ANALIS1S STRUKTUR NOSEL RX320 DENGAN MENGGUNAKAN BAHAN S45C

dokumen-dokumen yang mirip
ANALISIS NOSEL BAHAN TUNGSTEN DIAMETER 200 mm HASIL PROSES PEMBENTUKAN

ANALISIS MODUS NORMAL DAN KEKUATAN STRUKTUR SIRIP MOTOR ROKET-168 DARI BAHAN AL-PLATE

BAB III OPTIMASI KETEBALAN TABUNG COPV

IGNITER ROKET LAPAN. Heru Supriyatno Peneliti Bidang Propelan, LAPAN

PERANCANGAN TABUNG MOTOR ROKET RX-150-LPN BERDASARKAN ANALISIS PERHITUNGAN DAN EKSPERIMEN

ANALISIS LAPISAN BATAS ALIRAN DALAM NOSEL STUDI KASUS: NOSEL RX 122

KARAKTERISTIK DINAMIK STRUKTUR ROKET RKN BERTINGKAT PADA KONDISI TERBANG-BEBAS (FREE FLYING)

BAB I PENDAHULUAN. terciptanya suatu sistem pemipaan yang memiliki kualitas yang baik. dan efisien. Pada industri yang menggunakan pipa sebagai bagian

BAB I PENDAHULUAN. dan efisien.pada industri yang menggunakan pipa sebagai bagian. dari sistem kerja dari alat yang akan digunakan seperti yang ada

SUSTAINABLE PRODUCT DEVELOPMENT FOR SHIP DESIGN USING FINITE ELEMENT APLICATION AND PUGH S CONCEPT SELECTION METHOD

ANALISIS DEFLEKSI DAN TEGANGAN STRUKTUR ROKET RX-320 PADA WAKTU HANDLING DENGAN METODE ELEMEN HINGGA (FEM)

PENENTUAN PERBANDINGAN DIAMETER NOZZLE TERHADAP DIAMETER SHELL MAKSIMUM PADA AIR RECEIVER TANK HORISONTAL DENGAN MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

DESAIN DAN PEMBUATAN NOSEL DENGAN BLAST TUBE DENGAN METODE SHRINK-FIT

Jurnal FEMA, Volume 1, Nomor 4, Oktober 2013

BAB II LANDASAN TEORI

KAJIAN TENTANG RANCANGAN MOTOR ROKET RX100 MENGGUNAKAN PENDEKATAN GAYA DORONG OPTIMAL

III. METODELOGI. satunya adalah menggunakan metode elemen hingga (Finite Elemen Methods,

DISTRIBUSI TEGANGAN PADA PERCABANGAN PIPA 90 O AKIBAT TEKANAN INTERNAL MENGGUNAKAN MEH. Agus Suprihanto, Djoeli Satrijo, Dwi Basuki Wibowo *)

PENGARUH PASANGAN DINDING BATA PADA RESPON DINAMIK STRUKTUR GEDUNG AKIBAT BEBAN GEMPA

SIMULASI DAN PERHITUNGAN SPIN ROKET FOLDED FIN BERDIAMETER 200 mm

STUDI EKSPERIMENTAL ELEMEN INTERFACE MODEL NON LINIER UNTUK ANALISIS INTERAKSI TANAH-STRUKTUR TESIS. Oleh : AHMAD RIFA ' I

5ton 5ton 5ton 4m 4m 4m. Contoh Detail Sambungan Batang Pelat Buhul

Analisis Pengaruh Ukuran Stopper Pada Sambungan Pelat Kapal Terhadap Tegangan Sisa Dan Deformasi Menggunakan Metode Elemen Hingga

Perbandingan Hasil Analisa Konsentrasi Tegangan Pada Plat Berlubang Akibat Beban Tarik Dengan Menggunakan Metode Elemen Hingga dan Kajian Eksperimen

