33
3.6 Prosedur Simulasi 3.6.1 Permodelan Mekanisme Motor Bakar Satu Silinder
Karena keterbatasan software MSc.visualNastran 4D 2004 dalam hal permodelan, maka proses permodelan akan menggunakan bantuan software
SolidWorks 2007. Program ini mampu membuat permodelan tiga dimensi dan mampu berkomunikasi dengan software MSc.visualNastran 4D 2004, sehingga
hasil permodelan dengan Software SolidWorks 2007 akan mampu diterjemahkan secara baik oleh MSc.visualNastran 4D 2004, baik dimensi maupun goemetri
objeknya.
Gambar 3.4 Tampilan Layar Pembuka Software SolidWorks 2007
Proses permodelan dimulai dengan membuat permodelan bagian-bagian mekanisme motor bakar meliputi: 1 Piston; 2 Connecting rod; 3 Pin piston;
4 Crank Pin; dan 5 Crankshaft.
34
Gambar 3.5 Hasil Permodelan Komponen dengan Software SolidWorks 2007
Setelah semua bagian terbentuk, kemudian elemen-elemen tersebut disatukan dengan menggunakan perintah ”mate” untuk membentuk sebuah
asembling dari mekanisme kerja motor bakar. Hasil assembly dapat dilihat pada gambar 3.6.
Gambar 3.6 Hasil Asembling dengan Software SolidWorks 2007
1 2
3 4
5
35
3.6.2 Simulasi Motor Bakar Satu Silinder Dengan Msc Nastran
Hasil asembling pada gambar 3.6, kemudian di “export” ke Software simulasi. Simulasi dilakukan dengan menggunakan software komputer
MSc.visualNastran 4D 2004, dimana software program ini mampu melakukan analisis pembebanan statis dan dinamis, analisa temperatur temperatur, deformasi,
defleksi, tegangan pada truss, dan sebagainya. Pada gambar 3.7 merupakan tampilan awal MSc.visualNastran 4D 2004.
Gambar 3.7 Tampilan Pembuka MSc.VisualNastran 4D 2004 1. Proses Import Mekanisme
Hasil proses modeling objek dengan software SolidWorks 2007, kemudian di kirim ke MSc.visualNastran 4D 2004 untuk dilakukan simulasi kerja motor
bakar satu silinder. Proses import dilakukan dengan mengklik VisualNastran Connect. Proses import dapat dilihat pada gambar 3.8.
36
Gambar 3.8 Proses Import Mekanisme 2. Pemodelan Pegas
Pada crankshaft akan dipasang pegas untuk mengetahui nilai displacement yang terjadi ketika simulasi berjalan. Pegas akan dipasangkan pada ujung
crankshaft menggunakan constraint spring dengan mengatur koordinat masing- masing pegas pada sudut 90
O
dan panjang 50 mm.
Gambar 3.9 Pemodelan Pegas
37
3. Mendefenisikan Type of Joint
Setiap sambungan joint didefenisikan satu persatu agar makanisme dapat berjalan sebagaimana mestinya. Langkahnya adalah dengan mengklik Contraint
Navigator pilih sambungan Move Contraint Properties defenisikan jenis sambungannya. Dalam kasus ini terdapat 2 buah sambungan berbeda yaitu: 1
Rigid Joint untuk sambungan crank dengan pena engkol dan sambungan piston dengan pena piston, 2 Revolute Joint untuk sambungan connecting rod dengan
pena engkol dan pena piston. 3 Bushing untuk sambungan crankshaft dengan pegas.
a b
c
d e
f
Gambar 3.10 Proses Type of Joint,
38 a Bushing Pada Crank dengan Pegas; b Rigid Joint Pada Crank-pin dengan
Crank-1; c Revolute Joint Pada Crank-pin dengan Conrod;
d Revolute Joint Pada Conrod dengan Piston-pin; e Rigid Joint Pada Crank-pin dengan Crank-2; f Rigid Joint Pada Piston dengan Piston pin
3. Mendefenisikan Material Properties Langkah selanjutnya adalah menentukan properties dari Pegas. Langkah
mendefenisikan material properties adalah: Klik kanan objek Properties SpringDamper Natural Length Spring Force Apply
Gambar 3.11 Memasukkan Material Properties
4. Menentukan Jenis Analisa
Software MSc.visualNastran 4D 2004 memiliki beberapa kemampuan analisa, oleh karena itu harus didefenisikan jenis analisa yang akan dikerjakan
39 yaitu dengan cara: Klik menu “World” Simulation Setting FEA Analisis
type Vibration Displacements
Gambar 3.12 Kotak Dialog Tipe Analisis 6. Menentukan Pembebanan Load
Besar nilai pembebanan telah dipoleh dari perhitungan sub-bab 3.4. Pembebanan yang terjadi adalah akibat gaya tekan pada permukaan piston. Untuk
memasukkan nilai pembebanan dilakukan dengan cara : Klik Force Letakkan
titik pembebanan pada permukaan piston Masukkan nilai F = 2800 N.
Gambar 3.13 Memasukkan Nilai Pembebanan Load
40 Pada gambar 3.14 menampilkan simulasi mekanisme motor bakar dengan
menggunakan software MSc.visualNastran 4D 2004.
Gambar. 3.14 Simulasi Mekanisme Motor Bakar Dengan Menggunakan
Software MSc.visualNastran 4D 2004.
7. Penampilan hasil
Hasil analisa dengan MSc.visualNastran 4D 2004 meliputi, hasil berupa alat ukur analisa kinematika tabel dan grafik posisi, kecepatan, percepatan dan
juga hasil FEA. Untuk menampilkan hasil dilakukan dengan cara: Klik menu “insert” pilih “meters” Pilih jenis meter. Dalam software MSc.visualNastran
4D 2004 , terdapat fitur pengukuran. Fungsi dari masing-masing fitur pengukuran dapat dilihat pada tabel 3.3
41
Tabel 3.3 Fungsi fitur pengukuran pada MSc.visualNastran 4D 2004 Bagian Yang Dipilih
Jenis Pengukuran
Koordinat Displacement
Gaya Sumber: Menu “Help” pada MSc.visualNastran 4D 2004
42
BAB IV HASIL SIMULASI DAN DISKUSI
