Desain Dan Analisis Struktur Speed Bump Dengan Bahan Concrete Foam Yang Diperkuat Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit Dengan Menggunakan Software Ansys Chapter III V
BAB 3
METODE PENELITIAN
Metode yang dilakukan dalam penilitian ini adalah metode penelitian
simulasi, data diperoleh dengan menggunakan Software ANSYS.
3.1.
Tempat dan Waktu
3.1.1. Tempat
Tempat penelitian dilakukan di laboratorium Pusat Riset Impak dan
Keretakan (IFRC) Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara,
pelaksanaan kegiatan ini dapat diliat terperinci pada tabel 3.1.
Tabel 3.1 Kegiatan penelitian
No Kegiatan
Lokasi Penelitian
1
Pembuatan gambar Lab. IFRC Unit 1
3D model Speed
Bump
2
Simulasi
Bump
Speed Lab. IFRC Unit 1
Keterangan
Pembuatan model dengan
menggunakan
software
SOLIDWORK
Simulasi menggunakan
Software ANSYS
3.1.2. Waktu
Waktu pelaksanaan penelitian ini direncanakan selama 6 bulan dimulai dari
bulan November.
1.2.
Desain Speed Bump
Penelitian ini mengelompokkan dua jenis speed bump yang akan diteliti
yaitu speed bump yang diperuntukkan di jalan tol yang menghasilkan listrik dan di
jalan raya golongan IIIC.
33
Universitas Sumatera Utara
Perancangan speed bump yang menghasilkan listrik difungsikan untuk
membuka pintu tol kota Medan, oleh karena itu peneliti ingin menganalisa struktur
speed bump. Gambar 3.1 (a-f) menunjukkan Sketsa 2D sistem mekanik speed bump
pembuka pintu tol kota Medan.
(a)
Gambar 3.1 Sketsa sistem mekanik kedua (a) Pandangan Depan (b) Pandangan
belakang (c) Pandangan kiri (d) Pandangan kanan (e) Pandangan atas (f)
Pandangan bawah
34
Universitas Sumatera Utara
(b)
(c)
Gambar 3.1 (Lanjutan)
35
Universitas Sumatera Utara
(d)
(e)
Gambar 3.1 (Lanjutan)
36
Universitas Sumatera Utara
(f)
Gambar 3.1 (Lanjutan)
Perancangan speed bump yang menghasilkan listrik difungsikan untuk
membuka pintu tol kota Medan. Berikut Gambar 3.2 (a-b) Model 3D speed bump
sistem mekanik speed bump pembuka pintu tol kota Medan
(a)
Gambar 3.2 Model 3D speed bump (a) pandangan depan (b) pandangan kanan
37
Universitas Sumatera Utara
(b)
Gambar 3.2 (Lanjutan)
Speed bump penghasil listrik menggunakan sistem mekanik pada Gambar
3.2 telah diproduksi di Lab. IFRC Departermen Teknik Mesin FT, USU. Foto alat
ditunjukkan pada Gambar 3.3
(a)
38
Universitas Sumatera Utara
(b)
Gambar 3.3 Sistem mekanik Speed Bump (a) pandangan depan (b) pandangan atas
(c) pandangan kanan.
(c)
Gambar 3.3 (Lanjutan)
39
Universitas Sumatera Utara
Seperti diperlihatkan pada Gambar 3.3, speed bump ditempatkan di atas
dudukan sistem mekanik dan pada saat dilindas dudukannya akan turun dari
permukaan jalan. Gambar 3.4 menunjukkan ilustrasi speed bump di jalan Tol.
Gambar 3.4 Ilustrasi speed bump di jalan Tol.
3.2.1. Model Speed Bump penghasil listrik
a. Model Speed Bump penghasil listrik tipe 1 (variasi tinggi 52 mm)
Sesuai dengan KeMenHub KM 3 tahun 1994, sudut Speed Bump (sebesar
15° dan tinggi Speed Bump sebesar 50 mm, dapat dilihat pada gambar 3.3 aturan
KeMenHub KM 3.
Gambar 3.5 Aturan Keputusan Mentri Perhubungan
Dalam perencanaan model speed bump concrete foam tipe 1, peneliti
mendesain tinggi Speed Bump di luar batas maksimum tinggi Speed Bump pada
aturan KeMenHub KM 3 tahun 1994 dan juga merujuk kepada sistem mekanik
pembangkit listrik [5]. Dengan panjang Speed Bump (x) sebesar 450 mm, lebar (l)
sebesar 400 mm dan sudut kemiringan yang sudah ditentukan oleh KeMenHub KM
40
Universitas Sumatera Utara
3 tahun 1994 , jika tinggi (y) Speed Bump di dapat melalui rumus persamaan
pitagoras, sehingga diperoleh:
y
Tan 15˚= x ……………………………….(3.1)
y = tan 15 × x
= 0.26 × 200 mm
= 52 mm
Dari persamaan di atas diperoleh tinggi Speed Bump (y) sebesar 52 mm,
model perencanaan Speed Bump concrete foam dapat dilihat pada gambar 3.4,
sebagai berikut:
(a)
Gambar 3.6 Model Perencanaan Speed Bump tipe 1 (a) model sketsa 2D
tanpa casing (b) model sketsa 3D tanpa tanpa casing (c) model sketsa 2D
menggunakan casing 1 mm (d) model sketsa 3D menggunakan casing 1 mm
(e) model sketsa 2D menggunakan casing 2 mm (f) model sketsa 3D
menggunakan casing 2 mm.
(b)
(c)
41
Universitas Sumatera Utara
(d)
(e)
(f)
Gambar 3.6 (Lanjutan)
a.
Model Speed Bump penghasil listrik tipe 2 (variasi tinggi 40 mm)
Sesuai dengan KeMenHub KM 3 tahun 1994, sudut Speed Bump
sebesar 15° dan tinggi Speed Bump sebesar 50 mm. Dalam perencanaan model
Speed Bump Concrete foam tipe 2, peneliti mendesain tinggi Speed Bump di dalam
batas aman maksimum tinggi Speed Bump pada aturan KeMenHub KM 3 tahun
1994 dan juga merujuk kepada sistem mekanik pembangkit listrik [5]. Dengan
panjang Speed Bump (x) sebesar 450 mm, lebar (l) sebesar 400 mm dan tinggi
landaian yang sudah ditentukan oleh KeMenHub KM 3 tahun 1994 sebesar 50 mm,
peneliti menggambil tinggi landaian untuk Speed Bump yang akan diteliti sebesar
42
Universitas Sumatera Utara
40 mm jika tinggi (y) Speed Bump di dapat melalui rumus persamaan Pitagoras,
sehingga diperoleh:
tan θ
y
x
Tan ø =
Tan ø = 0.2
ø = tan-1 0.2
= 11.30
Dari persamaan di atas diperoleh sudut Speed Bump (y) sebesar 11.30, model
perencanaan Speed Bump Concrete foam dapat dilihat pada gambar 3.4 sebagai
berikut:
(a)
Gambar 3.7. Model Perencanaan Speed Bump tipe 2 (a) model sketsa 2D
tanpa casing (b) model 3D tanpa casing (c) model 2D menggunakan casing 1 mm
(d) model 3D menggunakan casing 1 mm (e) model 2D menggunakan casing 2
mm (f) model 3D menggunakan casing 2 mm.
(b)
(c)
43
Universitas Sumatera Utara
(d)
(e)
(f)
Gambar 3.7 (Lanjutan)
3.3. Material yang digunakan
Material yang dikembangkan pada penelitian ini yaitu Concrete Foam yang
diperkuat dengan Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit. Pemakaian jumlah Foam
diatur konstan yaitu 13,6% dari total berat mortar, mortar adalah campuran semen,
air dan pasir. Data material yang digunakan untuk engineering data dalam ANSYS
ditunjukkan pada Tabel 3.2.
