dimana bagian solid adalah bagian luar dari beam, beam, sedangkan bagian dalam akan terbaca sebagai rongga.
Gambar 4.11 Geometri setelah pengaturan boolean. boolean.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
52
Meshing ing 4.4.2 Mesh Meshing geometri menggunakan mesh tipe otomatis, dan ukuran tiap mesh adalah 0,05 m. Dari hasil meshing didapat jumlah elemen sebanyak 336474 buah. Apabila ukuran mesh mesh diperkecil maka akan mendapat jumlah elemen yang lebih banyak dan memakan waktu waktu simulasi yang lebih lama.
geometri. Gambar 4.12 Meshing geometri.
4.4.3 Pembebanan
Beban yang disangga oleh struktur adalah beban massa dari badan conveyor yang dipengaruhi juga oleh gravitasi bumi. Pada simulasi beban massa badan conveyor diatur dengan bantuan menu distributed mass, mass, lalu dipilih pada keseluruhan badan conveyor , dan massa diatur sebesar 450,43 Kg. Selanjutnya ditambahkan menu standar menu standar earth gravity dengan arah gravitasi adalah pada sumbu
– Y. Y.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
53
Gambar 4.14 Pengaturan arah gravitasi.
4.4.4 Pembacaan Kontak Antara Badan Conveyor Dengan Penyangga
Dalam simulasi ini, masing-masing 5 buah penyangga dan body conveyor merupakan bagian yang terpisah, sehingga diperlukan adalanya pembacaan ko ntak yang dihasilkan dari beban massa badan conveyor yang membebani penyangga. Pembacaa kontak ini berguna agar saat simulasi, penyangga dapat terkena pengaruh langsung dari beban massa dan gravitasi.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
54
4.5
Hasil Simulasi
4.5.1 Tegangan Ekuivalen (von – Misen) Misen)
Hasil dari simulasi menunjukkan tegangan von-Mises tertinggi adalah sebesar 1.8521e+6 Pa. Nilai tegangan ini masih berada dibawah tegangan luluh dari material penyangga yang sebesar 2.5e+8 Pa. Dapat disimpulkan dengan sementara jika struktur dari penyangga penyangga masih berada pada batas aman.
Gambar 4.16 Hasil simulasi tegangan.
4.6 Perbandingan Hasil Simulasi Dengan Perhitungan Manual
Perhitungan berguna untuk mengetahui apakah hasil simulasi dapat disebut benar. Berikut adalah diagram benda bebas pembebanan dari penyangga 1. Pada penyangga, terdapat dua buah gaya yang terdistribusi pada sisi kanan dan kiri, masing-masing gaya memiliki panjang pembebanan sepanjang 30 mm. Beban pada penyangga beban yang yang didapat didapat dari cosinus beban cosinus beban utama dari badan conveyor . Pada perhitungan kali ini, ini, penulis berfokus pada struktur penyangga penyangga 1. - Massa (m) = 450,43 Kg
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
55
Penyangga 1. Gambar 4.18 Penyangga
Dari gaya yang dihasilkan dari beban badan conveyor , penulis membuat sebuah reaksi dari tiap-tiap sambungan truss yang ada pada struktur penyangga. Pada warna merah menandakan jika truss mengalami kompresi, dan pada bagian yang berwarna biru menunjukkan truss mengalami tension atau tension atau tarikan. Pada sisi kanan dan kiri dari penyangga akan memiliki reaksi yang sama karena po sisi gaya yang seimbang pada penyangga. Penulis membuat perhitungan hanya pada satu sisi dari penyangga tersebut. -
Nilai F1 dan F2 F2
W 4418,72 N = = 88 883, 3,74 74 N 5 5 883,74 N F1= = 441,87 N = F2 2
F1+F2=
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
56
- Reaksi pada G dan H Pengecekan reaksi ini berguna untuk mengetahui apakah pada titik G dan H menerima reaksi yang sama dari hasil pembebanan gaya F1 dan F2. - Reaksi pada H
+↺ M = 0 M = (H × 3) (44 441, 1,87 87 × 1,94 1,94) (44 441, 1,87 87 × 1,06 1,06) 0 = (H × 3) 857,2 857,227 2788 Nm 468,3 468,382 8222 Nm Nm 3H = 13 1325 25,6 ,611 Nm Nm 1325,61 Nm H= = 44 441, 1,87 87 N 3m Reaksi pada H sama dengan nilai gaya F1 atau F2, ber arti reaksi pada G adalah bernilai sama dengan H. Dengan ini dapat disimpulkan jika sisi kanan kanan dan kiri truss melakukan reaksi yang sama terhadap pembebanan dari gaya F1 dan F2.
