DAFTAR ISI
Hal
KATA PENGANTAR i
DAFTAR ISI iii
DAFTAR GAMBAR v
DAFTAR TABEL vii
BAB I PENDAHULUAN
1
1.1 Latar Belakang
1
1.2 Perumusan Masalah
3 1.3
Tujuan Penelitian 4
1.4 Metodologi
4 1.5
Batasan Masalah 5
1.6 Sistematika Penulisan
5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA`
7
2.1 Pendahuluan
7 2.2
Tentang Polimer 8
2.3 Metode Elemen Hingga
9 2.3.1
Langkah-Langkah Metode Elemen Hingga 10
2.3.2 Kelebihan dan Kekurangan Metode Elemen Hingga
18 2.4 MSCNASTRAN 4.5
19
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 21
3.1 Pendahuluan
21 3.2
Tempat dan Waktu 21
3.2.1 Tempat
21 3.2.2
Waktu 21
3.3 Stick cone Komersial
22 3.4
Diagram Alir Simulasi 24
Universitas Sumatera Utara
3.5 Penentuan Sifat Fisik Dan Mekanik Dari Material
27 3.6
Prosedur Simulasi 27
3.6.1 Permodelan Silinder jalan
27 3.6.2
Proses import ke Msc Nastran 28
3.6.3 Mendefenisikan Material Properties
29 3.6.4
Mendefinisikan ElementProperty type 30
3.6.5 Proses Meshing
30
3.6.6 Penerapan constraint
32 3.6.7
Penerapan Load 33
3.6.8 Proses Analyzing
34
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 35
4.1 Pendahuluan
35 4.2
Simulasi Silinder jalan komersial 35
4.2.1 Impak Atas
39 4.2.2
Impak pada tigaperempat ketinggian 52
4.2.3 Impak pada ketinggian setengah
59
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
66
5.1 Kesimpulan 66
5.2 Saran 67
DAFTAR PUSTAKA 68
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Hal Gambar 2.1 Bentuk-bentuk elemen dasar
11
Gambar 2.2 Elemen Tetrahedral 12
Gambar 3.1. Marka silinder Komersial 22
Gambar 3.2 Diagram Alir Permodelan Dengan Autocad 2002 24
Gambar 3.3 Diagram Alir Simulasi Dengan Nastran 5.4 for Windows
Gambar 4.11 Kotak Dialog Beban Dinamis 44
25
Gambar 3.4 Diagram Alir Simulasi Dengan Nastran 5.4 for Windows Lanjutan 26 Gambar 3.5 Tampilan Pembuka Msc. Nastran 4.5
28
Gambar 3.6. Tampilan proses import 29
Gambar 3.7. Tampilan material properties 29
Gambar 3.8. Tampilan element type 30
Gambar 3.9. Tampilan penerapan meshing 31
Gambar 3.10. Tampilan hasil meshing 31
Gambar 3.11. Tampilan constraint 32
Gambar 3.12. Tampilan penerapan load 33
Gambar 3.13. Tampilan Analyze 34
Gambar 4.1 Ukuran silinder jalan komersial .
36
Gambar 4.2 silinder jalan komersial 36
Gambar 4.3 Lokasi Impak pada silinder jalan 37
Gambar 4.4 Lokasi Impak pada silinder jalan lanjutan 38
Gambar 4.5 Model silinder jalan di Nastran Setelah di Import dari AutoCAD 39
Gambar 4.6 Kotak Dialog Mesh 40
Gambar 4.7 Silinder jalan yang Sudah di Mesh 40
Gambar 4.8 Kotak Dialog Jenis Material .
