ANALISA PERHITUNGAN DAN SIMULASI TEGANGAN YANG TERJADI PADA LENGAN TOWER CRANE DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE SOLID WORK

Transkripsi

1 ANALISA PERHITUNGAN DAN SIMULASI TEGANGAN YANG TERJADI PADA LENGAN TOWER CRANE DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE SOLID WORK SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik RONI NOVISON NIM : DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010

2

3

4

5

6

7

8

9

10 KATA PENGANTAR Puji syukur Alhamdulillah kehadirat Allah SWT atas segala rahmat serta hidayah-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan skripsi yang berjudul ANALISA PERHITUNGAN DAN SIMULASI TEGANGAN YANG TERJADI PADA LENGAN TOWER CRANE DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE SOLID WORK Laporan skripsi ini merupakan tugas akhir bagi mahasiswa dalam menyelesaikan studinya di Departemen Teknik Mesin, Universitas Sumatra Utara untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik (ST). Dalam usaha menyelesaikan penulisan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapatkan bimbingan, bantuan, dan dorongan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan setinggi-tingginya kepada : 1. Orang tua dan keluarga tercinta atas doa, bimbingan, perhatian, dan kasih sayang yang selalu tercurah selama ini. 2. Bapak Ir. Tugiman, MT selaku dosen pembimbing penulis, yang telah banyak mendidik, membimbing, mengarahkan dan membantu penulis dalam menyelesaikan laporan skripsi ini. 3. Bapak DR.Irg. Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik Mesin. 4. Bapak Agus Wijianto. ST yang telah membimbing, mengarahkan, membantu dan mengajarkan penulis, dalam penggunaan software. 5. Bapak dan Ibu dosen di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatra Utara yang telah mendidik penulis selama kuliah. 6. Bapak dan Ibu staff pegawai yang banyak membantu penulis selama kuliah di Depatemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatra Utara. 7. Keluaga ku yang selalu mendoakan penulis supaya dipermudah dalam menyelesaikan laporan skripsi ini. 8. Teman teman GAHARU (Dika, Abin, Uky, Riko, Jakob, Nanda, dan adik adik ku yang lain) yang selalu mensuport penulis dalam menyelesaikan laporan skripsi ini.

11 9. Mandan ku Dwi Surya Dharma yang telah meluangkan waktunya untuk menemani penulis dalam pembuatan software. 10. Adik adik ku yang kusayangi : Nurul Hanisah, Riri(Cibi), Shinta Yuliana dan Nanda Ismawati Ningsih yang selalu gigih menyemangati penulis dalam menyelesaikan laporan skripsi ini. 11. Rekan rekan mahasiswa diteknik mesin : Jali, Irwanto Jr, Jhony, Jasran, Frenky, Kurmiawan, Wira dan teman teman ekstensi yang telah banyak mendukung dan membantu penulis dalam menyelesaikan laporan skripsi ini. 12. Dan semua orang baik di dunia ini yang tidak dapat penulis sebutkan satupersatu disini. Besar harapan penulis bahwa buku Tugas Akhir ini dapat memberikan informasi dan manfaat bagi pembaca pada umumnya dan mahasiswa Jurusan Teknik Mesin pada khususnya. Medan, Desember 2010 Penulis, Roni Novison NIM:

12 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN DARI PEMBIMBING... ii LEMBAR PERSETUJUAN DARI PEMBANDING... iii SPESIFIKASI TUGAS... iv LEMBAR EVALUASI SEMINAR SKRIPSI... v KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... viii DAFTAR TABEL... x DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR NOTASI... xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Tujuan Penelitian Batasan Masalah Sistematika Penulisan... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Klasifikasi Mesin Pemindah Bahan Dasar Dasar Pemilihan Pesawat Pengangkat Komponen Komponen Utama Tower Crane Cara Kerja Tower Crane Spesifikasi Tower Crane Analisa Tegangan pada Tali Gaya Geser dan Momen Lentur Tegangan Normal Tegangan Utama dan Lingkaran Tegangan Mohr Cosmosxpress Solid Work BAB III ANALISA PERHITUNGAN DAN TEGANGAN 3.1 Besar Gaya Reaksi... 24

13 3.2 Analisa dan Perhitungan Gaya Normal, Gaya Geser dan Momen Analisa dan Perhitungan Tegangan Geser Analisa dan Perhitungan Tegangan Lentur Analisa dan Perhitungan Tegangan Utama (Vonmises) Penggambaran Lingkaran Mohr BAB IV ANALISA SIMULASI MENGGUNAKAN SOFTWARE SOLID WORK 4.1 Analisa dan Gaya Reaksi pada Lengan Tower Crane Analisa Distribusi Tegangan Hasil Analisa BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... xv LAMPIRAN

