PENDAHULUAN TINJAUAN PUSTAKA` METODE PENELITIAN HASIL DAN PEMBAHASAN KESIMPULAN DAN SARAN

DAFTAR ISI Halaman LEMBARAN PENGESAHAN DARI PEMBIMBING i LEMBAR PERSETUJUAN DARI PEMBANDING ii SPESIFIKASI TUGAS iii KARTU BIMBINGAN iv LEMBAR EVALUASI SEMINAR SKRIPSI v ABSENSI PEMBANDING BEBAS MAHASISWA vii ABSTRAK viii KATA PENGANTAR ix DAFTAR ISI xi DAFTAR GAMBAR xiv DAFTAR TABEL xx DAFTAR NOTASI xxi

BAB 1 PENDAHULUAN

1

1.1 Latar Belakang

1 1.2 Perumusan Masalah 3 1.3 Hipotesis 3

1.4 Tujuan Penelitian

3 1.4.1 Tujuan Umum 3 1.4.2 Tujuan Khusus 3 1.5 Manfaat Penelitian 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA`

5

2.1 Tinjauan Umum

5 2.2 Polimer 5 2.3 Teori Ayunan Bola Bandul 8 2.4 Impuls dan Momentum 9 2.4.1 Impuls 9 2.4.2 Momentum 10 2.5 Kestimbangan 11 2.6 MscNastran 4.5 12

2.7 Kerangka Konsep Penelitian

14

BAB 3 METODE PENELITIAN

15

3.1 Tempat dan Waktu

15 3.1.1 Tempat 15 3.1.2 Waktu 15 3.2 Marka Kerucut Komersial 15 Universitas Sumatera Utara

3.3 Re-desain Marka Kerucut dengan Menambahkan Mortar

18 3.3.1. Pembuatan Spesimen Mortar 18 3.3.2. Mortar sebagai Pemberat Base dari Marka Kerucut 18 3.4 Pengujian Impak menggunakan Teknik Uji Bandul 29 3.5 Penentuan Sifat Fisik dan Mekanik dari Material 34 3.5.1 Polyvinylchloride 34 3.6 Prosedur Simulasi 34 3.6.1 Permodelan Marka Kerucut re-desain 34 3.6.2 Proses Import ke Msc Nastran 35 3.6.3 Mendefenisikan Material Properties 36 3.6.4 Mendefinisikan ElementProperty Type 37 3.6.5 Proses Meshing 38 3.6.6 Penerapan Constraint 39 3.6.7 Penerapan Load 40 3.6.8 Function Definition 41 3.6.9 Proses Analyzing 41

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

42 4.1 Analisa Marka Kerucut re-desain 42 4.1.1 Teknik Uji Bandul 42 4.2 Analisa stabilitas marka kerucut re-desain dan perbandingan 49 dengan marka kerucut komersial. 4.3 Simulasi Marka Kerucut re-desain 52 4.3.1 Impak pada 425 mm dari base dengan posisi marka 55 kerucut ditengah terhadap arah impak. 4.3.2 Impak pada 425 mm dari base dengan posisi marka 72 kerucut diagonal terhadap arah impak. 4.3.3 Impak pada 550 mm dari base dengan posisi marka 79 kerucut ditengah terhadap arah impak. 4.3.4 Impak pada 550 mm dari base dengan posisi marka 86 kerucut diagonal terhadap arah impak.

