BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang sangat cepat memberi pengaruh yang baik serta manfaat yang besar bagi manusia dalam berbagai bidang kehidupan. Hal ini dapat dilihat dengan semakin banyaknya peralatan yang telah diciptakan oleh manusia dengan berbagai model, bentuk serta kemampuan dari segi pemakaian yang relatif lebih unggul dibandingkan dengan peralatan-peralatan konvensional. Keunggulan tersebut tidak lepas dari hasil penelitian dan percobaan oleh para engineer, yang selalu mencari terobosan dan temuan baru untuk menciptakan sesuatu yang baru bermanfaat dan berguna bagi kehidupan manusia. Salah satu kebutuhan yang sangat berperan penting adalah kebutuhan akan ketersediaan sarana transportasi karena menjamin mobilitas setiap individu, dimana setiap individu pasti memiliki kepentingan mobilitas secara individual maupun bersama-sama. Salah satu sarana transportasi publik yang utama untuk jalur darat adalah kereta api. Kereta api memiliki kapasitas angkut yang besar, efisien serta memiliki kelancaran yang lebih baik dibandingkan sarana transportasi darat lainnya. Dalam pengoperasiannya sangat diharapkan kereta api memiliki tingkat kenyamanan dan kelancaran yang baik, serta mengutamakan keselamatan penumpang. Salah satu sistem utama yang menunjang keselamatan dan kelancaran perjalanan kereta api adalah sistem pengereman. Dalam sistem pengereman ini, blok rem merupakan salah satu komponen terpenting. Blok rem yang digunakan pada kereta api memerlukan penggantian secara rutin karena memiliki umur pakai yang terbatas. Kekuatan blok rem itu sendiri berasal dari backing plate dan material komposit yang menyusunnya. Untuk itu perlu dilakukan suatu studi analisis untuk mengetahui pengaruh kekuatan backing plate terhadap modus kegagalan blok rem

2 komposit. Sehingga dengan adaya studi ini diharapkan dapat ditemukan suatu spesifikasi teknik backing plate yang dapat mengantisipasi kegagalan dan juga material komposit yang tahan terhadap beban yang terjadi saat pengereman. Teknologi yang berkembang sangat pesat saat ini adalah komputer yang sangat berguna dalam pengembangan usaha dan pengembangan ilmu pengetahuan. Perkembangan dunia komputer telah begitu cepat mempengaruhi bidang-bidang penelitian dan industri, sehingga impian para engineer dalam mengembangkan ilmu pengetahuan dan industri telah menjadi kenyataan. Sebagai contoh analisis metode elemen hingga identik dengan titik yang merupakan titik simpul atau titik hubungan. Untuk analisis pada titik yang sedikit dapat dilakukan dengan cara manual, akan tetapi analisis pada titik yang banyak tidak memungkinkan dilakukan dengan cara manual oleh karena itu diperlukan bantuan komputer. Metode elemen hingga merupakan salah satu metode komputasi (numerik) yang banyak digunakan untuk analisis stuktur. Pada metode ini, prosedur perhitungan dilakukan dengan membagi struktur kontinu menjadi elemen-elemen kecil. Elemen-elemen ini saling berhubungan pada titik nodal membentuk satu rangkaian yang secara keseluruhan merupakan model kontinu semula. Keseimbangan gaya antara elemen tersebut diwakili dengan kesetimbangan gaya antara nodal yang saling berhubungan. Pendekatan klasik dalam menganalisis suatu benda solid adalah mencari fungsi tegangan dan perpindahan yang memenuhi persamaan diferensial kesetimbangan, hubungan tegangan-regangan, dan kesesuaian kondisi disetiap titik pada bidang kontinu, termasuk didaerah batas. Penyelesaiannya menghasilkan seluruh perpindahan titik nodal, yang nantinya dipakai untuk menentukan semua tegangan dalam. Tujuan utama dari analisis metode elemen hingga adalah menghitung tegangan dan perpindahan pada suatu struktur. Dengan bantuan komputer, metode elemen hingga mampu menyelesaikan persoalan-persoalan menyangkut geometri yang rumit, seperti persoalan pembebanan terhadap struktur yang komplek yang umumnya sulit dipecahkan

