ANALISA GETARAN HASIL DESAIN SEPEDA LIPAT DENGAN PEMODELAN SOFTWARE

Transkripsi

1 ANALISA GETARAN HASIL DESAIN SEPEDA LIPAT DENGAN PEMODELAN SOTWARE Rivanol Chadry (1) (1) Staf Pengajar Jurusan Teni Mesin, Politeni Negeri Padang ABSTRACT Analyses vibration at design folding bie as the construction which is always to experience of force dynamic the is much needed as eligibility test to successfully of design. The happily of vehicle at the moment represent is one especial condition. Analyzes the vibration will give the information of designer about safety and freshman to folding bie during movement. Result of data obtained from simulation of software MSC. Visual Nastran that is in the form of graph tension, strain and deflection during movement, and by using various equation of vibration will be obtained value of frequency of natural vibration, frequency damped vibration, damping coefficient (adjacent viscous and damping ratio). Pursuant to graph yielded by using materials AISI 100 at construction folding bie, the damping factor ( ) that happened is With the consideration analyzes the vibration and also assess the damping factor that happened to designed, earn we determine the storey leveling of freshmen of designed folding bie. The change of designed and also component addition can be done is designer in order to reaching freshmen leveling are accepted by maret. Keywords: Analysis Vibration of olding Bie 1. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belaang Analisa getaran pada suatu sistem yang mengalami gaya-gaya dinamis sangat perlu dilauan dan diperhitungan. Berbagai sistem onstrusi yang dianggap tida membahayaan efe dinamisnya arena dianggap ecil misalnya jembatan sering mengalami egagalan atau patah sebelum watu umurnya hanya arena terjadinya getaran aibat angin. Analisa getaran pada hasil disain sepeda lipat dilauan untu memperhitungan besarnya amplitudo getaran yang terjadi pada onstrusi sepeda serta ada atau tidanya osilasi yang terjadi pada ranga sepeda selama pergeraan. 1.. Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah untu menghitung eauan batang, besarnya energi didipasi yang terjadi, frewensi natural omponen eranga, redaman visos (visos damping), fator redaman dan frewensi getaran teredam dari onstrusi hasil disain sepeda. Hasil tersebut diperoleh dari analisa perhitungan terhadap grafi perubahan tegangan, regangan dan deflesi selama pergeraan sepeda lipat yang dihasilan dari pemodelan omputer.. METODOLOGI PENELITIAN Perhitungan efe getaran dilauan dengan melauan pemodelan omputer melalui visualisasi geraan sepeda terhadap ondisi-ondisi yang menyebaban getaran yang estrem. Dari hasil pemodelan aan diperoleh grafi tegangan, regangan dan deflesi selama geraan. Dari grafi yang dihasilan dan dengan menggunaan persamaanpersamaan getaran aan diperoleh sifat-sifat atau fenomena getaran dari onstrusi sepeda yang ditinjau. 3. TINJAUAN PUSTAKA Bila bahan diberi gaya secara berulang, maa energi aan dipindahan secara internal di dalam bahan itu sendiri. Untu logam strutural, seperti baja atau aluminium, energi yang dipindahan ( didisipasi ) per silus, untu selang freuensi yang lebar tida tergantung pada freuensi dan sebanding dengan uadrat amplitudo getaran (Teori Getaran Dengan Penerapan, Wiiliam T. Thomson). Redaman internal yang memenuhi lasifiasi ini disebut redaman padat (solid damping atau redaman strutural) Besarnya redaman adalah : dimana : Wd C.. m.... (1) n Wd atau Wd atau Wd. x energi didisipasi ( Nm ) = n adalah x adalah deflesi masimum yang terjadi (m) adalah frewensi natural (rad/dt) m C = Koefisien redaman / Visos Damping (Ndt/m)

2 Analisa Getaran Hasil Desain Sepeda Lipat dengan Pemodelan Software(Rivanol Chandry) = adalah fator redaman Maa persamaan lain oefisien redaman Visos damping C atau C...() Dengan demiian persamaan diferensial gera untu sistem dengan redaman strutural dapat ditulis sebagai : m x ( ) x x ( t)....(3) Sedangan frewensi getar teredam diperoleh dengan persamaan sebagai beriut : d. 1 (rad/dt)...(4) Berdasaran Persamaan (4) diatas, maa freuensi geranya adalah 1 f d (hz)...(5) Sedangan perioda getarannya atau geranya d...(6) d 1 rewensi gera adalah jumlah getaran dalam satu satuan watu sedangan perioda getaran adalah watu yang diperluan untu satu getaran. Hal ini memberian pengertian bahwa apabila fator peredam suatu sistem ( ) main besar, maa frewensi teredamnya ( d ) main ecil sehingga jumlah getarannya (f) per satuan watu aan semain ecil pula dan watu yang dibutuhan untu mencapai satu getaran ( ) aan semain lama, begitu sebalinya. Nilai dari fator peredam juga menunjuan berapa besar osilasi atau simpangan yang terjadi seperti yang ditunjuan pada gambar di bawah ini. Dari Grafi (1) dijelasan apabila fator peredam menuju nilai nol, maa amplitudo getaran pada resonansi menjadi sama dengan tida berhingga. Pada suatu sistem hal ini aan mengaibatan amplitudo yang besar yang dapat mengaibatan patah atau gagalnya suatu sistem onstrusi. Pada suatu sistem yang bergetar, apabila frewensi getar teredamnya lebih besar dari frewensi naturalnya ( d 1), maa sistem aan mencapai n punca resonansi dan terjadinya osilasi dan simpangan amplitudo yang besar. Gambar 1. Grafi amplitudo pada getaran pasa (teredam) dan fator peredam sebagai fungsi dari perbandingan frewensi penggetar dan frewensi natural sistem. (Sumber : Toeri Getaran Dengan Penerapan oleh Willian T. Thomson) 4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Gambar Disain Keranga Sepeda I A D B Gambar Ranga Sepeda C E J G engsel Gambar 3. Meanisme Lin Ranga Sepeda D H K 41