Analisa Pengaruh Diameter Nozzle Terhadap Besar Tegangan Maksimum Pada Air Receiver Tank Horisontal Dengan Menggunakan Metode Elemen Hingga

Kata kunci: Bejana tekan, Reaktor PWR, Von mises, Simulasi, MSC Nastran. iii

BAB 3 METODELOGI PENELITIAN

Simulasi Perpindahan Panas pada Lapisan Tengah Pelat Menggunakan Metode Elemen Hingga

PENGEMBANGAN PROGRAM ANALISIS STRUKTUR BERBASIS INTERNET UNTUK PEMBELAJARAN DAN PENELITIAN METODE ELEMEN HINGGA

PENENTUAN GAYA HAMBAT UDARA PADA PELUNCURAN ROKET DENGAN SUDUT ELEVASI 65º

LAMPIRAN A TABEL. 1. Tabel Dimensi Class 300 Flanges Drilling

Analisis Pengaruh Ukuran Stopper Pada Sambungan Pelat Kapal Terhadap Tegangan Sisa Dan Deformasi Menggunakan Metode Elemen Hingga

IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN. Tabel 6. Data input simulasi. Shear friction factor 0.2. Coeficient Convection Coulomb 0.2

PERANCANGAN TANGKI PEMANAS AIR TENAGA SURYA KAPASITAS 60 LITER DAN INSULASI TERMALNYA

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Laporan Tugas Akhir BAB II DASAR TEORI. 2.1 Lokasi dan kondisi terjadinya kegagalan pada sistem pipa. 5th failure July 13

BAB 3 METODELOGI PENELITIAN

RANCANG BANGUN SISTEM PENAHAN PANAS PADA MOTOR ROKET CIGARETTE BURNING

III. METODOLOGI PENELITIAN. Universitas Lampung pada bulan Mei 2014 sampai September 2014.

PENELITIAN SPIN MENGGUNAKAN CUTING & MULTI NOZZLE UNTUK MENINGKATKAN KESTABILAN TERBANG ROKET BALISTIK

PERANCANGAN DAN PENGEMBANGAN CONNECTING ROD DAN CRANKSHAFT MESIN OTTO SATU SILINDER EMPAT LANGKAH BERKAPASITAS 65 CC. Widiajaya

IV. PENDEKATAN RANCANGAN

BAB III METODE PENELITIAN

BAB II DASAR TEORI. Gambar 2.1 Mesin CNC turning

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR PERNYATAAN ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR LAMPIRAN DAFTAR NOTASI BAB I.

Abstrak. Kata kunci: Hydrotest, Faktor Keamanan, Pipa, FEM ( Finite Element Method )

TUGAS AKHIR MODELING PROSES DEEP DRAWING DENGAN PERANGKAT LUNAK BERBASIS METODE ELEMEN HINGGA

RANCANG BANGUN ROKET LAPAN DAN KINERJANYA

DECIDING THE OPTIMUM SPOKE ANGLE OF MOTORCYCLE CAST WHEEL USING FINITE ELEMENT APLICATION AND PUGH S CONCEPT SELECTION METHOD

ANALISIS KARAKTERISTIK DINAMIK STRUKTUR ROKET BERTINGKAT RX-420/RX-250 PADA KONDISI FREE- FLYING DENGAN MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

BAB I PENDAHULUAN. Berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi. mendorong terciptanya suatu produk dan memiliki kualitas yang baik.

ANALISIS KEKUATAN COMPRESIVE NATURAL GAS (CNG) CYLINDERS MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

ANALISIS BEBAN TEKUK KRITIS STRUKTUR SANDWICH BAHAN KOMPOSIT PADA SIRIP ROKET RX LAPAN

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

Gambar 2.1 Bagian-bagian mesin press BTPTP [9]

SIMULASI PENGARUH FRICTION, SPEED, MATERIAL, DAN TEMPERATURE TERHADAP DAMAGE PADA BLOCK PRE FORMING DENGAN METODE TAGUCHI

Kajian Awal Kekuatan Rangka Sepeda Motor Hibrid

PENGHEMAT BAHAN BAKAR PADA KOMPOR GAS RUMAH TANGGA

Bab V : Analisis 32 BAB V ANALISIS

III. METODE PENELITIAN

METODOLOGI PENELITIAN

SIMULASI Kendalan (Reliability Simulation)*

Jurnal Flywheel, Volume 1, Nomor 2, Desember 2008 ISSN :

Analisis Tegangan Plat Penghubung Bucket Elevator Menggunakan Metode Elemen Hingga. Ully Muzakir 1 ABSTRAK

ANALISIS TEGANGAN PADA SAMBUNGAN NOSEL MASUK DAN KELUAR BEJANA TEKAN REAKTOR DENGAN MEH

OPTIMASI DESAIN TANGKI TRUCK BAHAN BAKAR MINYAK DENGAN MENGGUNAKAN FINITE ELEMENT APPLICATION

SIMULASI PENGUJIAN PRESTASI SUDU TURBIN ANGIN

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

OPTIMASI DESAIN SIRIP PENGUAT PADA BANGKU PLASTIK

NASKAH PUBLIKASI ANALISA PERPINDAHAN PANAS TERHADAP RECTANGULAR DUCT DENGAN TEBAL m MENGGUNAKAN ANSYS 12 SP1 DAN PERHITUNGAN METODE NUMERIK

ANALISIS CANTILEVER BEAM DENGAN MENGGUNAKAN METODE SOLUSI NUMERIK TUGAS KULIAH

ANALISA KAPASITAS KELOMPOK TIANG PANCANG TERHADAP BEBAN LATERAL MENGGUNAKAN METODA FINITE DIFFERENCE

ANALISA KEGAGALAN POROS DENGAN PENDEKATAN METODE ELEMEN HINGGA

Gambar 2.1 Bagian-bagian mesin press BTPTP[3]

BAB IV PEMBAHASAN Analisis Tekanan Isi Pipa

BAB I PENDAHULUAN. dengan ilmu rekayasa struktur dalam bidang teknik sipil. Perkembangan ini

DESAIN DAN ANALISIS SIRIP ROKET KOMPOSIT HYBRID SEBAGAI SIRIP KOMPOSIT OPTIMUM

BAB III METODOLOGI. 3.1 Pendekatan. Untuk mengetahui besarnya pengaruh kekangan yang diberikan sengkang

Analisis Kekuatan dan Deformasi Piston Mesin Bensin-Bio Etanol dan Gas dengan Injeksi Langsung untuk Kendaraan Nasional dengan Simulasi Numerik

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TEORI DASAR. Gambar 2.1 Tipikal struktur mekanika (a) struktur batang (b) struktur bertingkat [2]

ANALISADEFLEKSI PLAT STOPPER PADA MESIN UJI TARIK HIDROLIK Budi Hartono. Abstrak

ANALISIS TEGANGAN STATIK PADA UNIT SQUARE END A-JACK DENGAN METODE ELEMEN HINGGA

Gambar 2.1 Winding pattern [5]

METODE PENELITIAN. Model tabung gas LPG dibuat berdasarkan tabung gas LPG yang digunakan oleh

A. ADHA. Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik,Universitas Islam Riau, Pekanbaru, Indonesia Corresponding author:

Perancangan Konstruksi Turbin Angin di Atas Hybrid Energi Gelombang Laut

ANALISIS STATIK TEGANGAN PIPA PADA SISTEM PENDINGIN SEKUNDER REAKTOR KARTINI YOGYAKARTA

ANALISIS STATIK RANGKA MOTOR HYBRID MENGGUNAKAN SOFTWARE CATIA V5

ANALISA PERBANDINGAN PERENCANAAN TEBAL PERKERASAN KAKU ANTARA METODE AASHTO 1993 DENGAN METODE BINA MARGA 1983 TUGAS AKHIR

