Analisis getaran untuk memprediksi batas kecepatan flutter dengan model seksional menggunakan metode ARMA

dokumen-dokumen yang mirip
1. Pendahuluan. 2. Kajian Teori ANALISIS KARAKTERISTIK DINAMIK JEMBATAN BENTANG PANJANG TERHADAP INDUKSI GETARAN JEMBATAN AKIBAT BEBAN ANGIN

PENGUKURAN FLUTTER MARGIN MODEL JEMBATAN DI UPT-LAGG BPPT. Subagyo 1), Angga Dwi Saputra 2)

AEROCO : SOFTWARE TOOL UNTUK MENENTUKAN KOEFISIEN AERODINAMIKA MODEL JEMBATAN BENTANG PANJANG. Fariduzzaman *

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

Perencanaan Ketahanan Angin Jembatan Cable Stayed Suramadu

METODA UJI MODEL SEKSIONAL DEK SEBAGAI DASAR ANALISIS AEROELASTIK JEMBATAN BENTANG PANJANG

PERANCANGAN, PEMBUATAN DAN PENGUJIAN MODEL AEROELASTIS PENAMPANG JEMBATAN BENTANG PANJANG

BAB III METODE PENELITIAN

BAB III METODE PENELITIAN

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1.2 Identifikasi Masalah

BAB III ALAT UJI DAN METODE PENGAMBILAN DATA

Desain dan Eksperimen Uji Getaran di Tanah dari Model Separuh Sayap Pesawat N219

KAJIAN ALIRAN ANGIN PERMUKAAN TERHADAP STABILITAS AERODINAMIK LANTAI JEMBATAN BENTANG PANJANG (111S)

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

III. METODOLOGI PENELITIAN. terbuka, dengan penjelasannya sebagai berikut: Test section dirancang dengan ukuran penampang 400 mm x 400 mm, dengan

Abstrak. Kata kunci : balance performance, massa unbalance, balancing roda mobil, metoda sudut fasa

PENGUKURAN FUNGSI RESPON FREKUENSI (FRF) PADA SISTEM POROS-ROTOR

BAB IV DATA DAN ANALISA

JEMBATAN GANTUNG ULTRA-PANJANG UNTUK JEMBATAN SELAT SUNDA

STUDI EFEKTIFITAS PENGGUNAAN TUNED MASS DAMPER UNTUK MENGURANGI PENGARUH BEBAN GEMPA PADA STRUKTUR BANGUNAN TINGGI DENGAN LAYOUT BANGUNAN BERBENTUK U

PEMICU 1 29 SEPT 2015

PENGARUH GETARAN TERHADAP PENUMPANG KENDARAAN. Sutarno. Abstraction

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

Analisis Flutter Pada Uji Model Separuh Sayap Pesawat N219 di Terowongan Angin Kecepatan Rendah

Redesign Sistem Peredam Sekunder dan Analisis Pengaruh Variasi Nilai Koefisien Redam Terhadap Respon Dinamis Kereta Api Penumpang Ekonomi (K3)

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Analisis Flutter Jembatan Tacoma Narrows Lama

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 6, No. 1, (2017) ISSN: ( Print) F 113

Analisa Variable Moment of Inertia (VMI) Flywheel pada Hydro-Shock Absorber Kendaraan

ANALISA EFEKTIVITAS SUDUT DEFLEKSI AILERON PADA PESAWAT UDARA NIR AWAK (PUNA) ALAP-ALAP

SISTEM IDENTIFIKASI STRUKTUR DENGAN MENGGUNAKAN METODE FREQUENCY DOMAIN DECOMPOSITION-NATURAL EXCITATION TECHNIQUE

SEJARAH PERKEMBANGAN JEMBATAN GANTUNG ULTRA-PANJANG. Oleh : Prof.DR.Ir. Wiratman Wangsadinata

Tuning Mass-Spring Damper Pada Rekayasa Follower Rest Untuk Meningkatkan Batas Stabilitas Proses Bubut Slender Bar

ANALISA PERBANDINGAN NILAI LENDUTAN DAN PUTARAN SUDUT PADA JEMBATAN PCI-GIRDER DENGAN PROGRAM MIDAS CIVIL TERHADAP HASIL PENGUKURAN DI LAPANGAN

ANALISIS DEFORMASI JEMBATAN SURAMADU AKIBAT PENGARUH ANGIN MENGGUNAKAN PENGUKURAN GPS KINEMATIK

ANALISIS GETARAN PADA BANTALAN LUNCUR YANG DIAKIBATKAN OLEH PENGARUH KEKENTALAN PELUMASAN

Ardi Noerpamoengkas Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Pengembangan Prototipe Hybrid Shock Absorber : Kombinasi Viscous dan Regenerative Shock Absorber

Simulasi Peredaman Getaran Bangunan dengan Model Empat Tumpuan

PENGEMBANGAN INSTRUMENTASI VIRTUAL UNTUK TUJUAN AKUISISI SINYAL GETARAN PADA MESIN BUBUT CNC EMCO TU 2A

Engine banyak ditemui dalam aktifitas kehidupan manusia, secara kumulatif sebagai penghasil daya yang berguna untuk menggerakan kendaraan, peralatan

TEKNOLOGI. Jurnal Ilmu - Ilmu Teknik dan Sains Volume 11 No.1 April Penanggung Jawab. Dekan Fakultas Teknik Universitas Pattimura.

ANALISA GAYA TARIK PADA JEMBATAN KABEL BERDASARKAN NILAI FREKUENSI ALAMIAH KABEL*

PENGARUH PASIR TERHADAP PENINGKATAN RASIO REDAMAN PADA PERANGKAT KONTROL PASIF (238S)

KARAKTERISTIK PEREDAMAN GETARAN KONSTRUKSI MODEL JEMBATAN UNTUK PENGEMBANGAN SISTEM DIGANOSIS POLA GAGAL

BAB 1 PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

DETEKSI KERUSAKAN RODA GIGI DENGAN ANALISIS SINYAL GETARAN

Analisis Getaran Struktur Mekanik pada Mesin Berputar untuk Memprediksi Kerusakan Akibat Kondisi Unbalance Sistem Poros Rotor

PEMANTAUAN KONDISI MESIN BERDASARKAN SINYAL GETARAN

PEMODELAN NUMERIK RESPON DINAMIK STRUKTUR TURBIN ANGIN AKIBAT PEMBEBANAN GELOMBANG AIR DAN ANGIN

Analisa Aplikasi Peredam Getaran Dinamik Pada Model Setengah Mobil Empat Derajat Kebebasan Berbasis Respon Amplitudo

ANALISIS DEFORMASI JEMBATAN SURAMADU AKIBAT PENGARUH ANGIN MENGGUNAKAN METODE PENGUKURAN GPS KINEMATIK

ANALISIS PENGARUH MISALIGNMENT TERHADAP VIBRASI DAN KINERJA MOTOR INDUKSI

BAB I PENDAHULUAN. mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja kendaraan. truk dengan penambahan pada bagian atap kabin truk berupa

METODE DETEKSI KERUSAKAN ELEMEN BOLA PADA BANTALAN BOLA TIPE DOUBLE ROW BERBASIS SINYAL GETARAN TUGAS AKHIR

BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Penelitian

Analisis Getaran Bantalan Rotor Skala Laboratorium untuk Kondisi Lingkungan Normal dan Berdebu

PENGARUH PELETAKAN SENSOR ACCELEROMETER TERHADAP HASIL PENGUKURAN FREKWENSI GETARAN

BUKU RANCANGAN PENGAJARAN MATA AJAR GETARAN MEKANIS. oleh. Tim Dosen Mata Kuliah Getaran Mekanis. Fakultas Teknik Universitas Indonesia Februari 2016

STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH PENGISIAN PASIR DENGAN VARIASI DIAMETER PIPA BAJA SCH40 SEAMLESS TERHADAP BATAS STABILITAS CHATTER PADA PROSES BUBUT

Bab IV Pengujian dan Analisis

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

BAB 1 PENDAHULUAN. terpisahkan oleh laut dan selat. Kondisi geografis tersebut mengakibatkan terus

BAB III SIMULATOR KAVITASI DAN METODE AKUISISI DATA

Pemodelan, Pengujian, dan Analisis Getaran Torsional dari Perangkat Uji Sistem Poros-Rotor

PERILAKU DINAMIS PORTAL BAJA BIDANG BERTINGKAT DENGAN VARIASI BUKAAN TITIK PUNCAK PENGAKU DIAGONAL GANDA K JURNAL. Disusun Oleh:

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

Kajian Eksperimental Parameter Modal Bangunan Dua Lantai dengan Metode Modal Analisis

Studi Eksperimental Sistem Suspensi Sebagai Komponen Pengganti (Interchange) Sistem Suspensi Mobil Multiguna Pedesaan GEA

Experimental Modal Analysis (EMA) untuk Mengetahui Modal Parameter pada Analisis Dinamik Balok Kayu yang Dijepit di Satu Ujung

PERMASALAHAN DAN SOLUSI KONSTRUKSI BALIHO DI BANJARMASIN

BAB V DATA DAN ANALISIS HASIL PENGUJIAN

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

STUDI KELAKUAN DINAMIS STRUKTUR JEMBATAN PENYEBERANGAN ORANG (JPO) BAJA AKIBAT BEBAN MANUSIA YANG BERGERAK

PENDAHULUAN Latar Belakang

BAB III METODE PENELITIAN

Penelitian Numerik Turbin Angin Darrieus dengan Variasi Jumlah Sudu dan Kecepatan Angin

Dosen Pembimbing : Ir. J. Lubi BAHAIROTUL LU LU ( )

Identifikasi Karateristik Dinamik Struktur Fly Over Dengan Monitoring Getaran

ANALISIS KINERJA KINCIR ANGIN SEDERHANA DENGAN DUA SUDU POROS HORIZONTAL

STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH FREKUENSI DAN AMPLITUDO GETARAN PADA MATERIAL MULTILAYER PIEZOELECTRIC TERHADAP ENERGI YANG DIBANGKITKAN

BIFURKASI PITCHFORK SUPERKRITIKAL PADA SISTEM FLUTTER

PENELITIAN DAN RANCANGAN OPTIMAL TURBIN PENGGERAK TEROWONGAN ANGIN SUBSONIK SIRKUIT TERBUKA LAPAN

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

ANALISIS EFISIENSI JUMLAH BLADE PADA PROTOTYPE TURBIN ANGIN VENTURI

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

DAFTAR PUSTAKA. 1. Vance, J. M., Rotordynamics of Turbomachinery, John Willey & Sons, 1988.

DETEKSI KERUSAKAN BANTALAN GELINDING PADA POMPA SENTRIFUGAL DENGAN ANALISIS SINYAL GETARAN

KEMAMPUAN PENYERAPAN ENERGI CRASH BOX MULTI SEGMEN MENGGUNAKAN SIMULASI KOMPUTER

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

III. METODE PENELITIAN. Pada penelitian ini metode yang digunakan adalah dengan analisis studi kasus

Endang Mugia GS. Peneliti Bidang Teknologi Avionik, Lapan ABSTRACT

SISTEM GETARAN PAKSA SATU DERAJAT KEBEBASAN

BAB III METODOLOGI PENGUKURAN

KARAKTERISASI TINGKAT GETARAN LATAR RUANGAN KALIBRASI VIBRATION METER

III. METODE PENELITIAN. Penelitian ini dilakukan di laboratorium terpadu jurusan teknik elektro, fakultas teknik,

Laporan Tugas Akhir Pemodelan Numerik Respons Benturan Tiga Struktur Akibat Gempa BAB I PENDAHULUAN

BAB 3 METODE ANALISIS

PENGEMBANGAN DAN ANALISA KESERAGAMAN ALIRAN TEROWONGAN ANGIN TIPE TERBUKA SEBAGAI SARANA PENGUJIAN AERODINAMIKA

Konsep Dasar Getaran dan Gelombang Kasus: Pegas. Powerpoint presentation by Muchammad Chusnan Aprianto

Transkripsi:

Analisis getaran untuk memprediksi batas kecepatan flutter dengan model seksional menggunakan metode ARMA Noor Eddy 1,a*, Akbar Dirgantara 2,b, R.Wibawa Purbaya 3,c, Angga 4,d 1,2 Universitas Trisakti Jl. Kyai Tapa No. 1 Grogol Jakarta Indonesia 11440 3,4 UPT LAGG BPPT Jalan Nn No.67, Setu, Kota Tangerang Selatan, Banten Indonesia 15314 a nooreddy.mt@gmail.com, b akbardirgantara93@gmail.com Abstrak Jembatan bentang panjang mempunyai karakteristik utama yaitu panjang jembatan lebih dari 125 m. Jembatan bentang panjang biasanya dibangun untuk menyebrangi sungai, laut, atau selat. Keamanan jembatan bentang panjang sangat penting karena terletak pada tempat terbuka yang memungkinkan adanya angin dengan kecepatan tinggi, oleh karena itu pada struktur jembatan bentang panjang, angin dapat memberikan pengaruh yang signifikan pada struktur jembatan tersebut karena pengaruh angin dapat menyebabkan masalah keamanan dan pelayanan. Hal tersebut bahkan dapat menyebabkan ketidakstabilan pada seluruh struktur jembatan karena sifat flesibel dari strukturnya. Flutter salah satu dari beberapa gejala penting untuk dipertimbangkan selama perencanaan jembatan bentang panjang. Pada penelitian ini akan dilakukan pengujian untuk mengetahui batas kecepatan flutter pada jembatan bentang panjang dengan sectional model test yaitu sebuah metode pengujian yang hanya mengambil segmen tertentu atau potongan dari jembatan sebenarnya dengan skala 1:25 s.d. 1:100 dan menggunakan pegas dengan dimensi dan kekakuan tertentu sebagai menyangga model jembatan. Pengujian ini dilakukan di dalam wind tunnel kecepatan angin rendah. Data-data yang didapat dari uji terowongan angin diolah dengan metode ARMA (autoregressive moving average) yaitu metode untuk memprediksi batas kecepatan flutter yang diperhitungkan melalui MATLAB. Diharapkan pada pengujian ini dapat menentukan batas kecepatan flutter pada model jembatan dan menganalisanya. Kata kunci : Analisis getaran, sectional long span bridge, fluter, metode ARMA, MATLAB. Pendahuluan Jembatan bentang panjang mempunyai karakteristik utama yaitu panjang jembatan lebih dari 125 m. Jembatan bentang panjang biasanya dibangun untuk menyebrangi sungai, laut, atau selat. Keamanan jembatan bentang panjang sangat penting karena terletak pada tempat terbuka yang memungkinkan adanya angin dengan kecepatan tinggi, oleh karena itu pada strukutr jembatan bentang panjang, angin dapat memberikan pengaruh yang signifikan pada struktur jembatan tersebut pengaruh angin dapat menyebabkan masalah keamanan dan pelayanan. Hal tersebut bahkan dapat menyebabkan ketidakstabilan pada seluruh struktur jembatankarena sifat flesibel dari strukturnya. (http//:www.tekniksipil.org/ jembatan-pendahuluan/16/1/2015) Banyak fenomena-fenomena yang menyebabkan runtuhnya jembatan seperti, fenonema flutter, Getaran Induksi vortex, LSHR ( low wind speed heaving resonance), atau Buffeting (angin terubulen yang datang), kendaraan yang melintas, gempa, orang berjalan. Dll. Fenomena-fenomena tersebut