Tabel 3.2 Data material ANSYS
Nama Material
Density
Modulus Young
Poison Ratio
(kg/mm3)
(Mpa)
Structural Steel
7850
20000
0.3
Concrete Foam
704.18
5.81
0.2
44
Universitas Sumatera Utara
3.4 Parameter Desain
Pada penelitian ini yang mempengaruhi parameter desain untuk speed
bump, secara simulasi parameter yang terlibat dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Tabel 3.3 parameter desain speed bump
Variabel
Variabel
Indikator
Fisik
Mekanik
1. Waktu
1. Gaya (N) 1. Retak
penjemuran 2. Massa
2. Tidak
Speed
(Kg)
retak
bump (t)
3. Density
2. Komposisi
(kg/mm3)
Speed
4. Pressure
bump
(MPa)
Concrete
Foam (%)
Deskriptor
Instrumen
1. Tegangan
Maximum
Simulasi
Ansys
1. Sofware
Ansys
3.5. Simulasi Statik Struktural
3.5.1. Engineering Data
Pada penelitian ini digunakan material baru yaitu concrete foam dengan
serat TKKS yang belum terdaftar pada ansys workbench sehingga kita perlu
memasukan data materialnya ke engineering data.
Double click pada enggineering data, kemudian menu engineering data
akan tertampil, pada “outline of schematic B2; engineering data” terdapat kotak
bertuliskan “click here to add a new material”, klik pada kotak lalu dimasukkan
nama data material baru yang ingin kita simulasikan, disini penulis memasukan
nama material baru “concrete foam”.
45
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.8. Data material baru
Lalu pada toolbox klik physical Properties → Density lalu masukan nilai
densitas pada “tabel of properties row 4: Density” yang muncul di sebelah kanan
tentukan satuannya dibawah kolom B. diperlihatkan pada gambar sebagai berikut.
(a)
(b)
Gambar 3.9 Data toolbox density (a) physical properties (b) table
of properties
Kemudian pada toolbox klik linear elastic →isotropic elasticity lalu masukan
nilai “modulus young dan poisson’s ratio” pada “tabel of properties row 3:
Isotropic elasticity” untuk young’s modulus tentukan satuannya dibawah kolom B,
diperlihatkan pada gambar sebagai berikut.
46
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 3.10 Data toolbox isotropic elasticity (a) physical properties
(b) table of properties
Setelah semua step dilakukan maka step pada engineering data selesai
Kemudian klik return to project maka akan kembali ke menu project schematic dan
akan muncul tanda checklist pada engineering data.
3.5.2. Mesh
Setelah mendapatkan hasil Density, Modulus Young, Poisson’s Ratio maka
sudah didapat untuk mengisi Engineering Data saat melakukan simulasi statik pada
ANSYS, setelah itu memasukkan gambar yang sudah dirancang di Software
SOLIDWORK lalu memberikan Mesh pada Speed Bump, Kemudian pada mesh klik
47
Universitas Sumatera Utara
kanan → Sizing → Element Size, pada mesh pengaturan Element Size sesuai lebar
ukuran jaring ayakan. Seperti pada gambar 3.11 berikut:
Gambar 3.11 Details of Mesh
Berikut gambar 3.12 (a-b) Mesh speed bump untuk di jalan tol dengan
variasi ketinggian 52 mm dan 40 mm.
(a)
(b)
Gambar 3.12 Mesh speed bump untuk di jalan tol dengan variasi
ketinggian (a) 52 mm (b) 40 mm
Berikut gambar 3.13 (a-b) Mesh speed bump untuk di jalan tol dengan
variasi ketinggian 52 mm dengan casing 1 mm dan variasi ketinggian 52 mm
dengan casing 2 mm.
48
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 3.13 Mesh speed bump untuk di jalan tol dengan (a) variasi ketinggian 52
mm dengan casing 1 mm dan (b) variasi ketinggian 52 mm casing 2 mm.
Berikut gambar 3.14 (a-b) Mesh speed bump untuk di jalan tol dengan
variasi ketinggian 40 mm dengan casing 1 mm dan variasi ketinggian 40 mm
dengan casing 2 mm.
(a)
(b)
Gambar 3.14 Mesh speed bump untuk di jalan tol dengan (a) variasi
ketinggian 40 mm dengan casing 1 mm dan (b) variasi ketinggian 40 mm dengan
casing 2 mm.
3.5.3. Fix support
Kemudian menetukan fixed support, kegunaan fixed support bertujuan untuk
mengunci bagian body sehingga menjadi tidak bergerak pada simulasi dikondisikan
49
Universitas Sumatera Utara
pada keadaan diam dengan klik kanan static structural → insert → fixed support
maka akan muncul menu details of fixed support pada scope → geometry pilih
semua bagian bawah body seperti pada gambar 3.15.
Gambar 3.15 Details of Fix Support
Berikut gambar 3.16 (a-b) Fix Support speed bump untuk di jalan tol dengan
variasi ketinggian 52 mm dan 40 mm.
(a)
(b)
Gambar 3.16 Fix Support speed bump untuk di jalan tol dengan variasi
ketinggian (a) 52 mm (b) 40 mm
50
Universitas Sumatera Utara
Berikut gambar 3.17 (a-b) Fix Support speed bump untuk di jalan tol dengan
variasi ketinggian.
(a)
(b)
gambar 3.17 Fix support speed bump untuk di jalan tol dengan (a) variasi
ketinggian 52 mm dengan casing 1 mm dan (b) variasi ketinggian 52 mm casing 2
mm.
Berikut gambar 3.18 (a-b) Fix Support speed bump untuk di jalan tol dengan
variasi ketinggian.
(a)
(b)
Gambar 3.18 Fix Support speed bump untuk di jalan tol dengan (a) variasi
ketinggian 40 mm dengan casing 1 mm dan (b) variasi ketinggian 40 mm dengan
casing 2 mm.
51
Universitas Sumatera Utara
3.5.4. Pembebanan
Pembebanan atau nodal pressure adalah Tekanan pada area puncak speed
bump seluas area kontak ban mobil, kegunaan nodal presure bertujuan untuk
memberi tekanan pada bagian area yang kita inginkan, dengan klik kanan static
structural → insert → nodal presure maka akan muncul menu details of nodal
pressure pada scope → named selection → ban mobil → definition → magnitude
lalu isi sesuai tekanan yang diinginkan. Diperlihatkan pada gambar sebagai berikut.
Gambar 3.19 Details of nodal pressure
Berikut gambar 3.20 (a-b) pembebanan terhadap speed bump untuk di jalan
tol dengan variasi ketinggian 52 mm dan 40 mm.
52
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 3.20 pembebanan statik terhadap speed bump untuk di jalan tol
dengan variasi ketinggian (a) 52 mm (b) 40 mm
Berikut gambar 3.21 (a-b) pembebanan terhadap speed bump untuk di jalan
tol dengan variasi ketinggian 52 mm dengan casing 1 mm dan variasi ketinggian 52
mm dengan casing 2 mm.
(b)
(b)
gambar 3.21 pembebanan terhadap speed bump untuk di jalan tol dengan (a)
variasi ketinggian 52 mm dengan casing 1 mm dan (b) variasi ketinggian 52 mm
casing 2 mm.
Berikut gambar 3.22 (a-b) pembebanan terhadap speed bump untuk di jalan
tol dengan variasi ketinggian 40 mm dengan casing 1 mm dan variasi ketinggian 40
mm dengan casing 2 mm.
53
Universitas Sumatera Utara
(b)
(b)
Gambar 3.22 pembebanan terhadap speed bump untuk di jalan tol dengan
(a) variasi ketinggian 40 mm dengan casing 1 mm dan (b) variasi ketinggian 40
mm dengan casing 2 mm.
3.6 Uji lindas Secara Langsung
Pada pengujian lindas secara langsung dilakukan dengan menggunakan mobil
jenis penumpang dengan massa 1000 kg. Mobil bergerak dengan kecepatan sangat
pelan. Uji dilakukan sebanyak dua kali. Berikut ini gambar ilustrasi ban saat
menyentuh Speed Bump gambar 3.23 (a–d).
(a)
Gambar 3.23 Gambar ilustrasi ban (a) sebelum melintasi speed bump, (b) saat
awal menyentuh Speed Bump, (c) pada saat ban menyentuh speed bump pada
puncak Speed Bump, (d) Pada Saat Ban Melewati Speed Bump.
54
Universitas Sumatera Utara
(b)
(c)
(d)
Gambar 3.23 (Lanjutan)
Pengujian lindas didatarkan dengan dibeton, agar ban mobil saat melintasi
speed bump tidak bergetar, sehingga ban mobil yang melintasi speed bump tidak
menghasilkan getaran terlebih dahulu. Untuk skets 2D landasan dari pengujian
lindas spesimen speed bump dapat dilihat pada gambar 3.24.
55
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.24 Gambar landasan uji lindas speed bump
Untuk nama dari bagian komponen sistem mekanik penggerak tenaga listrik
dapat dilihat pada gambar 3.25.
Gambar 3.25 Gambar Ilustrasi Sistem Mekanik
Keterangan:
6. Speed Bump
1. Saklar
11. Fly wheel
2. Tool box PMDC
7. Dudukan Speed Bump
12. Roda gigi
3. Rumput
8. Tuas
13. Motor PMDC
4. Ban mobil
9. Tali baja
5. Tanah
10. Pulley
56
Universitas Sumatera Utara
Berikut perhitungan uji lindas secara langsung pada Speed Bump yang
dilakukan pada kecepatan 10 km/jam (2,78 m/s).
Sudut kemiringan Speed Bump tan
=
tan
=
=
0.2
= 11,3
Massa total mobil = Massa mobil + massa pengemudi
= 1330 kg + 90 kg
= 1420 kg
Massa yang ditumpu sebuah roda =
= 355
Momentum yang terjadi pada Speed Bump saat dilalui mobil:
M =
. . sin 11,3
= (335
). (2,78 ). (0,19)
M = 187,511
Gaya yang berkerja (F) =
.
/
. . cos 11,3
= (335
). (9,81 )(0,98)
F = 3412,8
57
Universitas Sumatera Utara
Luas permukaan sentuh antara ban dan Speed Bump adalah:
A = ( lebar ban mobil × panjang permukaan sentuh ban pada Speed Bump)
= (20 cm).(10 cm)
A = 2000 mm2
Tegangan yang terjadi pada Speed Bump saat dilalui mobil
Tegangan
=
=
,
(
)
= 1,70 Mpa
Setelah dilakukan pengujian lindas pada Speed Bump pada sistem mekasik
penghasil listrik secara langsung pada kecepatan konstan 10 km/jam, Speed Bump
mengalami keretakan. Tegangan yang terjadi pada Speed Bump sebesar 1,70 Mpa.
58
Universitas Sumatera Utara
3.7. Diagram Alir Penelitian
Diagram alir proses pada penelitian simulasi Speed Bump dengan
menggunakan Software ANSYS dapat dilihat pada gambar sebagai berikut:
START
Penulisan Proposal
dan studi literatur
Membuat Model CAD
Identifikasi Parameter
dan fisik model
Simulasi
Numerik ANSYS
(statik)
Tidak
Hasil
Analisis
Kesimpulan
Gambar 3.26 Diagram alir penelitian
59
Universitas Sumatera Utara
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.
Pendahuluan
Pengujian simulasi uji tekan statik pada Speed Bump bahan Concrete Foam
dengan diperkuat serbuk TKKS dengan menggunakan Software Ansys dilaporkan
pada bab ini hasil dari perbandingan 6 model Speed Bump.
4.2.
Hasil Pembuatan Speed Bmp
Dimulai dengan pembuatan model Speed Bump tipe 1 mempunyai dimensi
panjang 450 mm, lebar 400 mm, dan tinggi 52 mm, lalu pembuatan model Speed
Bump tipe 2 dengan dimensi panjang 450 mm, lebar 400 mm, dan tinggi 40 mm,
sedangkan massa Speed Bump berkisar diantara 5.800 s/d 6.000 gr.
4.2.1 Model Speed Bump tipe 1 (variasi tinggi 52 mm) untuk di jalan Tol
1. Model Speed Bump tipe 1 tanpa casing.
Model Speed Bump tipe 1 (variasi tinggi 52 mm) tanpa casing untuk di jalan Tol
diperlihatkan pada gambar 4.1.
Gambar 4.1. Model speed bump tipe 1 tanpa casing untuk di jalan Tol
60
Universitas Sumatera Utara
2. Model Speed Bump tipe 1 menggunakan casing.
Model Speed Bump tipe 1 (variasi tinggi 52 mm) menggunakan casing untuk di
jalan Tol diperlihatkan pada gambar 4.2 (a-b).
(a)
(b)
Gambar 4.2. Model speed bump tipe 1 untuk di jalan Tol (a) casing 1mm (b)
casing 2 mm
4.2.2 Model Speed Bump tipe 2 (variasi tinggi 40 mm) untuk di jalan Tol
1. Model Speed Bump tipe 2 tanpa casing.
Model Speed Bump tipe 2 (variasi tinggi 40 mm) untuk di jalan Tol diperlihatkan
pada gambar 4.3.
Gambar 4.3. Model speed bump tipe 2 tanpa casing untuk di jalan Tol
61
Universitas Sumatera Utara
1. Model Speed Bump tipe 2 menggunakan casing.
Model Speed Bump tipe 2 (variasi tinggi 40 mm) menggunakan casing untuk
di jalan Tol diperlihatkan pada gambar 4.4 (a-b).
(b)
Gambar 4.4. Model speed bump tipe 2 untuk di jalan Tol (a) casing 1mm (b)
casing 2 mm.
(a)
4.3.
Simulasi Statik Menggunakan ANSYS Workbench
Pada penelitian ini menggunakan Software Ansys untuk menganalisa
struktur Speed Bump bahan Concrete Foam diperkuat serbuk TKKS akibat beban
statik. Simulasi ini bertujuan untuk mengetahui besarnya tegangan yang diterima
oleh Speed bump. Selanjutnya hasil simulasi Speed Bump tipe 1 tanpa casing, Speed
Bump tipe 1 casing 1 mm dan Speed Bump tipe 1 casing 2 mm dibandingkan dengan
hasil simulasi Speed Bump tipe 2 tanpa casing, Speed Bump tipe 2 casing 1 mm dan
Speed Bump tipe 2 casing 2 mm untuk menentukan mana lebih baik diantara 6
model Speed Bump. Simulasi ini memerlukan data-data yang telah diambil dari
pengujian eksperimental adapun datanya yang dibutuhkan meliputi:
1. Data Concrete Foam [8].
a. Massa jenis
: 704.18 kg/m3
b. Density
: 704.18
c. Modulus Young
: 5.811 Mpa
62
Universitas Sumatera Utara
d. Poisson ratio
: 0.20
2. Data Structural Steel [8].
4.4.
a. Massa jenis
: 7850 kg/m3
b. Density
: 7850
c. Modulus Young
: 2×104 Mpa
d. Poisson ratio
: 0.3
Simulasi Pembebanan Pada Sisi Atas Speed Bump
Simulasi yang akan dilakukan pada penelitian ini adalah pembebanan pada
pengujian tekan statik yang akan diberikan pada satu area kontak ban terhadap
Speed Bump. Di karenakan bagian tersebut merupakan bagian yang memiliki
kemungkinan besar mengalami tekanan dari ban kendaraan (mobil).
Data hasil simulasi Speed Bump yang menghasilkan listrik di jalan tol
dengan 2 variasi akan di bandingkan Speed Bump tanpa casing dengan Speed Bump
menggunakan casing. Penelitian yang dilakukan pada pembebanan sisi atas dari
Speed Bump sebesar 400 Kg atau sebesar 1,96 Mpa.
4.4.1 Pembebanan Speed Bump tipe 1 (variasi tinggi 52 mm) untuk di jalan Tol
1. Pembebanan Speed Bump tipe 1 tanpa casing.
Pembebanan Speed Bump tipe 1 (variasi tinggi 52 mm) tanpa casing untuk di jalan
Tol diperlihatkan pada gambar 4.5.
63
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.5. Pembebanan Speed Bump tipe 1 tanpa casing untuk di jalan Tol
2. Pembebanan Speed Bump tipe 1 menggunakan casing.
Pembebanan Speed Bump tipe 1 (variasi tinggi 52 mm) menggunakan casing untuk
di jalan Tol diperlihatkan pada gambar 4.6 (a-b).
(a)
64
Universitas Sumatera Utara
(b)
Gambar 4.6. Pembebanan speed bump tipe 1 untuk di jalan Tol (a) casing 1 mm
(b) casing 2 mm
4.4.2 Pembebanan Speed Bump tipe 2 (variasi tinggi 40 mm) untuk di jalan Tol
1. Pembebanan Speed Bump tipe 2 tanpa casing.
Pembebanan Speed Bump tipe 2 (variasi tinggi 40 mm) untuk di jalan Tol
diperlihatkan pada gambar 4.7.
Gambar 4.7. Pembebanan speed bump tipe 2 tanpa casing untuk di jalan Tol
65
Universitas Sumatera Utara
2. Pembebanan Speed Bump tipe 2 menggunakan casing.
Pembebanan Speed Bump tipe 2 (variasi tinggi 40 mm) menggunakan casing untuk
di jalan Tol diperlihatkan pada gambar 4.8 (a-b).
(a)
(b)
Gambar 4.8. Pembebanan speed bump tipe 2 untuk di jalan Tol (a) casing 1 mm
(b) casing 2 mm.
66
Universitas Sumatera Utara
4.5
Hasil Simulasi Speed Bump
Pada simulasi Speed Bump dengan data-data yang diperoleh dari
eksperimental maka diperoleh hasil sebagai berikut:
4.5.1 Hasil Simulasi Equivalent Stress
4.5.1.1 Hasil distribusi Equivalent Stress Speed Bump tipe 1.
a. Hasil distribusi Equivalent Stress Speed Bump tipe 1 tanpa casing
diperlihatkan pada gambar 4.9.
Gambar 4.9. Hasil distribusi Equivalent Stress Speed Bump tipe 1 tanpa casing
Pada gambar 4.9 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Equivalent Stress Speed Bump maksimum sebesar 1.1123 MPa
b. Hasil distribusi Equivalent Stress Speed Bump tipe 1 menggunakan
casing diperlihatkan pada gambar 4.10 (a-b).
67
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 4.10. Hasil distribusi Equivalent Stress Speed Bump tipe 1 menggunakan
(a) casing 1 mm (b) casing 2 mm
Pada gambar 4.10 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Equivalent Stress Speed Bump casing 1 mm maksimum sebesar 1.2365 MPa dan
casing 2 mm maksimum sebesar 1.4625 MPa.
68
Universitas Sumatera Utara
4.5.1.2 Hasil distribusi Equivalent Stress Speed Bump tipe 2.
a. Hasil distribusi Equivalent Stress Speed Bump tipe 2 tanpa casing
diperlihatkan pada gambar 4.11.
Gambar 4.11. Hasil distribusi Equivalent Stress Speed Bump tipe 2 tanpa casing
Pada gambar 4.11 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Equivalent Stress Speed Bump maksimum sebesar 0.98577 MPa
b. Hasil distribusi Equivalent Stress Speed Bump tipe 2 menggunakan
casing diperlihatkan pada gambar 4.12 (a-b).
69
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 4.12. Hasil distribusi Equivalent Stress Speed Bump tipe 2 menggunakan
(a) casing 1 mm (b) casing 2 mm
70
Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 4.12 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Equivalent Stress Speed Bump casing 1 mm maksimum sebesar 1.2532 MPa dan
casing 2 mm maksimum sebesar 1.3559 MPa.
4.5.2 Hasil Simulasi Normal Stress x Axis
4.5.2.1 Hasil distribusi Normal Stress x Axis Speed Bump tipe 1.
a. Hasil distribusi Normal Stress x Axis Speed Bump tipe 1 tanpa casing
diperlihatkan pada gambar 4.13.
Gambar 4.13. Hasil distribusi Normal Stress x Axis Speed Bump tipe 1 tanpa
casing
Pada gambar 4.13 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress x Axis Speed Bump maksimum sebesar 0.087327 MPa
b. Hasil distribusi Normal Stress x Axis Speed Bump tipe 1 menggunakan
casing diperlihatkan pada gambar 4.14 (a-b).
71
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 4.14.Hasil distribusi Normal Stress x Axis Speed Bump tipe 1
menggunakan (a) casing 1 mm (b) casing 2 mm
Pada gambar 4.14 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress x Axis Speed Bump casing 1 mm maksimum sebesar 0.19208 MPa
dan casing 2 mm maksimum sebesar 0.26033 MPa.
72
Universitas Sumatera Utara
4.5.2.2 Hasil distribusi Normal Stress x Axis Speed Bump tipe 2.
a. Hasil distribusi Normal Stress x Axis Speed Bump tipe 2 tanpa casing
diperlihatkan pada gambar 4.15.
Gambar 4.15. Hasil distribusi Normal Stress x Axis Speed Bump tipe 2 tanpa
casing
Pada gambar 4.15 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress x Axis Speed Bump maksimum sebesar 0.55007 MPa
b. Hasil distribusi Normal Stress x Axis Speed Bump tipe 2 menggunakan
casing diperlihatkan pada gambar 4.16 (a-b).
73
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 4.16.Hasil distribusi Normal Stress x Axis Speed Bump tipe 2
menggunakan (a) casing 1 mm (b) casing 2 mm
74
Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 4.16 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress x Axis Speed Bump casing 1 mm maksimum sebesar 0.24307 MPa
dan casing 2 mm maksimum sebesar 0.26738 MPa.
4.5.3 Hasil Simulasi Normal Stress y Axis
4.5.3.1 Hasil distribusi Normal Stress y Axis Speed Bump tipe 1.
a. Hasil distribusi Normal Stress y Axis Speed Bump tipe 1 tanpa casing
diperlihatkan pada gambar 4.17.
Gambar 4.17.Hasil distribusi Normal Stress y Axis Speed Bump tipe 1 tanpa
casing
Pada gambar 4.17 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress y Axis Speed Bump maksimum sebesar 0.078012 MPa
b. Hasil distribusi Normal Stress y Axis Speed Bump tipe 1 menggunakan
casing diperlihatkan pada gambar 4.18 (a-b).
75
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 4.18. Hasil distribusi Normal Stress y Axis Speed Bump tipe 1
menggunakan (a) casing 1 mm (b) casing 2 mm
76
Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 4.18 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress y Axis Speed Bump casing 1 mm maksimum sebesar 0.7481 MPa
dan casing 2 mm maksimum sebesar 0.86667 MPa.