3 melalui analisis matematis. Hal ini disebabkan karena analisis matematis memerlukan besaran atau harga yang harus diketahui pada setiap titik pada struktur yang dikaji. Metode elemen hingga menggunakan pendekatan terhadap harga-harga yang tidak diketahui pada setiap titik diskrit. Dimulai dengan permodelan suatu objek, kemudian membaginya dalam bagian yang kecil. Namun secara keseluruhan masih mempunyai sifat yang sama dengan benda yang utuh sebelum pembagian. Dalam analisis metode elemen hingga dengan menggunakan perangkat lunak pada komputer dewasa ini yang banyak beredar memakai lisensi berbayar yang harganya relatif mahal bagi kalangan mahasiswa. Namun demikian ada alternatif perangkat lunak yang didapat dari lisensi sumber terbuka dengan berbagai sistem operasi, salah satu operating sistem yang digunakan yaitu Linux. Perangkat lunak untuk sistem ini dapat diperoleh secara bebas dan tanpa berbayar dengan mengunduhnya di internet. Salah satu situs yang menyediakan program aplikasi analisis elemen hingga ini adalah Di dalam situs resminya tersebut ada terdapat program Salome Meca yang mampu melakukan analisis metode elemen hingga. Perangkat lunak Salome Meca ini mempunyai kemampuan analisis yang setara dengan perangkat lunak ANSYS, dimana ANSYS merupakan perangkat lunak yang berlisensi berbayar. 1.2 Perumusan Masalah/Batasan Masalah Masalah yang diangkat pada penelitian ini adalah analisis simulasi elemen hingga kekuatan backing plate blok rem pada roda kereta api apabila mengalami perubahan pada saat pengereman. Adapun batasan masalah penelitian ini adalah mendapatkan nilai defleksi backing plate pada tiga konstruksi yang berbeda dengan simulasi elemen hingga menggunakan perangkat lunak Salome Meca berlisensi sumber terbuka yang kemudian dibandingkan dengan perangkat lunak komersial yaitu ANSYS.

4 1.3 Tujuan Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Mendapatkan hasil simulasi berupa nilai defleksi backing plate pada blok rem kereta api apabila menerima pembebanan dengan menggunakan perangkat lunak Salome Meca yang berlisensi terbuka. 2. Mendapatkan perbandingan hasil simulasi berupa nilai defleksi dari Salome Meca yang berlisensi sumber terbuka dengan hasil yang diberikan oleh perangkat lunak komersial ANSYS untuk studi kasus simulasi elemen hingga kekuatan backing plate pada blok rem pada kereta api. 3. Mendapatkan perbandingan konstruksi terbaik backing plate flat ketebalan 3 mm dan ketebalan 4 mm dengan backing plate yang memiliki profil alur ketebalan 4 mm. 1.4 Manfaat Adapun manfaat dari penulisan skripsi ini adalah : 1. Dapat mengetahui pengunaan perangkat lunak Salome Meca berlisensi sumber terbuka yang mampu menyelesaikan persoalan dalam bidang keteknikan. 2. Memudahkan dalam analisis kekuatan backling plate pada blok rem kereta api. 3. Dengan memakai perangkat lunak Salome Meca berlisensi sumber terbuka ini akan mengurangi pembajakan yang sering dilakukan karena tingginya harga perangkat lunak yang berbayar. 1.5 Sistematika Penulisan Pembahasan dalam skripsi ini dibagi dalam beberapa bab dengan sistematika sebagai berikut:

5 BAB I : PENDAHULUAN Bab ini mendeskripsikan mengenai tugas sarjana yang meliputi, pembahasan tentang latar belakang, perumusan masalah/batasan masalah, tujuan manfaat dan sistematika penulisan. BAB II : TINJAUAN PUSTAKA Berisikan landasan teori dan studi literatur yang berkaitan dengan pokok permasalahan serta perangkat lunak yang digunakan untuk menganalisis persoalan. BAB III : METODOLOGI PENELITIAN Berisikan penjelasan instalasi, penggunaan perangkat lunak dalam simulasi, penjelasan analisis dalam simulasi yang akan dilakukan. BAB IV : HASIL DAN DISKUSI Berisikan hasil simulasi dan juga hasil diskusi. BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN Berisikan mengenai kesimpulan akhir dan saran yang didapat dari skripsi ini. DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN