DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN DARI PEMBIMBING SPESIFIKASI TUGAS
SPESIFIKASI TUGAS LEMBAR EVALUASI SEMINAR SKRIPSI
KATA PENGANTAR
i
ABSTRAK ii
DAFTAR ISI iii
DAFTAR TABEL
v
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR NOTASI ix
BAB 1 PENDAHULUAN
1 1.1 Latar Belakang
1 1.2 Perumusan Masalah
2 1.3 Tujuan Penelitian
2 1.4 Manfaat Penelitian
2 1.5 Sistematika Penulisan
2
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
4 2.1 Tinjauan Umum
4 2.2 Teori ayunan bola bandul
7 2.3 Impuls dan Momentum
8 2.3.1. Impuls
8 2.3.2. Momentum
9 2.4 Kesetimbangan
10 2.5 MSCNastran
13 2.6 Kerangka Konsep Penelitian
15
BAB 3 METODE PENELITIAN
16 3.1 Tempat dan waktu
16 3.1.1 Tempat
16
Universitas Sumatera Utara
3.1.2 Waktu 16
3.2 Pengujian Impak menggunakan teknik uji bandul 16
3.3 Penentuan sifat fisik dan mekanik dari material polymericfoam22 3.4 Prosedur simulasi
22 3.4.1. Permodelan Marka Kerucut Polymericfoam
22 3.4.2. Proses import ke Msc Nastran
24 3.4.3. Mendefenisikan Material Properties
25 3.4.4. Mendefinisikan ElementProperty Type
26 3.4.5. Proses Meshing
26 3.4.6. Penerapan Constraint
27 3.4.7. Penerapan Load
28 3.4.8. Function Definition
28 3.4.9. Proses Analyzing
29
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 32
4.1 Teknik uji bandul pada marka kerucut polymericfoam 32
4.2 Analisa stabilitas marka kerucut Polymericfoam dan perbandingan
dengan marka kerucut re-desain. 36
4.3 Simulasi marka kerucut polymericfoam 37
4.3.1 Impak pada 550 mm dari base marka kerucut 40
4.3.2 Impak pada 420 mm dari base marka kerucut 54
4.3.3 Impak pada 290 mm dari base marka kerucut 59
4.3.4 Impak pada 160 mm dari base marka kerucut 65
4.4 Perbandingan Tegangan Terbesar Marka Kerucut Polymericfoam Dan Marka Kerucut Re-desain Menggunakan Msc.
Nastran 4.5. 71
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 74
5.1 Kesimpulan 74
5.2 Saran 74
DAFTAR PUSTAKA 76
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Karakteristik Mekanik Poliester Resin Tak Jenuh
6
Tabel 3.1 Hasil Uji Bandul
21
Tabel 3.2. Sifat Fisis dan Mekanis Material Polymericfoam.
22
Tabel 4.1. Perbandingan hasil energi impak marka jalan
polymericfoam dan marka jalan re-desain 35
Tabel 4.2. Tegangan setiap elemen pada pengimpakan 550 mm dari base
53
Tabel 4.3. Tegangan setiap elemen pada pengimpakan 420 mm dari base.
59
Tabel 4.4. Tegangan setiap elemen pada pengimpakan 290 mm dari base
65
Tabel 4.5. Tegangan setiap elemen pada pengimpakan 160 mm dari base
71
Tabel 4.6. Perbandingan tegangan terbesar pada pengimpakan 550 mm dari base
71
Tabel 4.7. Perbandingan tegangan terbesar pada pengimpakan 420 mm dari base
72
Tabel 4.8. Perbandingan tegangan terbesar pada pengimpakan 290 mm dari base
72
Tabel 4.9. Perbandingan tegangan terbesar pada pengimpakan 160 mm dari base
73
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Klasifikasi Skema Struktur Komposit 4
Gambar 2.2 Gabungan makroskopis fasa-fasa pembentuk komposit 4
Gambar 2.3. Jenis Material Berongga 5
Gambar 2.4. Prinsip ayunan bola bandul 7
Gambar 2.5. Grafik Gaya vs Waktu 9
Gambar 2.6. Contoh dari kesimbangan stabil 11
Gambar 2.7. Contoh dari kesimbangan labil 12
Gambar 2.8. Contoh dari keseimbangan netral 12
Gambar 2.9. Kerangka Konsep Penelitian 15
Gambar 3.1 Ayunan bandul 17
Gambar 3.2 Guiden 18
Gambar 3.3. Meteran 18
Gambar 3.4. Marka jalan polymericfoam 19
Gambar 3.5. Ukuran marka kerucut polymericfoam 19
Gambar 3.6. Posisi marka kerucut polymericfoam ketika
dikenai beban impak 20
Gambar 3.7. Skema posisi marka kerucut polymericfoam
di tengah bola semen 20
Gambar 3.8. Prinsip teknik uji bandul. 21
Gambar 3.9. Diagram Alir Permodelan Dengan Autocad 2002 23
Gambar 3.10. Tampilan pembuka Msc. Nastran 4.5 24
Gambar 3.11. Tampilan proses import. 25
Gambar 3.12. Tampilan material properties. 25
Gambar 3.13. Tampilan element type. 26
Gambar 3.14. Tampilan penerapan meshing 27
Gambar 3.15. Tampilan constraint 27
Gambar 3.16. Tampilan penerapan load. 28
Gambar 3.17. Kotak dialog model fungsi. 28
Gambar 3.18. Tampilan analyze. 29
Gambar 3.19. Diagram Alir Simulasi Dengan Nastran 4.5 30
Gambar 3.20. Diagram Alir Simulasi Dengan Nastran 4.5 Lanjutan 31
Gambar 4.1. Pengujian Teknik Uji Bandul. 32
Gambar 4.2. Titik impak yang akan di uji coba. 34
Gambar 4.3. Prinsip uji impak. 36
Gambar 4.4. Ukuran marka kerucut polymericfoam 37
Gambar 4.5. Marka kerucut polymericfoam 38
Gambar 4.6. Lokasi impak pada marka kerucut. 40
Gambar 4.7. Model marka kerucut di Nastran Setelah
di import dari AutoCAD. 41
Gambar 4.8. Kotak dialog jenis material. 41
Gambar 4.9. Kotak dialog material dan sifat mekaniknya 42
Gambar 4.10. Kotak dialog mesh. 42
Gambar 4.11. Marka kerucut yang sudah di mesh. 43
Gambar 4.12. Marka kerucut yang diberikan beban 45
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.13. Kotak dialog beban dinamis. 46
Gambar 4.14. Kotak dialog model fungsi. 47
Gambar 4.15. Kurva Tegangan Insiden vs Waktu Impak. 47
Gambar 4.16. Nastran analysis control. 48
Gambar 4.17. Distribusi Tegangan Solid Von Mises Stress. 48
Gambar 4.18. Distribusi Tegangan Normal Arah-X. 49
Gambar 4.19. Distribusi Tegangan Normal Arah-Y. 50
Gambar 4.20. Distribusi Tegangan Normal Arah-Z. 50
Gambar 4.21. Grafik Solid Von Mises Stress pada titik 1,titik 2,
titik 3,dan titik 4. 51
Gambar 4.22. Grafik Solid-X Normal Stress pada titik 1,titik 2,
titik 3,dan titik 4. 47
Gambar 4.23. Grafik Solid-Y Normal Stress pada titik 1,titik 2,
titik 3,dan titik 4. 52
Gambar 4.24. Grafik Solid-Z Normal Stress pada titik 1,titik 2,
titik 3,dan titik 4. 53
Gambar 4.25. Distribusi tegangan Solid VonMises stress. 54
Gambar 4.26. Distribusi Tegangan Normal Sumbu-X. 55
Gambar 4.27. Distribusi Tegangan Normal Sumbu-Y. 55
Gambar 4.28. Distribusi Tegangan Normal Sumbu-Z. 56
Gambar 4.29. Grafik Solid Von Mises Stress pada titik 1,titik 2,