dinamakan fenomena aeroelastik. (andi, 15:2007). Fenomena flutter adalah salah satu dari beberapa gejala penting untuk dipertimbangkan selama perencanaan jembatan bentang panjang. Fenomena flutter adalah fenomena yang terjadi akibat redaman total pada struktur jembatan sudah tidak dapat menyerap energi yang dihasilkan oleh anginyang menyebabkan struktur bergetar dengan amplitude yang tinggi. Fenomena ini dapat berakibat fatal dan dapat menghancurkan struktur jembatan. Untuk mengetahui kecepatan angin flutter dapat dilakukan dengan uji terowongan angin. Metode yang akan digunakan pada penelitian ini adalah metode model sectional test danmetode ARMA (Auto-Regressive Moving Average) untuk memprediksi batas kecepatan flutter dan dibantu oleh software pendukung. jembatan berpenampang persegi panjang. Model ini memiliki panjang, lebar, dan tebal masing-masing 200 mm, 100mm, dan 10 mm dengan skala perbandingan lebar dan tebal adalah 10 : 1. Untuk memprediksi kecepatan angin saat terjadi flutter dilakukan pengujian hammer testing yang bertujuan untuk mencari frekuensi natural yang terjadi pada model, jenis frekuensi yang dibatasi pada penelitian ini adalah frekuensi gerak heaving, gerak rolling, dan gerak torsi. Setelah melakukan hammer testing selanjutnya model dilakukan uji terowongan angin untuk mendapatkan data getaran yang berupa domain frekuensi dan domain waktu pada setiap keccepatan angin. Domain waktu yang didapat di gunakan untuk memprediksi kecepatan angin flutter menggunakan metode ARMA Gambar 2. Hasil Rancangan Model Dek jembatan Hammer Testing Gambar 1. Fenomena flutter pada tacoma narrow bridge amerika serikat tahun 1940 Metode Penelitian dan Hasil Penelitian Pada penelitian ini akan dirancang sebuah model seksional jembatan dengan dek Gambar 3. Set up hammer testing keterangan gambar :1) Conditioning Unit; 2) Laptop dengan software dewesoft; 3) DSA dewetron; 4) kabel sensor accelerometer; 5) model jembatan

Uji Terowongan Angin Grafik Hasil Hammer Testing Model (a) Gambar 4. Respon yang terjadi pada model jembatan ketika dilakukan hammer testing. Keterangan gambar : 1) respon dari model berupa domain frekuensi; 2) pengatur; 3) Geometri jembatan Hasil hammter testing model didapat frekuensi natural model meliputi 3 jenis gerak yaitu gerak heaving, rolling, dan torsi masing terjadi pada frekuensi 5,25 Hz, 6,75 Hz, dan 9,75 Hz. Hasil ini didapat karena ketika pengatur(ket. Gambar no.3) berada sesuai dengan frekuensi tersebut maka geometri jembatan(ket. Gambar no.3) akan bergerak sesuai dengan karakteristik ketika jenis gerak tersebut. (b) Gambar 5. Set Up Uji terowongan Angin. a) Model diinstalasi di dalam terowongan angin; b) perangkat pendukung uji terowongan angin. Prosedur Uji Terowongan Angin Data domain waktu dan domain frekuensi menggunakan software DeweFRFpada model diambil pada frekuensioperasiwind tunnel 1 Hz s.d 35 Hz dengan interval pengambilan data 0,5 Hzdari 1 Hz s.d 15 Hz dan interval 1 hzdari 15 Hz s.d 30 Hz. Untuk mengukur kecepatan angin di dalam tunnel menggunakan anemometer hot wire. Waktu perngambilan data per kecepatan adalah 20 detik. Berikut adalah hasil dari uji terowongan angin model jembatan.

