Fadly Ahmad Kurniawan Nasution : Analisis Perhitungan Dan Simulasi Tegangan Yang Terjadi Pada Twist Lock Rubber Tired Gantry Crane RTGC Kapasitas Angkat 40 Ton Dengan Menggunakan Software Msc.
Visualnastran Desktop 2004, 2009.
Untuk perhitungan torsi pada motor adalah sebagai berikut :
Spesifikasi motor yang digunakan : Daya motor : 1021 kW
Torsi motor : 6226,4 Nm
Jumlah : 1 unit
Putaran : 1566 rpm
3.3. Analisa Tegangan Tarik Pada Twist Lock
Fadly Ahmad Kurniawan Nasution : Analisis Perhitungan Dan Simulasi Tegangan Yang Terjadi Pada Twist Lock Rubber Tired Gantry Crane RTGC Kapasitas Angkat 40 Ton Dengan Menggunakan Software Msc.
Visualnastran Desktop 2004, 2009.
Gambar 3.4. Twist lock dengan beban tarik sebesar 10 ton
Pada sebuah spreader terdapat empat buah twist lock. Kapasitas peti kemas maksimum adalah 40 ton. Diasumsikan bahwa kapasitas peti kemas
terdistribusi secara merata, maka masing-masing twist lock menerima beban untuk diangkat sebesar 10 ton gambar 3.4. Maka tegangan tarik yang terjadi
pada twist lock adalah :
Pada perhitungan tegangan tarik ini, luas permukaan A diambil diameter terkecil dari twist lock bagian paling atas. Karena diameter terkecil tersebut
mewakili permukaan yang mengalami gaya tarik yang paling kritis. Diameter permukaan terkecil adalah 38 mm.
Dari rumus diatas :
Fadly Ahmad Kurniawan Nasution : Analisis Perhitungan Dan Simulasi Tegangan Yang Terjadi Pada Twist Lock Rubber Tired Gantry Crane RTGC Kapasitas Angkat 40 Ton Dengan Menggunakan Software Msc.
Visualnastran Desktop 2004, 2009.
Tegangan tarik yang terjadi pada Twist Lock adalah 8821920, 709 kgm
2
3.4. Analisa Tegangan Geser dan Bending Pada Twist Lock
Analisa tegangan geser pada twist lock dilakukan untuk mengetahui gaya yang menyebabkan terjadinya kegagalan kerja pada twist lock yang diduga berupa
Bending melengkung. Pada saat twist lock melakukan pengangkatan peti kemas dan beban tidak
terdistribusi sempurna, maka dugaan melengkung dapat terjadi pada twist lock. Twist lock yang sudah melengkung tidak dapat digunakan lagi dan harus diganti
dengan yang baru.
Gambar 3.5. Twist Lock yang mengalami pembebanan terdistribusi Keterangan :
Fr = Untuk permukaan sisi kanan Fl = Untuk permukaan sisi kiri
Pada kondisi ideal twist lock mengalami pembebanan yang terdistribusi merata pada kedua permukaannya seperti ditunjukkan oleh gambar 3.5. Jika
Fadly Ahmad Kurniawan Nasution : Analisis Perhitungan Dan Simulasi Tegangan Yang Terjadi Pada Twist Lock Rubber Tired Gantry Crane RTGC Kapasitas Angkat 40 Ton Dengan Menggunakan Software Msc.
Visualnastran Desktop 2004, 2009.
masing-masing twist lock mendapatkan beban sebesar 10 ton 10000 kg, maka setiap sisi permukaan twist lock mengalami pembebanan sebesar 5 ton 5000 kg.
Karena pada saat pengangkatan peti kemas, kedua permukaan twist lock akan mendapatkan pembebanan.
F = m . g = 5000 kg . 9,81 ms
2
F = 49050 N Dari perhitungan diatas, maka masing masing permukaan twist lock
bekerja gaya sebesar 49050 N.
Bending melengkung pada twist lock disebabkan oleh beban yang tidak terdistribusi merata pada kedua permukaan twist lock. Salah satu permukaan twist
lock mengalami pembebanan yang lebih besar daripada permukaan yang satunya lagi atau hanya satu permukaan saja yang mengalami pembebanan.
Gambar 3.6. Twist lock dengan pembebanan hanya pada satu sisi Gambar 3.6. menunjukkan bahwa twist lock mengalami pembebanan
hanya pada satu permukaan sisinya. Pembebanan ini dapat menyebabkan terjadi bendingmelengkungnya twist lock.
Fadly Ahmad Kurniawan Nasution : Analisis Perhitungan Dan Simulasi Tegangan Yang Terjadi Pada Twist Lock Rubber Tired Gantry Crane RTGC Kapasitas Angkat 40 Ton Dengan Menggunakan Software Msc.