- Reaksi pada AC
Gambar 4.20 Reaksi AC.
ΣFy = 0 AC Cos Cos 10 + 44 441, 1,87 87 N = 0
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
57
A = (0,1 0,1 m × 0,1 0,1 m) (0,08 m × 0,08 m) = 0,00 0,0036 36 m - Tegangan pada AC
σ =
450,88 N = 12524 125244, 4,44 44 Pa 0,0036 m
Gambar 4.22 Tegangan pada AC.
Pada hasil simulasi menunjukkan tegangan sebesar 125880 Pa, sedangkan pada tegangan hasil perhitungan didapatkan tegangan sebesar 125244,44 Pa.
Reaksi pada CE
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
58
Gambar 4.24 Tegangan pada CE.
Dari hasil nilai tegangan yang didapatkan melaui simulasi menunjukkan tegangan sebesar 127530 Pa, sedangkan pada tegangan hasil perhitungan didapatkan tegangan sebesar 127575 Pa.
- Reaksi pada EG
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
59
Gambar 4.26 Tegangan pada EG.
Pada hasil simulasi menunjukkan tegangan sebesar 130520 Pa, sedangkan pada tegangan hasil perhitungan didapatkan tegangan sebesar 130177,78 Pa.
- Reaksi pada CD
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
60
Karena batang CD menerima reaksi gaya pada kedua ujungnya, maka tegangan pada batang akan berada pada pusat batang CD. Pada hasil simulasi si mulasi menunjukkan tegangan sebesar 45190 Pa, sedangkan pada tegangan hasil perhitungan didapatkan tegangan sebesar 42583,11 Pa.
- Reaksi pada EF
Gambar 4.29 Reaksi EF.
EF = EG Sin Sin 10 + FH Sin Sin 10 EF = 45 450, 0,88 88 N (0,17) + 45 450, 0,88 88 N(0,17) EF = 15 153, 3,29 29 N Tegangan pada EF σ
= 153,29 N⁄0,0036 m = 42583,11 Pa
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
61
4.7 Perhitungan Tegangan Pada Sisi Penerima Beban
Pada batang OP menerima pembebanan langsung F1 dan F2 dari badan conveyor . Pada perhitung per hitungan an kali ini penulis akan aka n menghitung tegangan yang terjadi pada penampang melintang melintang batang yang menerima gaya dari F1.
Penampang batang penyangga. Gambar 4.31 Penampang
Penulis mengambil potongan batang penyangga hanya pada posisi OP dimana sisi O dan P merupakan bagian yang menerima gaya yang menyebabkan bending pada batang.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
62
M + 0,063 Nm Nm 55,23 Nm Nm = 0 M 55,17 Nm = 0 M = 55 55,1 ,177 Nm Nm - Inersia penampang batang
melintang batang penyangga. Gambar 4.33 Potongan melintang
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
Trusted by over 1 million members
Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.
63
Pada hasil simulasi menunjukkan tegangan sebesar 288660 Pa, sedangkan pada tegangan hasil perhitungan didapatkan tegangan sebesar 236000 Pa.
Tabel 4.2 Perbandingan tegangan hasil simulasi dengan perhitungan.
Daerah
AC
Gambar
Hasil
Hasil
Simulasi
Perhitungan
125880 Pa
125244,44 Pa