Tugas Akhir Bidang Studi Desain SAMSU HIDAYAT Dosen Pembimbing Dr. Ir. AGUS SIGIT PRAMONO, DEA.

Transkripsi

1 Tugas Akhir Bidang Studi Desain SAMSU HIDAYAT Dosen Pembimbing Dr. Ir. AGUS SIGIT PRAMONO, DEA.

2 Latar Belakang Roket Pengorbit Satelit (RPS) membutuhkan roket yang dapat diluncurkan berulang kali Peluncuran HSFTB V2 mengalami beban aerodinamika pada sayap Struktur pesawat yang digunakan berbahan komposit karena ringan namun memiliki karakteristik yang handal

3 Perumusan Masalah Simulasi tegangan yang terjadi pada sayap HSFTB V2 akibat tekanan dinamik? Sayap HSFTB V2 mengalami kegagalan desain berdasarkan teori Tsai Hill? Arah serat epoxy yang paling optimal pada sayap HSFTB V2?

4 Batasan Masalah HSFTB V2 pada kondisi terbang cruise Material yang digunakan komposit epoxy Variasi arah serat adalah 0 o, 45 o, & 90 o Analisa hanya pada struktur sayap Analisa tegangan pada sifat makroskopik

5 Asumsi HSFTB V2 pada kondisi terbang stabil dengan ketinggian sea level (500m) Sifat mekanik dianggap sama dengan standar properties material Tebal permukaan sayap merata dengan ketebalan 3mm Gaya angkat statik

6 Tujuan Membandingkan kekuatan lapisan komposit dengan arah serat 0 o, 45 o, & 90 o dalam menerima tegangan Manfaat Memberikan masukan berupa arah serat komposit epoxy sayap HSFTB V2 yang paling optimal untuk menahan tegangan yang terjadi

7 Tinjauan Pustaka Ronald G. P. & Robertus H. T. Menganalisa tegangan pada tabung roket RWX 200 Material carbon epoxy T300/5208 dengan tebal 6mm sebanyak 30 laminat Hasil Laminat sudut 90 o telah mengalami kegagalan berdasarkan kriteria tegangan maksimum dengan pembebanan : Beban aksial 100KN/mm Tekanan ruang bakar 94 kg/cm 2 Untuk menghindari kegagalan, maka diperlukan penambahan laminat sudut 0 o yang menahan arah radial

8 Tinjauan Pustaka O. Schrenk Menganalisa metode pendekatan lift distribution pada sayap berhingga Hasil nbn

9 Tinjauan Pustaka Prof. David J. O. Menganalisa performance aerodinamika padasayapdengan λ=1 dan 3x10 4 <Re<9x10 4 Model sayap terdiri dari beberapa bagian secara numerik dengan type rectangular NACA 0012 Hasil α=6 o α=15 o

10 Metodologi

11 Metodologi MISDAT Input: Variasi output yang diinginkan beserta variabel yang mempengaruhi Konfigurasi geometri luar pesawat Output: CL, CD, dan CM

12 Metodologi Output MISDAT CL angle of attack (α) mach number CL sudut serang (sudut pasang)

13 Metodologi Distribusi Gaya Angkat Massa Jenis Udara Luas Penampang Bawah Sayap Coefficient of Lift Kecepatan Objek Kecepatan suara Mach number Distribusi Lift Jarak per span 15,7cm Distribusi gaya berat sayap

14 Metodologi Model Geometri Model yang digunakan untuk analisa adalah setengah bagian sayap

15 Metodologi Material Model Material properties angle ply 0 o, 45 o, & 90 o

16 Simulasi

17 Hasil Simulasi Arah serat 0 o Mach Number Stress X (Mpa) Shear Stress XZ (Mpa) Stress Z (Mpa) Arah serat 90 o Mach Number Stress X (Mpa) Shear Stress XZ (Mpa) Stress Z (Mpa) Arah serat 45 o Mach Number Stress X (Mpa) Shear Stress XZ (Mpa) Stress Z (Mpa)

18 Analisa Nilai stress maksimal dengan variasi mach number 0,55 hingga 0,75 Longitudinal dan transversal stress diperhitungkan terhadap tensile ultimate (tarik ataupun kompresi) dan kekuatan geser berdasarkan Tsai Hill work theory

19 Analisa Analisa berdasarkan teori kegagalan komposit yang didapatkan pada angle ply 0 o, 45 o, dan 90 o Mach Number Stress 11 (Mpa) Shear Stress 12 (Mpa) Stress 22 (Mpa) Tsai Hill Work Theory Mach Number Stress 11 (Mpa) Shear Stress 12 (Mpa) Stress 22 (Mpa) Tsai Hill Work Theory Mach Number Stress 11 (Mpa) Shear Stress 12 (Mpa) Stress 22 (Mpa) Tsai Hill Work Theory

20 Analisa Grafik Nilai Tsai Hill Tsai Hill Work Theory Angle Ply 0 deg Angle Ply 45 deg Angle Ply 90 deg Mach Number km/jam

21 Analisa Perbedaan Nilai Tsai Hill Mach Tsai Hill work theory Perbedaan Perbedaan Number 0 o 45 o 90 o 0 o & 45 o (%) 0 o & 90 o (%)

22 Kesimpulan Kekuatan laminat angle ply 0 o dalam menahan beban yang terjadi pada sayap memiliki perbedaan nilai Tsai Hill % terhadap angle ply 45 o Perbedaan nilai Tsai Hill work theory antara arah serat 0 o dan 90 o sebesar % Arah serat paling optimal dalam menerimagayaangkat saat cruise adalah lapisan komposit dengan angle ply 0 o

23 Saran Disarankan untuk penelitian selanjutnya dengan metode sama dan melakukan variasi angle ply yang berbeda beda Selain itu, data data yang digunakan diperoleh dari seluruh gaya aerodinamika dan dilengkapi dengan tekanan dinamik pada beberapa area permukaan sayap HSFTB V2

24 TERIMA KASIH