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

95 5.1 Kesimpulan 95

5.2 Saran

96 Universitas Sumatera Utara DAFTAR PUSTAKA 97 LAMPIRAN I TABEL MATERIAL PROPERTIES LAMPIRAN II SK DIRJEN PERHUBUNGAN NO. 116 TAHUN 1997 Universitas Sumatera Utara DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1. Prinsip ayunan bola bandul. 8 Gambar 2.2. Grafik Gaya vs Waktu 10 Gambar 2.3. Kerangka Konsep Penelitian. 14 Gambar 3.1.a. Marka kerucut komersial. 16 Gambar 3.1. b Marka kerucut polimer PVC. 15 Gambar 3.2. Unsur-unsur pembuat mortar. 18 Gambar 3.3. Cetakan mortar. 20 Gambar 3.4. Pasir yang digunakan pada pencetakan mortar. 21 Gambar 3.5. Semen yang digunakan pada pencetakan mortar. 21 Gambar 3.6. Proses penimbangan. 22 Gambar 3.7. Proses pencampuran mixing . 23 Gambar 3.8. Proses pencetakan. 25 Gambar 3.9. Marka kerucut yang telah di desain ulang. 25 Gambar 3.10. Marka kerucut yang telah diberi 4 lubang. 26 Gambar 3.11. Mortar yang telah diberi baut. 27 Gambar 3.12. Ukuran mortar. 27 Gambar 3.13. Mortar berjumlah 4 buah. 27 Gambar 3.14. Marka kerucut yang telah di re-desain. 28 Gambar 3.15. Prinsip teknik uji bandul. 29 Gambar 3.16. a Posisi marka kerucut re-desain di tengah bola semen.. 30 Gambar 3.16.b Skema posisi marka kerucut re-desain di tengah 30 bola semen. Gambar 3. 17. a Guiden. 31 Gambar 3.17. b Posisi awal bola dan guiden. 31 Gambar 3.18. a Posisi marka kerucut re-desain diagonal terhadap 32 bola semen. Gambar 3.18 b Skema posisi marka kerucut re-desain diagonal 33 terhadap bola semen. Gambar 3.19. Tampilan pembuka Msc. Nastran 4.5. 35 Gambar 3.20. Tampilan proses import. 36 Gambar 3.21. Tampilan material properties. 37 Gambar 3.22. Tampilan element type. 37 Gambar 3.23. Tampilan penerapan meshing. 38 Gambar 3.24. Tampilan hasil meshing. 39 Gambar 3.25. Tampilan constraint 40. Gambar 3.26. Tampilan penerapan load. 40 Gambar 3.27. Kotak dialog model fungsi. 41 Gambar 3.28 Tampilan Analyze. 41 Gambar 4.1. Pengujian Impak Teknik Uji Bandul. 43 Gambar 4.2. Titik yang dikenai beban impak. 44 Universitas Sumatera Utara Gambar 4.3. Prinsip Uji impak. 47 Gambar 4.4. Ukuran marka kerucut re-desain 52 Gambar 4.5. Marka kerucut re-desain. 53 Gambar 4.6. Lokasi impak pada marka kerucut. 54 Gambar 4.7. Model marka kerucut di Nastran Setelah di import 55 dari AutoCAD. Gambar 4.8. Kotak dialog mesh. 56 Gambar 4.9. Marka kerucut yang sudah di mesh. 56 Gambar 4.10. Kotak dialog jenis material. 57 Gambar 4.11. Kotak dialog material dan sifat mekaniknya. 58 Gambar 4.12. Marka kerucut yang diberikan beban. 60 Gambar 4.13. Kotak dialog beban dinamis. 62 Gambar 4.14. Kotak dialog model fungsi. 63 Gambar 4.15.Kurva Tegangan Insiden vs Waktu Impak. 63 Gambar 4.16. Nastran analysis control. 