14 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Menentukan Harga NB Tabel 3.1 Data Potongan Sepanjang 0 X1 19, 5m Tabel 3.2 Data Potongan Sepanjang 19,5 X1 89, 5m Tabel 3.3 Luas Penampang Total Table 3.4 Tabel Hasil Perhitungan Tegangan Tabel 4.1 Data Secara Teori dan Simulasi... 60

15 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Jenis Utama Crane... 5 Gambar 2.2 Bagian dari Tower Crane... 8 Gambar 2.3 Gerakan Angkat dan Turun Gambar 2.4 Gerakan trolly Jalan Mendatar Gambar 2.5 Gambar Posisi Troli di Ujung Lengan Gambar 2.6 Gambar Boom Berputar Gambar 2.7 Data Ukuran Tower Crane Gambar 2.8 Konstruksi Serat Tali Baja Gambar 2.9 Diagram Sistem dan Diagram Number Of Band Gambar 2.10 Pembebanan pada Batang Cantilever Gambar 2.11 Potongan Benda Bebas Gambar 2.12 Batang kantilever yang Mendapat Beban Diujung Gambar 2.13 Sebuah Batang yang Mengalami Pembebanan Tarik Sebesar P Gambar 2.14 Segmen Batang yang Sudah Diberikan Pembebanan Gambar 2.15 Lingkaran Tegangan Mohr Gambar 3.1 Struktur Lengan Tower Crane Gambar 3.2 Beban Berbagi Rata Gambar 3.3 Gaya yang Bekerja pada Lengan Tower Crane Gambar 3.4 Kesetimbangan beban Gambar 3.5 Potong Sepanjang 44,5 m Gambar 3.6 Potong Sepanjang 45 m Gambar 3.7 Potongan Sepanjang 19,5 m Gambar 3.8 Grafik Gaya Geser vs Jarak Gambar 3.9 Grafik Momen vs Jarak Gambar 3.10 Gaya Gaya Dalam Sepanjang 30 m Gambar 3.11 Gaya Gaya Dalam Sepanjang 40 m Gambar 3.12 Gaya Gaya Dalam Sepanjang 50 m Gambar 3.13 Gaya Gaya Dalam Sepanjang 60 m Gambar 3.14 Gaya Gaya Dalam Sepanjang 70 m Gambar 3.15 Gaya Gaya Dalam Sepanjang 80 m... 34

16 Gambar 3.16 Gaya Gaya Dalam Sepanjang 89,5 m Gambar 3.17 Grafik Momen Vs Jarak pada Gambar 3.18 Grafik Gaya Geser Vs Jarak pada 0 X1 89, 5 m X1 89, 5m Gambar 3.19 Bentuk Penampang Tegangan Geser Gambar 3.20 Bentuk Penampang Tegangan Gambar 3.21 Grafik Tegangan Geser Vs Jarak Gambar 3.22 Grafik Tegangan Lentur Vs Jarak Gambar 3.23 Grafik Tegangan Utama (Vonmises Max) Vs Jarak Gambar 3.24 Lingkaran Tegangan Mohr Gambar 4.1 Gambar Struktur Gaya Reaksi Gambar 4.2 Pemilihan Simulasi Gambar 4.3 Proses Treat As Beam Gambar 4.4 Proses Calculate Gambar 4.5 Proses Fixture Gambar 4.6 Proses Fixed Geometry Gambar 4.7 Prose Penginputan Gaya Gambar 4.8 Prose Penginputan Gaya Gambar 4.9 Proses Run Gambar 4.10 Proses Mes Gambar 4.11 Hasil Analisa Tegangan Geser Gambar 4.12 Hasil Angka Analisa Tegangan Geser Gambar 4.13 Hasil Analisa Momen Gambar 4.14 Hasil Simulasi Momen Kritis Gambar 4.15 Penggambaran Luas Penampang Gambar 4.16 Penggambaran 3D Lengan Tower Crane Gambar 4.17 Pemilihan Material yang Digunakan Gambar 4.18 Proses fixtures Gambar 4.19 Penentuan Tumpuan yang Dipakai Gambar 4.20 Proses Besarnya Gaya Gambar 4.21 Proses Pengisian Besarnya Gaya pada Salah Satu Ujung Gambar 4.22 Proses Pengisian Gaya Gambar 4.23 Proses Pengisian Gaya

17 Gambar 4.24 Prses Mesh and Run Gambar 4.25 Proses Mesh Gambar 4.26 Hasil Analisa Distribusi Tegangan Gambar 4.27 Titik Kritis pada Lengan... 59

18 DAFTAR NOTASI Simbol Arti Satuan F Gaya N m Massa kg g Gravitasi 2 m / s P Gaya N M Momen Lentur N. m V Gaya Geser N A Luas Penampang 2 m τ g Tegangan Geser k Pa σ L Tegangan Lentur k Pa I Momen Inersia y Titik Berat m σ max Tekanan Permukaan Maksimal k Pa σ min Tekanan Permukaan Minimal k Pa 4 m