4.5.3.2 Hasil distribusi Normal Stress y Axis Speed Bump tipe 2.
a. Hasil distribusi Normal Stress y Axis Speed Bump tipe 2 tanpa casing
diperlihatkan pada gambar 4.19.
Gambar 4.19. Hasil distribusi Normal Stress y Axis Speed Bump tipe 2 tanpa
casing
Pada gambar 4.19 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress y Axis Speed Bump maksimum sebesar 0.058577 MPa
b. Hasil distribusi Normal Stress y Axis Speed Bump tipe 2 menggunakan
casing diperlihatkan pada gambar 4.20 (a-b).
77
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 4.20. Hasil distribusi Normal Stress y Axis Speed Bump tipe 2
menggunakan (a) casing 1 mm (b) casing 2 mm
Pada gambar 4.20 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress y Axis Speed Bump casing 1 mm maksimum sebesar 0.59617 MPa
dan casing 2 mm maksimum sebesar 0.92583 MPa.
78
Universitas Sumatera Utara
4.5.4 Hasil Simulasi Normal Stress z Axis
4.5.4.1 Hasil distribusi Normal Stress z Axis Speed Bump tipe 1.
a. Hasil distribusi Normal Stress z Axis Speed Bump tipe 1 tanpa casing
diperlihatkan pada gambar 4.21.
Gambar 4.21.Hasil distribusi Normal Stress z Axis Speed Bump tipe 1 tanpa casing
Pada gambar 4.21 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress z Axis Speed Bump maksimum sebesar 0.22174 MPa
b. Hasil distribusi Normal Stress z Axis Speed Bump tipe 1 menggunakan
casing diperlihatkan pada gambar 4.22 (a-b).
79
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 4.22. Hasil distribusi Normal Stress z Axis Speed Bump tipe 1
menggunakan (a) casing 1 mm (b) casing 2 mm
Pada gambar 4.22 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress z Axis Speed Bump casing 1 mm maksimum sebesar 0.28375 MPa
dan casing 2 mm maksimum sebesar 0.32164 MPa.
80
Universitas Sumatera Utara
4.5.4.2 Hasil distribusi Normal Stress z Axis Speed Bump tipe 2.
a. Hasil distribusi Normal Stress z Axis Speed Bump tipe 2 tanpa casing
diperlihatkan pada gambar 4.23.
Gambar 4.23. Hasil distribusi Normal Stress z Axis Speed Bump tipe 2 tanpa
casing
Pada gambar 4.23 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress z Axis Speed Bump maksimum sebesar 0.20051 MPa
b. Hasil distribusi Normal Stress z Axis Speed Bump tipe 2 menggunakan
casing diperlihatkan pada gambar 4.24 (a-b).
81
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 4.24. Hasil distribusi Normal Stress z Axis Speed Bump tipe 2
menggunakan (a) casing 1 mm (b) casing 2 mm
Pada gambar 4.24 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress z Axis Speed Bump casing 1 mm maksimum sebesar 0.2801 MPa
dan casing 2 mm maksimum sebesar 0.34764 MPa.
82
Universitas Sumatera Utara
4.6.
Kumpulan dan Perbandingan Data Hasil Simulasi Pengujian
Dari hasil simulasi ANSYS workbench akibat beban statik diatas bisa
dilihat perbandingan mana yang lebih baik diantara kedua model speed bump
dapat dirangkum sebagai berikut:
Tabel 4.1. Hasil simulasi numerik speed bump
Speed
Bump
Tipe 1
Tanpa
casing
Tipe 1
casing
1mm
Tipe 1
casing
2mm
Tipe 2
Tanpa
casing
Tipe 2
casing
1mm
Tipe 2
casing
2mm
Equivalent
Stress
(MPa)
Stress x Axis
(MPa)
Stress y Axis
(MPa)
Stress z Axis
(MPa)
1.1123
0.087327
0.078012
0.22174
1.2365
0.19208
0.7481
0.28375
1.4625
0.26033
0.86667
0.32164
0.98577
0.055007
0.058577
0.20051
1.2532
0.24307
0.59617
0.2801
1.3559
0.26738
0.92583
0.34764
Dari tabel di atas hasil pengujian menggunakan simulasi statik diperoleh
kesimpulan bahwa tegangan equivalent Stress yang paling rendah didapat pada
model Speed Bump tipe 2 tanpa casing sebesar 0.98577 MPa dan tegangan
equivalent Stress yang paling tinggi didapat pada model Speed Bump tipe 1 casing
2 mm sebesar 1.4625 MPa, Stress x Axis yang paling rendah didapat pada model
Speed Bump tipe 2 tanpa casing sebesar 0.055077 MPa dan Stress x Axis yang
83
Universitas Sumatera Utara
paling tinggi didapat pada model Speed Bump tipe 2 casing 2 mm sebesar 0.26738
MPa. Stress y Axis yang paling rendah didapat pada model Speed Bump tipe 2 tanpa
casing sebesar 0.058577 MPa dan Stress y Axis yang paling tinggi didapat pada
model Speed Bump tipe 2 casing 2 mm sebesar 0.92583 MPa. Stress z Axis yang
paling rendah didapat pada model Speed Bump tipe 2 tanpa casing sebesar 0.20051
MPa dan Stress z Axis yang paling tinggi didapat pada model Speed Bump tipe 2
casing 2 mm sebesar 0.34764 MPa. Dari table pengujian diatas didapat grafik
tegangan sebagai berikut:
a. Grafik Perbandingan Speed Bump hasil simulasi Equivalent Stress
Grafik Perbandingan Speed Bump hasil simulasi Equivalent Stress
diperlihatkan pada gambar 4.25.
Equivalent Stress
1.4625
1.6
tegangan (MPa)
1.4
1.2532
1.2365
1.3559
1.1123
1.2
0.98577
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
1
2
3
4
5
6
7
tipe
Gambar 4.25. Grafik perbandingan Equvalent Stress Speed Bump
Dari grafik 4.25 di atas hasil equivalent stress tertinggi terjadi pada model
speed bump tipe 1 casing 2 mm sebesar 1.4625 MPa, sedangkan tegangan
equivalent stress yang paling rendah terdapat pada model speed bump tipe 2 tanpa
casing sebesar 0,98577 MPa, dari tipe 1 tanpa casing grafik meningkat ke tipe 1
casing 2 mm, dikarenakan adanya casing, semakin tebal casing tegangan semakin
84
Universitas Sumatera Utara
tinggi, lalu grafik menurun dari tipe 1 casing 2 mm ke tipe 2 tanpa casing
dikarenakan adanya perbedaan model dimensi tinggi Speed Bump yang lebih
pendek yaitu 40 mm pada tipe 2 tanpa casing, sedangkan tipe 1 model dimensi
tinggi Speed Bump yaitu 52 mm dan grafik menurun pada tipe 2 tanpa casing
dikarenakan tidak adanya casing, sedangkan tipe 1 casing 2 mm menggunakan
casing.
b. Grafik Perbandingan Speed Bump hasil simulasi Stress x Axis
Grafik Perbandingan Speed Bump hasil simulasi Stress x Axis diperlihatkan
pada gambar 4.26.
