APLIKASI METODE ELEMEN HINGGA SEKITAR BUKAAN PALKAH. Disusun oleh : Harquita Rama Dio Nugraha ( ) M. NURUL MISBAH, S.T., M.T.

Transkripsi

1 Presentasi Tugas Akhir APLIKASI METODE ELEMEN HINGGA PADA PERHITUNGAN TEGANGAN DI SEKITAR BUKAAN PALKAH Disusun oleh : Harquita Rama Dio Nugraha ( ) Dosen Pembimbing: M. NURUL MISBAH, S.T., M.T. Ir. BUDIE SANTOSA, M.T. M T

2 LATAR BELAKANG MASALAH Kapal dengan bukaan palkah yang besar rawan akan adanya kerusakan jika terkena gelombang.

3 Perumusan Masalah Bagaimana prosedur dalam perhitungan tegangan g menggunakan regulasi Common Structural Rules (CSR) Mengetahui besar tegangan yang terjadi disekitar bukaan palkah akibat gelombang laut.

4 Tujuan Memahami penerapan perhitungan regulasi Common Structural Rules (CSR) dalam mencari besar nilai tegangan. Mengetahui karakteristik dan besar tegangan yang terjadi pada daerah sekitar bukaan palkah.

5 Manfaat Didapatkan prosedur perhitungan dan penerapan rumus rumus dari regulasi Common Structural Rules (CSR). Mampu melakukan perhitungan tegangan disekitar bukaan palkah dengan menggunakan rumus-rumus regulasi Common Structural Rules (CSR).

6 Batasan Masalah Kapal yang dijadikan studi kasus adalah kapal Box Shape Bulk Carrier DWT dengan jenis BC-A A. Regulasi yang diterapkan adalah regulasi Common Structural Rules untuk Bulk Carrier. Beban yang bekerja pada kapal hanya beban muatan dan beban gelombang. Kondisi gelombang yang mengenai badan kapal dianggap sama. Kapal dalam keadaan muatan penuh

7 Alur proses tugas akhir Studi literatur Data kapal Pembuatan model Perhitungan beban Tegangan ijin Running model kapal output

8 DATA KAPAL Loa = 189 meter Lwl = 182 meter Bm = 30.5 meter Dm = 17.5 meter T = 12.8 meter V0 = 14.5 knot DWT = ton

9 1 Pembuatan model kapal Tugas Akhir 2 Perhitungan beban 3 Validasi tegangan

10 PEMBUATAN MODEL KAPAL

11 Pembuatan model kapal Pembuatan model pada sofware ANSYS ada 3tahap, yaitu : 1. Preprocessor. 2. Processor. 3. Postprocessor.

12 PERHITUNGAN BEBAN

13 Perhitungan bebanb Menurut regulasi Common Structural Rules (CSR) Macam-macam perhitungan beban yang perlu dilakukan untuk mengetahui besar nilai tegangan adalah : 1. Perhitungan momen bending. 2. Perhitungan beban eksternal/beban gelombang. 3. Perhitungan beban Internal (beban muatan). 4. Perhitungan beban tangki.

14 A. Perhitungan momen bending Perhitungan momen bending di lakukan dikarenakan pada regulasi Common Structural Rules (CSR) kapal di ibaratkan berada pada kondisi sagging dan hogging. Rumus : Momen bending pada air bergelombang M WV H = 190 F M f P C L² B C B 10-3 M WV S = 110 F M f P CL² B (C B ) 10-3 M WH = (0.3+L/1000) F M f P CL² T LC C B Momen bending pada air tenang = 175 C L 2 B C + 0.7) 10-3 SW H ( B - M wv'h = 175 C L 2 B ( C B + 0.7) M wv's M SW H M SW S

15 B. Perhitungan beban eksternal Beban eksternal yang bekerja pada kapal merupakan akumulasi dari beban hidrostatik dan beban hidrodinamik. Rumus : p = pcs + pcw Dimana : pcs = Beban Hidrostatik pcw = Beban hidrodinamik

16 Beban Beban Hidrostatik Rumus : ρg(tlc z) Dimana : T LC = Sarat kapal ρ = massa jenis air laut g = percepatan gravitasi z = titik vertikal Gambar beban hidrostatik

17 Beban Hidrodinamik Besar beban hidrodinamik tergantung dari load case, adapun beberapa jenis load case,yaitu : Load case H rumus = p H 1 k1. k P PHF L 125 z 2y 3 f p fnlc 1 L TLC B 1 Load case F rumus = HF p 4.5 L 125 Load case R rumus = p nl L T LC B f f C 2 z 3 2 y L y fnl 10 y sin 0.88 f C 1 Load case P rumus = p L B