3 Jurnal Teni Mesin Vol. 5, No.1, Juni 008 ISSN Batang Utama 1 ( Engsel ) Gambar 5 Grafi Tegangan,Regangan dan Deflesi Terhadap Watu Pergeraan Pada Batang Utama (Engsel-H ) (Massa batang = 0,634 g) Max Delta_MAG Displacement (mm) vs. time (s) 0.00 Gambar 4 Grafi tegangan,regangan dan deflesi terhadap watu pergeraan pada batang utama 1 (massa batang =,05 g) Max Delta_MAGDisplacement (mm) vs. time (s) 0.00 Gambar 6 Grafi tegangan,regangan dan deflesi terhadap watu pergeraan pada batang j-i (massa =0,448 g) 4.3. Analisa Getaran Berdasaran persamaan persamaan di bawah ini, hasil perhitungan dapat ditabelan sebagai beriut: a. Gaya Total Masimum ( ) atau =. A ( N ) A b. Keauan batang ( ) = x ( N/m ) Max Delta_MAG Displacement (mm) vs. time (s) c. Energi yang didisipasi ( W d ) W d =. atau W d =. x (Nmm ) d. rewensi natural getaran ( ) = ( rad/dt ) m e. Redaman Visos / Visos Damping ( c ) c ( Ndt/m ). f. Rasio redaman 4

4 Analisa Getaran Hasil Desain Sepeda Lipat dengan Pemodelan Software(Rivanol Chandry) c. m. g. rewensi getaran teredam d. 1 ( rad/dt ) Tabel 1 Perhitungan Analisa Getaran Pada Grafi Batang -Engsel Watu σ A m K Wd ω C ξ ωd (dt) mm ( N/mm² ) (mm²) ( g ) ( N ) ( N/m ) ( Nmm ) ( rad/dt ) (N.dt/m) (rad/dt) Tabel. Perhitungan Analisa Getaran Pada Grafi Batang Utama ( Engsel-H ) Watu σ A m K Wd ω C ξ ωd (dt) mm (N/mm² ) (mm²) ( g ) ( N ) ( N/m ) (Nmm) ( rad/dt ) (N.dt/m) (rad/dt)

5 Jurnal Teni Mesin Vol. 5, No.1, Juni 008 ISSN Tabel 3. Perhitungan Analisa Getaran Pada Grafi Batang J- I Watu σ A m K Wd ω C ξ ωd (dt ) mm ( N/mm² ) (mm²) ( g ) ( N ) ( N/m ) ( Nmm ) ( rad/dt ) (N.dt/m) KESIMPULAN Dari hasil analisa getaran terhadap ranga sepeda dengan bahan onstrusi yang digunaan baja carbon AISI 100, dapat diambil esimpulan sebagai beriut: Berdasaran pengolahan data grafi tegangan dan deflesi yang terjadi pada batang-batang utama, maa diperoleh : NAMA Keauan rata-rata ( ) Redaman ( C ) ( N/m ) ( N. dt/m ) Batang E - Engsel , ,6 Batang Engsel-H , ,06 Batang J-I , ,03 Dari hasil pengolahan grafi, diperoleh bahwa untu seluruh omponen sepeda lipat yang dimodelan mempunyai fator redaman yang sama yaitu sebesar : = dan perbandingan < 1, yang berarti selama d pergeraan, omponen tida mengalami resonansi atau amplitudo yang dihasilan () tida besar. Berdasaran nilai fator redaman yang dihasilan yaitu sebesar = dan membandingannya dengan dengan gambar.4 yaitu grafi Amplitudo pada getaran pasa (teredam) dan fator peredam sebagai fungsi dari perbandingan frewensi penggetar dan frewensi natural sistem, walaupun hasil perhitungan tida mencapai punca resonansi, PUSTAKA namun onstrusi sepeda yang didesain masih mempunyai nilai peredaman yang ecil sehingga frewensi getar yang besar aan menyebaban etida nyamanan dalam mengendarai sepeda. 1. Rivanol Chadry, Pengujian Dinamis Pada Disain Sepeda Lipat Dengan Pemodelan Software. Jurnal Teni Mesin, Politeni Negeri Padang, William. T. Thomson., Teori Getaran Dengan Penerapan, terj. Lea Prasetyo (Jaarta, Erlangga, 1995) hal William. W. Seto, Getaran Meanis ( Mechanichal Vibrations), terj. Darwin Sebayang (Jaarta, Erlangga, 199) hal Nico Maris, et al., Effect of Damping Mechanisms on The Respons of Seismically Isolated Structure. Diases 8 Maret 007 dari Pacific Earthquae Engineering Research Center, hal 5,