41
Gambar 4.9 Kotak Dialog Material dan Sifat Mekaniknya 42
Gambar 4.10 Silinder jalan yang diberikan Beban 43
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.12 Nastran Analysis Control 45
Gambar 4.13 Distribusi Tegangan VonMises Impak Atas 46
Gambar 4.14 Distribusi Tegangan Normal sumbu-X Impak Atas 47
Gambar 4.15 Distribusi Tegangan Normal sumbu-Y Impak Atas 48
Gambar 4.16 Distribusi Tegangan Normal sumbu-Z Impak Atas 49
Gambar 4.17 Grafik Solid Von Mises pada elemen 9642, 11942, 13112 50
Gambar 4.18 Grafik Solid X Normal Stress pada elemen 9642, 11942, 13112 51
Gambar 4.19 Grafik Solid Y Normal Stress pada elemen 9642, 11942, 13112 51
Gambar 4.20 Grafik Solid Z Normal Stress pada elemen 9642, 11942, 13112 52
Gambar 4.21 Distribusi Tegangan VonMises pada tiga perempat ketinggian 53
Gambar 4.22 Distribusi Tegangan Normal sumbu-X pada tiga perempat
ketinggian. 54
Gambar 4.23 Distribusi Tegangan Normal sumbu-Y pada tiga perempat
ketinggian. 55
Gambar 4.24 Distribusi Tegangan Normal sumbu-Z pada tiga perempat
ketinggian. 56
Gambar 4.25 Grafik Solid Von Mises pada elemen 9642, 11942, 13112 58
Gambar 4.26 Grafik Solid X Normal Stress pada elemen 9642, 11942, 13112 58
Gambar 4.27 Grafik Solid Y Normal Stress pada elemen 9642, 11942, 13112 59
Gambar 4.28 Grafik Solid Z Normal Stress pada elemen 9642, 11942, 13112 59
Gambar 4.29 Distribusi Tegangan Solid Von Mises stress. 61
Gambar 4.30 Distribusi Tegangan Normal Sumbu-X 61
Gambar 4.31 Distribusi Tegangan Normal Sumbu-Y 62
Gambar 4.32 Distribusi Tegangan Normal Sumbu-Z 63
Gambar 4.33 Grafik Solid Von Mises pada elemen 9642, 11942, 13112 64
Gambar 4.34 Grafik Solid X Normal Stress pada elemen 9642, 11942, 13112 65
Gambar 4.35 Grafik Solid Y Normal Stress pada elemen 9642, 11942, 13112 65
Gambar 4.36 Grafik Solid Z Normal Stress pada elemen 9642, 11942, 13112 66
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
HAL
Tabel 3.1 Sifat Fisis dan Mekanis material polypropylene 11
Tabel 4.1 Tegangan setiap elemen pada pengimpakan atas dengan pariasi jarak 57 Tabel 4.2 Tegangan setiap elemen pada pengimpakan tigaperempat ketinggian
dengan variasi jarak 60
Tabel 4.3 Tegangan setiap elemen pada pengimpakan setengah ketinggian dengan
Variasi jarak 67
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
Simbol Arti
Satuan
A = Luas permukaan bandul
m
2
D = Diameter impak
m E
= Nilai Elastisitas bahan Pa
F = Gaya sentuh
N FEA
= Finite Element Analisys Analisa Elemen HinggaTegangan
Pa L
= Tinggi kerucut m
M = Massa
kg S
ut
= Ultimate strenght Pa
S
y
= Yield strenght Pa
υ = Poison ratio
- ρ
= Massa jenis kgm
3
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul
Halaman
1. Analisa Menggunakan MSCNASTRAN 4.5
68 2.
Permodelan menggunakan software AutoCAD 69
3. Tabel material properties
70
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis struktur silinder jalan yang dikenai beban impak dengan menggunakan simulasi metode elemen hingga. Penelitian ini dilakukan
dalam beberapa tahap kegiatan atau pengerjaan yaitu: Survei ukuran dari kerucut komersial, melakukan permodelan dengan software AutoCad 2000 dan simulasi
dengan metode elemen hingga menggunakan software Msc. Nastran 4.5. Setelah melakukan pengamatan di beberapa lokasi pada pengimpakan atas tegangan terbesar
terjadi pada arah z sekitar 69,7 MPa tepatnya dititik 4, pada pengimpakan tiga perempat ketinggian silinder tegangan terbesar terjadi pada arah z sekitar 34,37 MPa
tepatnya dititik 4, dan pada pengimpakan setengah ketinggian kerucut tegangan terbesar terjadi pada arah z sekitar 45,05 MPa, sehingga disimpulkan bahwa titik 4
yaitu berada di kaki silinder 100 m dari base silinder berpotensial mengalami kerusakan struktur terbesar akibat pengimpakan pada beberapa lokasi. Dari hasil
simulasi juga menunjukkan bahwa untuk ketiga tipe pengimpakan impak atas, impak tiga perempat, impak setengah, konsentrasi tegangan lebih besar terjadi pada
pengimpakan atas yang diasumsikan akibat tertabrak mobil dibandingkan pengimpakan akibat tertabrak motor dan uji bandul. Sehingga dapat disimpulkan
bahwa pengimpakan akibat tabrakan mobil dapat lebih merusak struktur silinder jalan.
Kata kunci : Analisis struktur, Msc. Nastran 4.5, silinder jalan.
Universitas Sumatera Utara
BAB 1 PENDAHULUAN