18 C. Perhitungan beban internal Perhitungan beban internal (muatan) dihitung setelah mengetahui dimensi muatan dalam cargo hold. Dimana rumus-rumus untuk mengetahui besar dimensi muatan sebagai berikut : Dimana : hhpl h1 h2 Rumus : hc =hhpl +h1 +h2 = Jarak pelat alas dalam dan upper section = Jarak vertikal = Panjang permukaan muatan searah sumbu y

19 Dari perhitungan rumus : hc = hhpl + h1 + h2 didapatkan tinggi muatan seperti dalam tabel dibawah ini. i Y h HPL h 1 h 2 h C Dari nilai yang didapatkan pada tabel disamping, maka tinggi muatan yang diambil sebesar m

20 Dari tinggi muatan yang telah didapatkan maka gg y g p didapatkan besar beban sebesar.

21 D. Perhitungan beban tangki Perhitungan beban tangki dilakukan hanya untuk kondisi ballast, Adapun persamaan untuk beban tangki untuk setiap load case sebagai berikut : Load case H : pbw = ρl[az(ztop z)+ax(x xb)] Load case F : pbw = 0 Load caser dan P : pbw = ρl[az(zb z)+ay(y yb)]

22 Dimana, untuk besar sudut kemiringan, i Kondisi H1 dan H2 Kondisi R dan P Kondisi i H1 dan a H2 : tan 1 g cos X Kondisi R1(P1) a dan 1 Y tan R2(P2) g cos a a z z

23

24 Analisa tegangan

25 Hasil tegangan Besar tegangan yang dihasilkan oleh model sebesar 344 kn/m2 Visualisasi hasil tegangan pada ANSYS

26 Validasi hasil tegangan Hasil tegangan yang diperoleh dari model kapal tidak boleh melebihi tegangan yang diijinkan, dimana tegangan ijin yang tercantum pada regulasi Common Structural Rules (CSR) sebesar 280/k N/mm2. Tegangan ijin : Jadi karena tegangan yang dihasilkan model kapal lebih kecil dari tegangan ijin, maka memenuhi syarat

27 Besar tegangan pada bukaan palkah Besar tegangan pada daerah bukaan palkah yang dihasilkan oleh model sebesar 279 kn/m 2 Visualisasi hasil tegangan pada daerah disekitar bukaan palkah

28 Tegangan max dan min daerah bukaan palkah Besar tegangan max dan min pada daerah bukaan palkah yang dihasilkan oleh model kapal Tegangan max pada daerah sekitar bukaan palkah Tegangan min pada daerah sekitar bukaan palkah

29

30 1. Preprocessor Th Tahap preprocessor ialah tahap pemodelan benda yang akan dianalisa, adapun beberapa tahap dalam preprocessor yaitu sebagai berikut : 1. Pembuatan model. 2. Penentuan jenis/tipe elemen. 3. Pemilihan material properties. 4. Meshing. 5. Aplikasi beban.

31 pembuatan model kapal Dalam regulasi Common Structural Rules (CSR) telah dicantumkan bahwa lingkup model untuk analisa meliputi 3 ruang muat beserta profile yang terdapat pada daerah tersebut. Gambar model kapal meliputi 3 ruang muat

32 Penentuan jenis elemen Element yang dipakai dalam permodelan kapal adalah shell 93 2-D 8 Node dimana elemen ini mempunyai sifat bahan isotropik. Pemilihan jenis/tipe element

33 Pemilihan material properties Material properties yang digunakan dalam pembuatan model harus sama dengan material properties yang digunakan oleh kapal sebenarnya. Memasukkan material properties

34 Meshing Ukuran element yang dipakai dalam model waktu proses meshing tidak boleh melebihi dari jarak gading. Penentuan ukuran elemen

35 Aplikasi beban Aplikasi beban ialah tahap dimana nilainilai beban yang telah dihitung dimasukkan (diinputkan) kedalam model. Beban yang dimasukkan/di inputkan : 1. Momen bending 2. Beban eksternal 3. Beban internal 4. Beban muatan cair

36 TERIMA KASIH

37 2. Processor Pada tahap ini dilakukan proses pembentukan matrik dan penyelesaian data dimana pada proses ini hasil yang dihasilkan berupa data.

38 3. Postprocessor h il hi d i h hasil perhitungan dari tahap processor ditampilkan secara visual dalam bentuk kontur tegangan.

39 RUNNING MODEL KAPAL

40 Setelah tahap pembuatan model dan perhitungan beban telah dilakukan, maka langkah selanjutnya adalah tahap processor dimana dalam tahap ini model kapal di running

41 Hasil tegangan Dari tahap processor (running) model kapal diperoleh tegangan sebesar 344 Dari tahap processor (running) model kapal diperoleh tegangan sebesar 344 kn/m2, dimana letak besar tegangan tersebut akan diuraikan pada gambar dibawah ini :