Gambar 6. Grafik domain frekuensi dan domain waktu pada kecepatan angin 0,882 m/s Gambar 6 adalah hasil pembacaan software yaitu domain waktu dan domain frekuensi yang terjadi pada model saat frekuensi tunnerl 1.5 Hz pada kecepatan 0.882 m/s. Pada gambar 6 terlihat frekuensi 5.34 Hz (frekuensi gerak heaving memiliki amplitudo 0.00120 m/s 2, pada frekuensi 10,40 Hz frekuensi gerak torsi memiliki amplitudo tinggi yaitu 0,0434 m/s 2 dan frekuensi sekitar 6,75 Hz frekuensi gerak rolling amplitudonya 0,00143 m/s 2. Hasil keseluruhan data dari uji terowongan angin pada tabel tabel 1. Gambar 7. Hasil Plot hubungan tekanan dinamik(q) dengan (Fz) Hasil plot di MATLAB pada gambar 7 didapat tekanan dinamik saat terjadi flutter adalah 403,03 Pa maka dengan rumus tekanan dinamik (q = 1/2pu^2) didapat kecepatan angin flutter (u-flutter = 25, 9176 m/s. Menentukan Batas Kecepatan Flutter Secara Eksperimental Untuk menentukan kecapatan angin flutter secara eksperimental yaitu dengan cara menaikan kecepatan angin pada tunnel sampai terjadi flutter kemudian melakukan analisis hubungan kecepatan angin dan amplitudo pada salah satu jenis gerak yang terjadi (heaving, rolling, atau torsi) Tabel 1. nilai Fz dari masing-masing kecepatan Hasil Pengolahan Data menggunakan Metode Arma Gambar 8. Grafik hubungan kecepatan angin dengan amplitudo maksimum pada frekuensi gerak heaving.

Hasil analisis pada gambar 8 didapat kecepatan angin saat terjadi flutter adalah 24,1 m/s karena mulai dari kecepatan tersebut amplitudonya semakin meningkat yang sesuai dengan karakteristik fenomena flutter. Kesimpulan 1. Frekuensi natural model (frekuensi gerak heaving, rolling, dan torsi) didapat masing-masing adalah 5,25 hz, 6,75hz, 9,75 hz. 2. Kecepatan flutter menggunakan metode ARMA adalah 25 m/s, secara eksperimental adalah 24,1 m/s 3. Metode ARMA dapat digunakan untuk mempredisi kecepatan angin flutter pada model jembatan karena perbedaan antara metode ARMA dengan secara eksperimental tidak terlalu jauh (t 3,6%). 4. Gerak yang dominan pada saat terjadi fenomena flutter adalah gerak heaving. Referensi [1] Bruel, Kjaer. 2003. Experimental Modal Analysis. Orlando: Union College. [2] Crawford, Arthur. 1992. Simplified Handbook of Vibration Analysis. United States :Computional System, Incorporated. [3] Dwi, Angga. 2010. Pemantauan Kondisi Mesin dengan Ekstraksi Fitur Sinyal Getaran. Semarang: Penerbit UNDIP. [4] Farriduzaman. 2011. Software Tool Untuk Memprediksi Flutter. Jakarta :Penerbit BPPT. [5] Matzusaki. 2011. Flutter Boundary Prediction Based On Stability System.Paris: IFASD Paper [6] Piersol, Allan. 2010. Harris Shock and Vibration Handbook. New York :McGrawHill [7] Rao, Singiresu. 2000. Mechanical Vibration. Tokyo : Addison Wesley. [8] Scanlan, Robert. 2005. Wind Effect On Structure. New York : Wiley Interscience Public. [9] Suangga, Made. 2009. PrtotypePerangkatLunakAnalisis Flutter PadaJembatanBentangPanjang. Jakarta : UBINUS [10] Thorby, Doglas. 2008. Structural Dynamics and Vibration in Practice. [11] Torii, H. 1995.New Flutter Prediction Methode Based On ARMA Model. Japan:Denver. [12] http://www.google.com/12/11/2013 [13] http//:www.wikipedia.com/4/1/2014 [14] http//:www.tekniksipil.org/jembatanpendahuluan/16/1/2015)