Visualnastran Desktop 2004, 2009.
Gambar 3.7. Gambar penguraian gaya-gaya penyebab melengkung Bending pada Twist Lock
Gambar 3.7 merupakan penguraian gaya-gaya yang menyebabkan terjadinya melengkung pada twist lock. Pada saat twist lock telah dikunci dan
memulai pengangkatan, permukaan yang menyentuh peti kemas hanya pada satu sisi saja. Sehingga pembebanan yang seharusnya terdistribusi pada kedua
permukaan, hanya ditopang oleh satu permukaan saja Fl. Ini menyebabkan permukaan Fl menerima gaya dua kali lipat lebih besar, sehingga terjadi bending
melengkung pada twist lock.
Kita dapat misalkan gaya yang bekerja pada satu sisi tersebut dengan gaya pada batang cantilever.
Fadly Ahmad Kurniawan Nasution : Analisis Perhitungan Dan Simulasi Tegangan Yang Terjadi Pada Twist Lock Rubber Tired Gantry Crane RTGC Kapasitas Angkat 40 Ton Dengan Menggunakan Software Msc.
Visualnastran Desktop 2004, 2009.
Gambar 3.8.a. Jarak Pembebanan pada Twist Lock
Gambar 3.8.b. Pembebanan Cantilever pada Twist Lock
Pembebanan pada twist lock dimisalkan dengan menggunakan pembebanan pada batang cantilever dimana salah satu bagiannya adalah fixed
joined Tumpuan mati, sedangkan sisi satunya lagi mendapatkan beban. Perhitungan gaya-gaya luar pada batang cantilever diperlihatkan seperti
pada gambar 3.9 sebagai berikut :
Gambar 3.9. Gaya-gaya luar yang bekerja pada Twist Lock
F = m . g = 10000 kg . 9,81 ms
2
F = 98100 N
Fadly Ahmad Kurniawan Nasution : Analisis Perhitungan Dan Simulasi Tegangan Yang Terjadi Pada Twist Lock Rubber Tired Gantry Crane RTGC Kapasitas Angkat 40 Ton Dengan Menggunakan Software Msc.
Visualnastran Desktop 2004, 2009.
∑M
B
= 0 = F . l – M
l
= 98100 N 0,0953 m – M
l
M
l
= 9348,93 Nm
Untuk menghitung gaya-gaya dalam pada twist lock digunakan gambar 3.10 berikut:
Gambar 3.10. Gaya-gaya dalam yang bekerja pada Twist Lock
Vx = F Vx = 98100 N
Dengan menggunakan Syarat setimbang : 1. Gaya Normal
Fx = 0 =
Nx = 0 x = 0 = Nx = 0
x = L = N
L
= 0
2. Gaya Geser Fy = 0
= -Vx - 98100 = 0
Vx = - 98100 N Keatas
x = 0 = V = -98100 N
x = L = V
L
= -98100 N
3. Momen Lentur Mx
Fadly Ahmad Kurniawan Nasution : Analisis Perhitungan Dan Simulasi Tegangan Yang Terjadi Pada Twist Lock Rubber Tired Gantry Crane RTGC Kapasitas Angkat 40 Ton Dengan Menggunakan Software Msc.
Visualnastran Desktop 2004, 2009.
MA’ = 0 =
98100 x + Mx = 0 Mx = - 98100 x
x = 0 = M = 0
x = L = M
L
= 9348,93 Nm
Gambar Diagram Gaya-gaya dalam
Fadly Ahmad Kurniawan Nasution : Analisis Perhitungan Dan Simulasi Tegangan Yang Terjadi Pada Twist Lock Rubber Tired Gantry Crane RTGC Kapasitas Angkat 40 Ton Dengan Menggunakan Software Msc.
Visualnastran Desktop 2004, 2009.
Perhitungan Luas Permukaan Yang Mengalami Pembebanan
Gambar 3.11. Dimensi Twistlock yang mengalami tegangan permukaan
Gambar 3.11 merupakan gambar pandangan samping twist lock beserta dimensi yang mengalami tegangan geser. Perhitungan tegangan geser yang terjadi
pada twist lock menggunakan persamaan sebagai berikut :
Dimana : = Tegangan geser yang terjadi
v = Resultan internal gaya geser A = Luas permukaan
Fadly Ahmad Kurniawan Nasution : Analisis Perhitungan Dan Simulasi Tegangan Yang Terjadi Pada Twist Lock Rubber Tired Gantry Crane RTGC Kapasitas Angkat 40 Ton Dengan Menggunakan Software Msc.
Visualnastran Desktop 2004, 2009.
Untuk menghitung luas permukaan yang mengalami tegangan geser, digunakan metode pendekatan perhitungan luas. Karena bentuk dari permukaan
yang tidak persegi sepenuhnya. Perhitungan luas permukaan seperti pada gambar 3.12.