EVALUASI KINERJA SAMBUNGAN PROPELAN PADA MOTOR ROKET RX 550 [EVALUATION OF THE PROPELLANT JOINT PERFORMANCE IN ROCKET MOTOR RX 550]

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 5, No. 1, (2016) ISSN: ( Print) B13

PERHITUNGAN KESTABILAN LUBANG BUKAAN PADA TEROWONGAN HEADRACE PLTA SINGKARAK MENGGUNAKAN ANALISIS BALIK TESIS MAGISTER

DESAIN TEGANGAN PADA JALUR PEMIPAAN GAS DENGAN PENDEKATAN PERANGKAT LUNAK

Pemodelan Distribusi Suhu pada Tanur Carbolite STF 15/180/301 dengan Metode Elemen Hingga

LAMPIRAN A GRAFIK DAN TABEL. 1. Grafik untuk menentukan dimensi optimal bejana tekan. [Ref.5 hal 273]

SELEKSI PEMILIHAN MATERIAL UNTUK TABUNG ROKET RX 420

ANALISIS DAN SIMULASI DISTRIBUSI TEMPERATUR RUANGAN BERDASARKAN BENTUK ATAP MENGGUNAKAN FINITE DIFFERENCE METHOD BERBASIS PYTHON

Analisa Tegangan pada Pipa yang Memiliki Korosi Sumuran Berbentuk Limas dengan Variasi Kedalaman Korosi

BAB IV METODOLOGI PENELITIAN

Transkripsi:

ANALIS1S STRUKTUR NOSEL RX320 DENGAN MENGGUNAKAN BAHAN S45C Edtwan Penelitl Bldang Struktur, LAPAN ABSTRACT In May and July 2008, flight test of RX 320 rocket were successfully conducted. However there are still some areas need further improvements not only in design but also in fabrication process in order to have a lighter and easy-to-assembly nozzle by reducing its thickness. At nozzle's inlet, basically the nozzle case only receives pressure loads since it is mainly protected by graphite, while its divergent part receives mainly thermal loads. Therefore the nozzle analysis can be adjusted to its main working loads. Simulations using the mentioned working loads result in stress distribution occurred in both parts of the nozzle i.e. convergent and divergent. Factor of safety as much 4 is obtained for convergent-nozzle part due to the pressure loads while factor of safety as much 1.7 is obtained for the divergent part due to the thermal loads. From the safety of factor values, it can be seen that the largest stress is occurred in the divergent part which is mainly due to the temperatures. Keywords : Rocket, Nozzle, Static ABSTRAK Pada bulan Mei 2008 serta bulan Juli 2008 telah dilakukan uji terbang roket RX 320. Walaupun hasil uji terbang yang telah dilakukan cukup baik, namun masih diperlukan perbaikan, baik desain maupun proses pembuatannya agar lebih ringan serta lebih mudah proses pemasangannya. Pada bagian sisi masuk, hanya menerima beban tekanan saja karena bagian tersebut dilindungi dengan grant, sedangkan bagian divergen hanya menerima beban temperatur saja, sehingga analisis yang dilakukan disesuaikan dengan beban yang diterima struktur nosel tersebut. Dari simulasi beban tersebut diperoleh tegangan yang terjadi pada kedua bagian nose] tersebut, faktor keamanan bagian konvergen akibat pengaruh tekanan sebesar 4 atm sedangkan bagian divergen yang menerima beban temperatur sebesar 1.7, sehingga tegangan terbesar sesuai dimensi roket yang dibuat adalah pada bagian divergen akibat pengaruh temperatur. Kata kunci: Roket, Nosel, Statik 1 PENDAHULUAN Kendala besar yang sering Untuk menghasilkan struktur dihadapi dalam pengembangan motor yang sesuai dengan rancangan diper- roket secara umum adalah keterbatasan lukan keterampilan di berbagai bidang material yang sesuai dengan kriteria dan tersedianya sarana penunjang, optimasi rancangan struktur yang seperti pemilihan material yang sesuai diinginkan. dan proses pembuatan yang memadai Nosel motor roket merupakan serta perancangan dengan simulasi salah satu komponen motor roket yang komputer yang terampil. berfungsi selain untuk menghasilkan