64 Gambar 4.17. Distribusi Tegangan Solid Von Mises Stress 65 Pengimpakan 425 mm dari base dengan posisi marka kerucut ditengah terhadap arah impak. Gambar 4.18. Distribusi Tegangan Normal Arah-X 66 Pengimpakan 425 mm dari base dengan posisi marka kerucut ditengah terhadap arah impak. Gambar 4.19. Distribusi Tegangan Normal Sumbu-Y 67 Pengimpakan 425 mm dari base dengan posisi marka kerucut ditengah terhadap arah impak. Gambar 4.20. Distribusi Tegangan Normal Sumbu-Z 68 Pengimpakan 425 mm dari base dengan posisi marka kerucut ditengah terhadap arah impak. Gambar 4.21. Grafik Solid Von Mises Stress pada elemen 22897, 69 elemen 33551, elemen 40170, dan elemen 33492. Gambar 4.22. Grafik Solid-X Normal Stress pada elemen 22897, 69 elemen 33551, elemen 40170, dan elemen 33492. Gambar 4.23. Grafik Solid-Y Normal Stress pada elemen 22897, 70 elemen 33551, elemen 40170, dan elemen 33492. Gambar 4.24. Grafik Solid-Z Normal Stress pada elemen 22897, 70 elemen 33551, elemen 40170, dan elemen 33492. Gambar 4.25. Distribusi Tegangan Solid Von Mises Stress 72 Pengimpakan 425 mm dari base dengan posisi marka kerucut diagonal terhadap arah impak. Gambar 4.26. Distribusi Tegangan Normal Arah-X 73 Pengimpakan 425 mm dari base dengan posisi marka kerucut diagonal terhadap arah impak. Gambar 4.27. Distribusi Tegangan Normal Sumbu-Y 74 Pengimpakan 425 mm dari base dengan posisi marka kerucut diagonal terhadap arah impak. Gambar 4.28. Distribusi Tegangan Normal Sumbu-Z 75 Pengimpakan 425 mm dari base dengan posisi marka kerucut diagonal terhadap arah impak. Universitas Sumatera Utara Gambar 4.29. Grafik Solid Von Mises Stress pada elemen 22525, 76 elemen 22559, elemen 28696, dan elemen 44783. Gambar 4.30. Grafik Solid-X Normal Stress pada elemen 22525, 76 elemen 22559, elemen 28696, dan elemen 44783. Gambar 4.31. Grafik Solid-Y Normal Stress pada elemen 22525, 77 elemen 22559, elemen 28696, dan elemen 44783. Gambar 4.32. Grafik Solid-Z Normal Stress pada elemen 22525, 77 elemen 22559, elemen 28696, dan elemen 44783. Gambar 4.33. Distribusi Tegangan Solid Von Mises Stress 79 Pengimpakan 550 mm dari base dengan posisi marka kerucut ditengah terhadap arah impak. Gambar 4.34. Distribusi Tegangan Normal Arah-X 80 Pengimpakan 550 mm dari base dengan posisi marka kerucut ditengah terhadap arah impak. Gambar 4.35. Distribusi Tegangan Normal Sumbu-Y 81 Pengimpakan 550 mm dari base dengan posisi marka kerucut ditengah terhadap arah impak. Gambar 4.36. Distribusi Tegangan Normal Sumbu-Z 82 Pengimpakan 550 mm dari base dengan posisi marka kerucut ditengah terhadap arah impak. Gambar 4.37. Grafik Solid Von Mises Stress pada elemen 23518, 83 elemen 25676, elemen 45416, dan elemen 32287. Gambar 4.38. Grafik Solid-X Normal Stress pada elemen 23518, 83 elemen 25676, elemen 45416, dan elemen 32287. Gambar 4.39. Grafik Solid-Y Normal Stress pada elemen 23518, 84 elemen 25676, elemen 45416, dan elemen 32287. Gambar 4.40. Grafik Solid-Z Normal Stress pada elemen 23518, 84 elemen 25676, elemen 45416, dan elemen 32287. Gambar 4.41. Distribusi Tegangan Solid Von Mises Stress 86 Pengimpakan 550 mm dari base dengan posisi marka kerucut diagonal terhadap arah impak. Gambar 4.42. Distribusi Tegangan Normal Arah-X 87 Pengimpakan 550 mm dari base dengan posisi marka kerucut diagonal terhadap arah impak. Gambar 4.43. Distribusi Tegangan Normal Sumbu-Y 88 Pengimpakan 550 mm dari base dengan posisi marka kerucut diagonal terhadap arah impak. Gambar 4.44. Distribusi Tegangan Normal Sumbu-Z 89 Pengimpakan 550 mm dari base dengan posisi marka kerucut diagonal terhadap arah impak. Gambar 4.45. Grafik Solid Von Mises Stress pada elemen 