Stress x Axis0.26738
tegangan (MPa)
0.3
0.26033
0.24307
0.25
0.19208
0.2
0.15
0.087327
0.1
0.055007
0.05
0
0
2
4
6
8
tipe
Gambar 4.26. Grafik perbandingan Stress x Axis Speed Bump
Dari grafik 4.26 di atas hasil stress x Axis tertinggi terjadi pada model speed
bump tipe 2 casing 2 mm sebesar 0.26738 MPa, sedangkan tegangan stress x Axis
yang paling rendah terdapat pada model speed bump tipe 2 tanpa casing sebesar
0.055007 MPa, dari tipe 1 tanpa casing grafik meningkat ke tipe 1 casing 2 mm,
dikarenakan adanya casing, semakin tebal casing tegangan semakin tinggi, lalu
grafik menurun dari tipe 1 casing 2 mm ke tipe 2 tanpa casing dikarenakan adanya
perbedaan model dimensi tinggi Speed Bump yang lebih pendek yaitu 40 mm pada
tipe 2 tanpa casing, sedangkan tipe 1 model dimensi tinggi Speed Bump yaitu 52
85
Universitas Sumatera Utara
mm dan grafik menurun pada tipe 2 tanpa casing dikarenakan tidak adanya casing,
sedangkan tipe 1 casing 2 mm menggunakan casing.
c. Grafik Perbandingan Speed Bump hasil simulasi Stress y Axis
Grafik Perbandingan Speed Bump hasil simulasi Stress y Axis diperlihatkan
pada gambar 4.27.
Stress y Axis
0.92583
tegangan (MPa)
1
0.86667
0.7481
0.8
0.59617
0.6
0.4
0.2
0.078012
0.058577
0
0
2
4
6
8
tipe
Gambar 4.27. Grafik perbandingan Stress Y Axis Speed Bump
Dari grafik 4.27 di atas hasil stress y Axis tertinggi terjadi pada model speed
bump tipe 2 casing 2 mm sebesar 0.92583 MPa, sedangkan tegangan stress y Axis
yang paling rendah terdapat pada model speed bump tipe 2 tanpa casing sebesar
0.058577 MPa, dari tipe 1 tanpa casing grafik meningkat ke tipe 1 casing 2 mm,
dikarenakan adanya casing, semakin tebal casing tegangan semakin tinggi, lalu
grafik menurun dari tipe 1 casing 2 mm ke tipe 2 tanpa casing dikarenakan adanya
perbedaan model dimensi tinggi Speed Bump yang lebih pendek yaitu 40 mm pada
tipe 2 tanpa casing, sedangkan tipe 1 model dimensi tinggi Speed Bump yaitu 52
mm dan grafik menurun pada tipe 2 tanpa casing dikarenakan tidak adanya casing,
sedangkan tipe 1 casing 2 mm menggunakan casing
.
86
Universitas Sumatera Utara
d. Grafik Perbandingan Speed Bump hasil simulasi Stress z Axis
Grafik Perbandingan Speed Bump hasil simulasi Stress z Axis diperlihatkan
pada gambar 4.28.
tegangan (MPa)
Stress z Axis
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
0.34764
0.32164
0.28375
0.22174
0
0.2801
0.20051
2
4
6
8
tipe
Gambar 4.28. Grafik perbandingan Stress z Axis Speed Bump
Dari grafik 4.28 di atas hasil stress z Axis tertinggi terjadi pada model speed
bump tipe 2 casing 2 mm sebesar 0.34764 MPa, sedangkan tegangan stress z Axis
yang paling rendah terdapat pada model speed bump tipe 2 tanpa casing sebesar
0.20051 MPa, dari tipe 1 tanpa casing grafik meningkat ke tipe 1 casing 2 mm,
dikarenakan adanya casing, semakin tebal casing tegangan semakin tinggi, lalu
grafik menurun dari tipe 1 casing 2 mm ke tipe 2 tanpa casing dikarenakan adanya
perbedaan model dimensi tinggi Speed Bump yang lebih pendek yaitu 40 mm pada
tipe 2 tanpa casing, sedangkan tipe 1 model dimensi tinggi Speed Bump yaitu 52
mm dan grafik menurun pada tipe 2 tanpa casing dikarenakan tidak adanya casing,
sedangkan tipe 1 casing 2 mm menggunakan casing.
e. Validasi Speed Bump hasil simulasi dan hasil eksperimental.
Tabel validasi Speed Bump hasil simulasi Ansys dan hasil eksperimental pada
tabel 4.2.
87
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.2. validasi speed bump
Speed
Bump
Equivalent
Stress
(MPa)
Tipe 2
Tanpa
casing
0.98577
Stress x
Axis
(MPa)
Stress y
Axis
(MPa)
Stress z
Axis
(MPa)
0.055007
0.058577 0.20051
Hasil
eksperimental
(MPa)
Suc
(MPa)
0.2165067
2.1
Dari tabel di atas hasil pengujian menggunakan simulasi statik diperoleh
kesimpulan bahwa equivalent stress didapat pada model Speed Bump tipe 2 tanpa
casing sebesar 0.98577 MPa, Stress x Axis didapat pada model Speed Bump tipe 2
tanpa casing sebesar 0.055007 MPa, Stress y Axis didapat pada model Speed Bump
tipe 2 tanpa casing sebesar 0.058577 MPa, Stress z Axis didapat pada model Speed
Bump tipe 2 tanpa casing sebesar 0.20051 MPa dan tegangan hasil eksperimental yang
didapat pada model Speed Bump tipe 2 tanpa casing sebesar 0.2165067 MPa dan juga
kekuatan uji tekan (Suc) Speed Bump sebesar 2.1 MPa.
Grafik validasi Speed Bump hasil simulasi dan hasil eksperimental
diperlihatkan pada gambar 4.29.
validasi
tegangan (MPa)
2.5
2.1
2.1
2.1
2.1
2.1
Hasil
Analisa
2
1.5
0.98577
1
0.5
0.0550070.058577
0.200510.2165067
0
0
1
2
3
4
5
6
Jenis pengujian
Gambar 4.29. Grafik Validasi Speed Bump
Dari grafik 4.29 di atas hasil uji simulasi Ansys grafik meningkat dari simulasi
sumbu x ke hasil equivalent stress dikarenakan pada hasil simulasi Ansys sumbu x
88
Universitas Sumatera Utara
speed bump yaitu lebih rendah (lebih tangguh dan tidak akan ada terjadi nya retak
pada speed bump), dibandingkan pada hasil tegangan yang lainnya, sedangkan hasil
simulasi Ansys equivalent stress model Speed Bump tegangannya lebih tinggi tetapi
masih dibawah batas aman (safety factor) dengan nilai kekuatan uji tekan (Suc)
Speed Bump yaitu 2.1 MPa yang tidak akan mengakibatkan retak.
4.7
Hasil dan Perbandingan Uji Lindas Speed Bump
Pengujian lindas didatarkaan dengan dibeton, agar ban mobil saat melintasi
speed bump tidak bergetar, sehingga ban mobil yang melintasi speed bump tidak
menghasilkan getaran terlebih dahulu. Untuk landasan dari pengujian lindas
spesimen speed bump dapat dilihat pada gambar 4.30.
Gambar 4.30. gambar landasan pengujian lindas
Uji lindas secara langsung dilakukan mengunakan mobil dengan massa 1330
kg. Mobil bergerak dengan kecepatan 10 km/jam. Pengujian dilakukan sekali
dengan mobil Honda FREED. Berikut ini gambar saat ban menyentuh Speed Bump
pada gambar 4.31 (a-c).
89
Universitas Sumatera Utara
(a)
Gambar 4.31. Gambar Ban Mobil (a) sebelum Melindasi Speed Bump, (b) Saat
Melindasi Speed Bump, (c) setelah Melindasi Speed Bump.
(b)
(c)
Gambar 4.31 (Lanjutan)
Pada saat speed bump dilindas mobil terjadi keretakan pada speed bump,
keretakan yang terjadi pada spesimen speed bump terjadi kerena kurangnya massa
90
Universitas Sumatera Utara
pengeringan spesimen sehingga pada saat uji lindas spesimen speed bump
mengalami keretakan.