kecepatan dan gaya dorong motor roket, noscl harus mampu menahan beban tekanan dan temperatur gas pembakaran dalam tabung motor roket, sehingga struktur nosel harus mempunyai faktor keamanan yang cukup baik Dalam analisis kekuatan struktur nosel motor roket, akan dilakukan dengan bantuan perangkat lunak yang berbasis elemen hingga. Analisis akan meliputi tegangan yang terjadi akibat beban tekanan hasil pembakaran, sedangkan pengaruh temperatur dilindungi dengan bahan grafit sebagai pelindung tahan panas. Sebuah roket hanya dapat digunakan satu kali, maka untuk melakukan penelitian diperlukan bahan struktur yang cukup banyak, dari tahap awal sudah dilakukan optimasi perancangan dengan maksud mengurangi biaya produksi dan memperpendek waktu pembuatan. Struktur harus kuat dan ringan, semua dimensi dan spesiflkasinya harus sudah diperkirakan sejak awal seperti diameter, tebal, bahan yang digunakan mud ah didapat dan sesuai dengan kekuatan yang disyaratkan untuk struktur roket. Untuk memenuhi unsur di atas, maka dilakukan perancangan nosel motor roket menggunakan perangkat lunak bidang struktur. Perancangan dengan menggunakan perangkat lunak ini bertujuan mempercepat hasil rancangan dengan simulasi dan gambar yang dapat dianalisa dengan cepat dan mudah, serta dapat dibaca dan dimodifikasi lagi dengan menggunakan perangkat lunak lainnya, seperti Autocad. Setiap logam akan memuai akibat pengaruh temperatur, yang besarnya bervariasi dipengaruhi oleh ketebalan, bahan yang digunakan dan temperatur yang diterimanya. Biasanya bahan yang tidak tahan terhadap temperatur dilindungi oleh isolator termal atau dilapisi dengan bahan yang lebih tahan terhadap temperatur, seperti yang akan dibahas pada tulisan ini yaitu nosel motor roket dengan bahan S45C dengan pelindung grafit. Fungsi tabung atau pipa akan aman dan dapat dihandalkan bila beban yang bekerja dapat dianalisa. Beban berasal dari pembakaran bahan bakar yang berupa panas dan tekanan. Untuk mengurangi berat struktur pipa atau tabung, maka bagian tertentu harus dimodifikasi. Salah satu bagian yang akan dimodifikasi adalah ketebalan yang optimum dan bentuk yang baik. 2 DIMENSI NOSEL MOTOR ROKET Geometri nosel motor roket yang dianalisa berdiameter 320 mm. Bahan nosel adalah S45C dengan spesifikasi sebagai berikut, dimulai dari modulus elastisitas (E), masa jenis (p), harga Voisson (v) dan kekuatan tarik bahan maksimum (ouit) E = 2.1xl0 6 kg/cm 2 v = 0.3 (harga Poisson) p = 7.8 x 10-3 kg/cm 3 ouu - 6000 kg/cm 2 Untuk dimensi nosel RX-320 seperu' yang dapat dilihat pada Gambar 2-1. Untuk mengetahui kekuatan struktur nosel, terhadap pengaruh tekanan, maka dilakukan perhitungan dengan menggunakan tekanan yang terjadi sewaktu uji statik yaitu tekanan 70 kg/cm 2 untuk RX 320 dengan tcbal 6 mm. Perhitungan tegangan statik ini dilakukan dengan cara membuat model Metode Elemen Hingga (FEM) dari dimensi nosel di atas dengan 242 titik simpul dan 216 elemen nodal segi empat. 77