titik 3,dan titik 4. 57
Gambar 4.30. Grafik Solid-X Normal Stress pada titik 1,titik 2,
titik 3,dan titik 4. 57
Gambar 4.31. Grafik Solid-Y Normal Stress pada titik 1 titik 2,
titik 3,dan titik 4. 58
Gambar 4.32. Grafik Solid-Z Normal Stress pada titik 1,titik 2,
titik 3,dan titik 4. 58
Gambar 4.33. Distribusi Tegangan Solid Von Mises Stress 60
Gambar 4.34. Distribusi Tegangan Normal Sumbu-X. 60
Gambar 4.35. Distribusi Tegangan Normal Sumbu-Y 61
Gambar 4.36. Distribusi Tegangan Normal Sumbu-Z 62
Gambar 4.37. Grafik Solid Von Mises Stress pada titik 1,titik 2,
titik 3,dan titik 4. 63
Gambar 4.38. Grafik Solid-X Normal Stress pada titik 1,titik 2,
titik 3,dan titik 4. 63
Gambar 4.39. Grafik Solid-Y Normal Stress pada titik 1,titik 2,
titik 3,dan titik 4. 64
Gambar 4.40. Grafik Solid-Z Normal Stress pada titik 1,titik 2,
titik 3,dan titik 4. 65
Gambar 4.41. Distribusi Tegangan Solid Von Mises Stress 66
Gambar 4.42. Distribusi Tegangan Normal Sumbu-X 66
Gambar 4.43. Distribusi Tegangan Normal Sumbu-Y 67
Gambar 4.44. Distribusi Tegangan Normal Sumbu-Z 68
Gambar 4.45. Grafik Solid Von Mises Stress pada titik 1,titik 2,
titik 3,dan titik 4. 69
Gambar 4.46. Grafik Solid-X Normal Stress pada titik 1,titik 2,
titik 3,dan titik 4. 69
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.47. Grafik Solid-Y Normal Stress pada titik 1,titik 2,
titik 3,dan titik 4. 70
Gambar 4.48. Grafik Solid-Z Normal Stress pada titik 1,titik 2,
titik 3,dan titik 4. 70
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
Simbol Arti
Satuan
A = Luas permukaan
mm
2
D = Diameter
mm E
= Young’s Modulus Pa
F = Gaya
N I
= Impuls N.s
K = energy kinetic
joule L
= Tinggi mm
M = Massa
kg υ
= Poisson’s ratio ρ
= Massa jenis kgmm
3
σ = Tegangan
MPa θo
= Sudut g
= Gravitasi ms
2
v = Kecepatan
ms C
= Kecepatan penjalaran tegangan ms
t = waktu
s P
= momentum N.s
U = energy potensial
joule
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Marka jalan adalah alat yang sangat dibutuhkan dalam pengaturan jalan raya. Banyak kerucut lalu lintas yang dipakai mempunyai ketahanan yang
kurang. Pada penelitian ini, marka jalan yang diteliti adalah marka jalan yang terbuat dari polymericfoam yang diperkuat tandan kosong kelapa sawit.
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis struktur kerucut jalan yang dikenai beban impak dengan menggunakan simulasi metode elemen hingga. Penelitian ini
dilakukan dalam beberapa tahap kegiatan atau pengerjaan yaitu: Pengujian impak dengan metode uji bandul, melakukan permodelan dengan software
AutoCad 2002 dan simulasi dengan metode elemen hingga menggunakan software Msc. Nastran 4.5. Setelah melakukan pengamatan di beberapa lokasi
pada pengimpakan 550 mm dari base tegangan terbesar terjadi pada arah y sekitar -8,382 MPa tepatnya dititik 1, pada pengimpakan 420 mm dari base
kerucut tegangan terbesar terjadi pada arah y sekitar -9,975MPa tepatnya dititik 2, pada pengimpakan 290 mm dari base tegangan terbesar terjadi pada arah y
sekitar -15,61 MPa tepatnya dititik 3, dan pada pengimpakan 160 mm dari base tegangan terbesar terjadi pada arah z sekitar -2,293 MPa tepatnya dititik 4
sehingga disimpulkan bahwa titik 3 yaitu berada 290 dari base berpotensial mengalami kerusakan struktur terbesar akibat pengimpakan pada lokasi yang
sama berulang.
Kata kunci : Marka kerucut, struktur, stabilitas, teknik uji bandul, Msc. Nastran 4.5.
Universitas Sumatera Utara
BAB 1 PENDAHULUAN