Terjadinya keretakan pada spesimen speed bump disebabkan saat pengujian
lindas yaitu:
1. Kurangnya massa pengeringan pada spesimen speed bump yaitu selama
28 hari.
2. Pengadukan blowing agent tidak 2 jam sebelum pencampuran mortar.
Berikut Hasil uji lindas secara langsung Speed bump concrete foam pada tabel
4.3 – tabel 4.7.
Tabel 4.3 Rangkuman Hasil Uji lindas pada percobaan pertama
91
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.4 Rangkuman Hasil Uji lindas pada percobaan kedua
Tabel 4.5 Rangkuman Hasil Uji lindas pada percobaan ketiga
92
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.6 Rangkuman Hasil Uji lindas pada percobaan keempat
Tabel 4.7 Rangkuman Hasil Uji lindas pada percobaan kelima
Pada hasil tabel uji lindas diatas dibandingkan dengan simulasi Ansys pada
tipe B1 dan tipe B2 Speed Bump tidak mengalami retak karena hasil uji lindas yang
93
Universitas Sumatera Utara
terjadi sama seperti hasil simulasi, apabila mengalami retak seperti pada tipe A1,
tipe A2, tipe C1 dan tipe C2 pada uji lindas, maka rambatan tegangan yang
mengakibatkan terjadinya retak sama seperti yang dihasilkan rambatan tegangan
hasil simulasi Ansys, pada rambatan tegangannya berpusat di tengah bergerak
kesamping kanan dan samping kiri seperti pada gambar tipe A1, tipe A2, tipe C1
dan tipe C2 retaknya terjadi pada tengah speed bump dikarenakan kurangnya waktu
pengeringan pada spesimen speed bump yaitu selama 28 hari atau Pengadukan
blowing agent tidak 2 jam sebelum pencampuran mortar.
94
Universitas Sumatera Utara
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan
Setelah seluruh penelitian dilaksanankan serta menganalisa seluruh hasil,
maka didapat kesimpulan sebagai berikut:
1. Dimensi Speed Bump yang di teliti ada 2 tipe yaitu 450×400×52 mm dan
450×400×40 mm yang tidak dilapisi plat besi dan dilapisi dengan plat besi
dengan variasi ketebalan besi 1 dan 2 mm.
2. Dari hasi diperoleh kesimpulan bahwa tegangan equivalent Stress yang
paling rendah didapat pada model Speed Bump tipe 2 tanpa casing sebesar
0.98577 MPa dibandingkan model Speed Bump tipe lainnya, Stress x Axis
yang paling rendah didapat pada model Speed Bump tipe 2 tanpa casing
sebesar 0.055077 MPa dibandingkan model Speed Bump tipe lainnya. Stress
y Axis yang paling rendah didapat pada model Speed Bump tipe 2 tanpa
casing sebesar 0.058577 MPa dibandingkan model Speed Bump tipe
lainnya. Stress z Axis yang paling rendah didapat pada model Speed Bump
tipe 2 tanpa casing sebesar 0.20051 MPa dibandingkan model Speed Bump
tipe lainnya.
3. Dari hasil perbandingan 6 model Speed Bump diperoleh Equivalent Stress
pada model Speed Bump tipe 2 tanpa casing lebih rendah yaitu 0.98577 MPa
maka dipilih model Speed Bump tipe 2 tanpa casing untuk pengujian
eksperimetal lebih lanjut.
Universitas Sumatera Utara
5.2.
Saran
Saran yang bisa penulis berikan bila penelitian ini ingin dikembangkan
dikemudian hari antara lain:
1. Pengembangan penelitian dengan menggunakan serat
alami dan
dikembangkan lagi agar menghasilkan material yang lebih baik lagi
dikarenakan melimpahnya sumber bahan baku yang ramah lingkungan dan
ekonomis.
2. Studi literatur sangat penting dilakukan untuk melaksanankan penelitian.
3. Data-data untuk di masukan ke simulasi harus teliti sesuai data yang didapat
pada eksperimental agar tidak terjadi error.
4. Beberapa parameter pengujian seperti temperatur, cacat material, kerapatan
yang tidak homogen, pengkalibrasian alat uji dan sebagainya merupakan
faktor
yang
menyebabkan
terjadinya
perbedaan
hasil
simulasi
menggunakan Software ANSYS dengan hasil eksperimental.
6
Universitas Sumatera Utara
METODE PENELITIAN
Metode yang dilakukan dalam penilitian ini adalah metode penelitian
simulasi, data diperoleh dengan menggunakan Software ANSYS.
3.1.
Tempat dan Waktu
3.1.1. Tempat
Tempat penelitian dilakukan di laboratorium Pusat Riset Impak dan
Keretakan (IFRC) Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara,
pelaksanaan kegiatan ini dapat diliat terperinci pada tabel 3.1.
Tabel 3.1 Kegiatan penelitian
No Kegiatan
Lokasi Penelitian
1
Pembuatan gambar Lab. IFRC Unit 1
3D model Speed
Bump
2
Simulasi
Bump
Speed Lab. IFRC Unit 1
Keterangan
Pembuatan model dengan
menggunakan
software
SOLIDWORK
Simulasi menggunakan
Software ANSYS
3.1.2. Waktu
Waktu pelaksanaan penelitian ini direncanakan selama 6 bulan dimulai dari
bulan November.
1.2.
Desain Speed Bump
Penelitian ini mengelompokkan dua jenis speed bump yang akan diteliti
yaitu speed bump yang diperuntukkan di jalan tol yang menghasilkan listrik dan di
jalan raya golongan IIIC.
33
Universitas Sumatera Utara
Perancangan speed bump yang menghasilkan listrik difungsikan untuk
membuka pintu tol kota Medan, oleh karena itu peneliti ingin menganalisa struktur
speed bump. Gambar 3.1 (a-f) menunjukkan Sketsa 2D sistem mekanik speed bump
pembuka pintu tol kota Medan.
(a)
Gambar 3.1 Sketsa sistem mekanik kedua (a) Pandangan Depan (b) Pandangan
belakang (c) Pandangan kiri (d) Pandangan kanan (e) Pandangan atas (f)
Pandangan bawah
34
Universitas Sumatera Utara
(b)
(c)
Gambar 3.1 (Lanjutan)
35
Universitas Sumatera Utara
(d)
(e)
Gambar 3.1 (Lanjutan)
36
Universitas Sumatera Utara
(f)
Gambar 3.1 (Lanjutan)
Perancangan speed bump yang menghasilkan listrik difungsikan untuk
membuka pintu tol kota Medan. Berikut Gambar 3.2 (a-b) Model 3D speed bump
sistem mekanik speed bump pembuka pintu tol kota Medan
(a)
Gambar 3.2 Model 3D speed bump (a) pandangan depan (b) pandangan kanan
37
Universitas Sumatera Utara
(b)
Gambar 3.2 (Lanjutan)
Speed bump penghasil listrik menggunakan sistem mekanik pada Gambar
3.2 telah diproduksi di Lab. IFRC Departermen Teknik Mesin FT, USU. Foto alat
ditunjukkan pada Gambar 3.3
(a)
38
Universitas Sumatera Utara
(b)
Gambar 3.3 Sistem mekanik Speed Bump (a) pandangan depan (b) pandangan atas
(c) pandangan kanan.
(c)
Gambar 3.3 (Lanjutan)
39
Universitas Sumatera Utara
Seperti diperlihatkan pada Gambar 3.3, speed bump ditempatkan di atas
dudukan sistem mekanik dan pada saat dilindas dudukannya akan turun dari
permukaan jalan. Gambar 3.4 menunjukkan ilustrasi speed bump di jalan Tol.
Gambar 3.4 Ilustrasi speed bump di jalan Tol.