3 METODE ELEMEN HINGGA Konsep dasar dari metode elemen hingga menyatakan bahwa untuk setiap besaran-besaran kontinu seperti temperatur, tekanan dan perpindahan, dapat didekati oleh sebuah model diskrit dari kumpulan fungsi kontinu yang didefinisikan pada batas dari sejumlah sub domain. Fungsi kontinu yang terpotong kecil-kecil ini akan didefinisikan dengan menggunakan harga dan besaran kontinu pada titik-titik di dalam domain tersebut, dan harga besaran ini tidak diketahui, tetapi dapat dicari sehingga untuk selanjutnya pada setiap titik tertentu di dalam daerah domain akan dapat ditentukan harga numeriknya. Matrik kekakuan 78

4 PERHITUNGAN TEGANGAN Untuk memudahkan perhitungan, model dibuat dengan menjadikan bagian exit bebas, sedangkan bagian ke tabung dijepit seperti Gambar 4-1. Gambar 4-1: Hasil permodelan metode elemen hingga 79

Gambar 4-3: Tegangan 3400 kg/cm 2 pengaruh temperatur RX 320 5 ANALISIS HASIL SIMULASI Hasil yang didapat dari Gambar 4-2: tegangan sebesar 1400 kg/cm 2 akibat pengaruh tekanan P=70 kg/cm 2 sehingga menghasilkan faktor keamanan sebesar 4. Sedangkan akibat pengaruh temperatur diperoleh tegangan sebesar 3400 kg/cm 2, sehingga harga faktor keamanan akibat pengaruh temperatur sebesar 1.7. Untuk perhitungan lengkapnya adalah sebagai berikut Untuk pengaruh tekanan Dari hasil perhitungan di atas nosel RX-320 cukup aman akibat pengaruh tekanan dan temperatur yang terjadi sewaktu roket diuji terbang. 6 KESIMPULAN DAN SARAN Dari analisis yang dilakukan terhadap nosel motor roket RX-320 bahan baja S45C dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: Hasil perhitungan akibat pengaruh tekanan pada bagian konvergen didapat faktor keamanan sebesar 4 dengan mengabaikan pengaruh temperatur karena bagian konvergen dilapisi dengan grafit, Hasil perhitungan akibat pengaruh temperatur pada bagian divergen didapat faktor keamanan sebesar 1.7 dengan mengabaikan pengaruh tekanan karena bagian divergen tekanannya cukup kecil, Dari kedua poin di atas dapatlah disimpulkan secara umum bahwa pengaruh temperaturlah yang merupakan bagian paling kritis sehingga diperlukan analisis lebih mendalam yaitu perlu dilakukan pengujian tegangan dan regangan secara langsung sewaktu dilakukan uji statik dengan menggunakan Strain gage. 80

DAFTAR RUJUKAN L.H. Abraham, 1962. Structured Design of Missiles and Spacecraft, McGraw- Hill, New York. Y. C. PAO, 1986. A First Course in Finite Element Analysis. Allyn and Bacon, Boston USA. J. P. Holman, 1981. Heat Transfer, McGraw-Hill Book, Inc, New York. Boley And Weiner, 1982. Theory of Thermal Stresses, John wiley and Son, Singapore. Cook D.1982. Consepts And Applications of Finite Element Analys, John Wiley Inc. Alan A., 1984. Computer-Aided Heat Transfer Analysis, McGraw-Hill, Tokyo. Morgan, 1981. Numerical Metods in Heat Transfer, John Willey. E.R. Parker, 1967. Material Missiles and Spacecraft, University Barkley California. User Manual SAP90, 1989. Structure Analysis Program Computer and Structure Inc, California University Avenue Berkeley, USA. 81

LAMPIRAN Gambar 2. Roket RX-320 pada uji terbang Mei dan Juli 2008 82