22526, 90 elemen 22779, elemen 44924, dan elemen 45692. Gambar 4.46. Grafik Solid-X Normal Stress pada elemen 22526, 90 elemen 22779, elemen 44924, dan elemen 45692. Gambar 4.47. Grafik Solid-Y Normal Stress pada elemen 22526, 91 elemen 22779, elemen 44924, dan elemen 45692. Gambar 4.48. Grafik Solid-Z Normal Stress pada elemen 22526, 91 elemen 22779, elemen 44924, dan elemen 45692. Universitas Sumatera Utara DAFTAR TABEL Halaman Tabel 3.1 Tinggi dan berat marka kerucut re-desain 28 Tabel 3.2 Sifat fisik dan mekanis material polyvinylchloride. 34 Tabel 4.1 Hasil energi impak dengan penambahan mortar 2 buah. 46 Tabel 4.2 Hasil energi impak dengan penambahan mortar 4 buah. 46 Tabel 4.3 Hasil energi impak dengan penambahan mortar 2 buah. 48 Tabel 4.4 Hasil energi impak dengan penambahan mortar 4 buah. 49 Tabel 4.5. Perbandingan stabilitas marka kerucut komersial dan 50 re-desain pada posisi marka kerucut ditengah bola semen. Tabel 4.6. Perbandingan stabilitas marka kerucut komersial dan 51 re-desain pada posisi marka kerucut diagonal bola semen Tabel 4.7. Tegangan setiap elemen pada pengimpakan 425 mm dari 71 base dengan posisi marka kerucut ditengah terhadap arah impak. Tabel 4.8. Tegangan setiap elemen pada pengimpakan 425 mm dari 78 base dengan posisi marka kerucut diagonal terhadap arah impak. Tabel 4.9. Tegangan setiap elemen pada pengimpakan 550 mm dari 85 base dengan posisi marka kerucut ditengah terhadap arah impak. Tabel 4.10. Tegangan setiap elemen pada pengimpakan 550 mm dari 92 base dengan posisi marka kerucut diagonal terhadap arah impak. Universitas Sumatera Utara DAFTAR NOTASI Simbol Arti Satuan A = Luas permukaan mm 2 D = Diameter mm E = Young’s Modulus Pa F = Gaya N L = Tinggi mm M = Massa kg S ut = Ultimate strength Pa S y = Yield strength Pa 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 Universitas Sumatera Utara ABSTRAK Marka kerucut atau traffic cone biasanya dirancang dengan mempertimbangkan berat akan tetapi kurang memperhatikan kestabilannya, sehingga dalam penggunaanya sehari-hari sering jatuh bahkan pecah. Dalam penelitian ini peningkatan stabilitas marka kerucut dilakukan dengan melakukan penambahan mortar pada base. Komposisi dari mortar yang digunakan adalah semen, pasir, dan air. Pengujian dilakukan dengan teknik uji bandul dengan berat bola 8,5 kg dan energi yang diberikan 1,7 Joule, 7,65 Joule, 13,6 Joule, 17,85 Joule, 34,85 Joule, dan 56,1 Joule pada titik impak yang diasumsikan akibat tabrakan mobil. Sedangkan pada titik impak yang diasumsikan akibat tabrakan sepeda motor, enegi yang diberikan 2,55 Joule, 7,65 Joule, 11,9 Joule, 16,15 Joule, 31,45 Joule, dan 50,15 Joule. Titik yang dikenai beban impak bandul terletak pada 425 dan 550 mm dari base marka kerucut. Penentuan titik ini didasarkan pada titik yang terkena impak oleh sepeda motor dan mobil. Distribusi tegangan yang terjadi diketahui dengan menggunakan Msc. Nastran 4.5. Penelitian ini diharapkan dapat mengetahui sejauh mana peranan mortar dalam hal peningkatan kestabilan suatu marka kerucut. Kata kunci : traffic cone, marka kerucut, stabilitas, beban impak, teknik uji bandul, Msc. Nastran 4.5. Universitas Sumatera Utara

BAB 1 PENDAHULUAN