Gambar 3.12. Gambar Pendekatan Perhitungan Luas Permukaan
Luas Permukaan Seluruhnya Permukaan dianggap berbentuk persegi: = 0,059 m x 0,055 m
= 0,003245 m
2
Luas permukaan persegi panjang I kecil yang terdapat pada bagian dasar Twist Lock :
= 0,018 m x 0,002 m = 0,000036 m
2
Luas permukaan persegi panjang II : = 0,0185 m x 0,002 m
= 0,000037 m
2
Fadly Ahmad Kurniawan Nasution : Analisis Perhitungan Dan Simulasi Tegangan Yang Terjadi Pada Twist Lock Rubber Tired Gantry Crane RTGC Kapasitas Angkat 40 Ton Dengan Menggunakan Software Msc.
Visualnastran Desktop 2004, 2009.
Karena terdapat pada kedua sisi Twist Lock, maka luas dikali dua = 0,000037 m
2
x 2 = 0,000074 m
2
Luas permukaan III berbentuk segitiga : = ½ x a x t
= ½ x 0,0185 m x 0,006 m = 0,0000555 m
2
Karena terdapat pada kedua sisi Twist Lock, maka luas dikali dua = 0,0000555 m
2
x 2 = 0,000111 m
2
Maka Luas permukaan yang sebenarnya adalah : = 0,003245 m
2
– 0,000074 m
2
+ 0,000111 m
2
= 0,00306 m
2
Maka :
Perhitungan Titik Berat Twist Lock
Fadly Ahmad Kurniawan Nasution : Analisis Perhitungan Dan Simulasi Tegangan Yang Terjadi Pada Twist Lock Rubber Tired Gantry Crane RTGC Kapasitas Angkat 40 Ton Dengan Menggunakan Software Msc.
Visualnastran Desktop 2004, 2009.
Gambar 3.13. Koordinat momen inersia Dari gambar 3.13 dapat dihitung titik berat twist lock :
h = 5,9 cm
= 0,059 m h2
= 2,95 cm = 0,0295 m
b = 5,5 cm
= 0,055 m
Untuk bentuk muka persegi, Persamaan Momen adalah : Ix =
∫ y
2
dA Iy =
∫ x
2
dA Iz =
∫ r
2
dA
Maka untuk pembebanan pada sumbu x didapat : Ix =
∫ y
2
dA = 112 b h
3
= 112 0,055 m . 0,059 m
3
Ix = 0,00000094132 m
4
Titik berat Twist Lock : Bentuk permukaan pembebanan pada twist lock diasumsikan berbentuk
persegi. Maka persamaan titik berat untuk bentuk persegi adalah :
Maka didapatkan titik berat :
Fadly Ahmad Kurniawan Nasution : Analisis Perhitungan Dan Simulasi Tegangan Yang Terjadi Pada Twist Lock Rubber Tired Gantry Crane RTGC Kapasitas Angkat 40 Ton Dengan Menggunakan Software Msc.
Visualnastran Desktop 2004, 2009.
Persamaan tegangan permukaan yang terjadi adalah :
Maka tegangan permukaan yang terjadi pada twist lock adalah :
t
=
x
Maka didapatkan nilai
x
= kPa.
Nilai defleksi pada batang cantilever adalah :
Dimana : = Defleksi yang tejadi
P = Gaya yang bekerja pada cantilever l = Panjang batang
E = Modulus elastisitas I = Momen Inersia
Fadly Ahmad Kurniawan Nasution : Analisis Perhitungan Dan Simulasi Tegangan Yang Terjadi Pada Twist Lock Rubber Tired Gantry Crane RTGC Kapasitas Angkat 40 Ton Dengan Menggunakan Software Msc.
Visualnastran Desktop 2004, 2009.
Dari perhitungan diatas, defleksi yang terjadi pada balok adalah sebesar 0,147 mm
Persamaan tegangan Von Mises maksimum minimum adalah :
Dimana
x
=
t
dan
y
= 0 Maka untuk tegangan von Mises maksimum adalah :
Tegangan Von Mises Minimum adalah :
Dari hasil perhitungan diatas, di dapatkan nilai tegangan Von Mises maksimum dan minimum sebagai berikut :
Fadly Ahmad Kurniawan Nasution : Analisis Perhitungan Dan Simulasi Tegangan Yang Terjadi Pada Twist Lock Rubber Tired Gantry Crane RTGC Kapasitas Angkat 40 Ton Dengan Menggunakan Software Msc.
Visualnastran Desktop 2004, 2009.
Diagram Mohr terdapat pada Lampiran 2
BAB IV ANALISA SIMULASI DENGAN MENGGUNAKAN
SOFTWARE MSC. VISUAL NASTRAN 2004
4.1 Pendahuluan