3.2.1. Model Speed Bump penghasil listrik
a. Model Speed Bump penghasil listrik tipe 1 (variasi tinggi 52 mm)
Sesuai dengan KeMenHub KM 3 tahun 1994, sudut Speed Bump (sebesar
15° dan tinggi Speed Bump sebesar 50 mm, dapat dilihat pada gambar 3.3 aturan
KeMenHub KM 3.
Gambar 3.5 Aturan Keputusan Mentri Perhubungan
Dalam perencanaan model speed bump concrete foam tipe 1, peneliti
mendesain tinggi Speed Bump di luar batas maksimum tinggi Speed Bump pada
aturan KeMenHub KM 3 tahun 1994 dan juga merujuk kepada sistem mekanik
pembangkit listrik [5]. Dengan panjang Speed Bump (x) sebesar 450 mm, lebar (l)
sebesar 400 mm dan sudut kemiringan yang sudah ditentukan oleh KeMenHub KM
40
Universitas Sumatera Utara
3 tahun 1994 , jika tinggi (y) Speed Bump di dapat melalui rumus persamaan
pitagoras, sehingga diperoleh:
y
Tan 15˚= x ……………………………….(3.1)
y = tan 15 × x
= 0.26 × 200 mm
= 52 mm
Dari persamaan di atas diperoleh tinggi Speed Bump (y) sebesar 52 mm,
model perencanaan Speed Bump concrete foam dapat dilihat pada gambar 3.4,
sebagai berikut:
(a)
Gambar 3.6 Model Perencanaan Speed Bump tipe 1 (a) model sketsa 2D
tanpa casing (b) model sketsa 3D tanpa tanpa casing (c) model sketsa 2D
menggunakan casing 1 mm (d) model sketsa 3D menggunakan casing 1 mm
(e) model sketsa 2D menggunakan casing 2 mm (f) model sketsa 3D
menggunakan casing 2 mm.
(b)
(c)
41
Universitas Sumatera Utara
(d)
(e)
(f)
Gambar 3.6 (Lanjutan)
a.
Model Speed Bump penghasil listrik tipe 2 (variasi tinggi 40 mm)
Sesuai dengan KeMenHub KM 3 tahun 1994, sudut Speed Bump
sebesar 15° dan tinggi Speed Bump sebesar 50 mm. Dalam perencanaan model
Speed Bump Concrete foam tipe 2, peneliti mendesain tinggi Speed Bump di dalam
batas aman maksimum tinggi Speed Bump pada aturan KeMenHub KM 3 tahun
1994 dan juga merujuk kepada sistem mekanik pembangkit listrik [5]. Dengan
panjang Speed Bump (x) sebesar 450 mm, lebar (l) sebesar 400 mm dan tinggi
landaian yang sudah ditentukan oleh KeMenHub KM 3 tahun 1994 sebesar 50 mm,
peneliti menggambil tinggi landaian untuk Speed Bump yang akan diteliti sebesar
42
Universitas Sumatera Utara
40 mm jika tinggi (y) Speed Bump di dapat melalui rumus persamaan Pitagoras,
sehingga diperoleh:
tan θ
y
x
Tan ø =
Tan ø = 0.2
ø = tan-1 0.2
= 11.30
Dari persamaan di atas diperoleh sudut Speed Bump (y) sebesar 11.30, model
perencanaan Speed Bump Concrete foam dapat dilihat pada gambar 3.4 sebagai
berikut:
(a)
Gambar 3.7. Model Perencanaan Speed Bump tipe 2 (a) model sketsa 2D
tanpa casing (b) model 3D tanpa casing (c) model 2D menggunakan casing 1 mm
(d) model 3D menggunakan casing 1 mm (e) model 2D menggunakan casing 2
mm (f) model 3D menggunakan casing 2 mm.
(b)
(c)
43
Universitas Sumatera Utara
(d)
(e)
(f)
Gambar 3.7 (Lanjutan)
3.3. Material yang digunakan
Material yang dikembangkan pada penelitian ini yaitu Concrete Foam yang
diperkuat dengan Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit. Pemakaian jumlah Foam
diatur konstan yaitu 13,6% dari total berat mortar, mortar adalah campuran semen,
air dan pasir. Data material yang digunakan untuk engineering data dalam ANSYS
ditunjukkan pada Tabel 3.2.
Tabel 3.2 Data material ANSYS
Nama Material
Density
Modulus Young
Poison Ratio
(kg/mm3)
(Mpa)
Structural Steel
7850
20000
0.3
Concrete Foam
704.18
5.81
0.2
44
Universitas Sumatera Utara
3.4 Parameter Desain
Pada penelitian ini yang mempengaruhi parameter desain untuk speed
bump, secara simulasi parameter yang terlibat dapat dilihat pada tabel dibawah ini.
Tabel 3.3 parameter desain speed bump
Variabel
Variabel
Indikator
Fisik
Mekanik
1. Waktu
1. Gaya (N) 1. Retak
penjemuran 2. Massa
2. Tidak
Speed
(Kg)
retak
bump (t)
3. Density
2. Komposisi
(kg/mm3)
Speed
4. Pressure
bump
(MPa)
Concrete
Foam (%)
Deskriptor
Instrumen
1. Tegangan
Maximum
Simulasi
Ansys
1. Sofware
Ansys
3.5. Simulasi Statik Struktural
3.5.1. Engineering Data
Pada penelitian ini digunakan material baru yaitu concrete foam dengan
serat TKKS yang belum terdaftar pada ansys workbench sehingga kita perlu
memasukan data materialnya ke engineering data.
Double click pada enggineering data, kemudian menu engineering data
akan tertampil, pada “outline of schematic B2; engineering data” terdapat kotak
bertuliskan “click here to add a new material”, klik pada kotak lalu dimasukkan
nama data material baru yang ingin kita simulasikan, disini penulis memasukan
nama material baru “concrete foam”.
45
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.8. Data material baru
Lalu pada toolbox klik physical Properties → Density lalu masukan nilai
densitas pada “tabel of properties row 4: Density” yang muncul di sebelah kanan
tentukan satuannya dibawah kolom B. diperlihatkan pada gambar sebagai berikut.
(a)
(b)
Gambar 3.9 Data toolbox density (a) physical properties (b) table
of properties
Kemudian pada toolbox klik linear elastic →isotropic elasticity lalu masukan
nilai “modulus young dan poisson’s ratio” pada “tabel of properties row 3:
Isotropic elasticity” untuk young’s modulus tentukan satuannya dibawah kolom B,
diperlihatkan pada gambar sebagai berikut.
46
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 3.10 Data toolbox isotropic elasticity (a) physical properties
(b) table of properties
Setelah semua step dilakukan maka step pada engineering data selesai
Kemudian klik return to project maka akan kembali ke menu project schematic dan
akan muncul tanda checklist pada engineering data.
3.5.2. Mesh
Setelah mendapatkan hasil Density, Modulus Young, Poisson’s Ratio maka
sudah didapat untuk mengisi Engineering Data saat melakukan simulasi statik pada
ANSYS, setelah itu memasukkan gambar yang sudah dirancang di Software
SOLIDWORK lalu memberikan Mesh pada Speed Bump, Kemudian pada mesh klik
47
Universitas Sumatera Utara
kanan → Sizing → Element Size, pada mesh pengaturan Element Size sesuai lebar
ukuran jaring ayakan. Seperti pada gambar 3.11 berikut:
Gambar 3.11 Details of Mesh
Berikut gambar 3.12 (a-b) Mesh speed bump untuk di jalan tol dengan
variasi ketinggian 52 mm dan 40 mm.
(a)
(b)
Gambar 3.12 Mesh speed bump untuk di jalan tol dengan variasi
ketinggian (a) 52 mm (b) 40 mm
Berikut gambar 3.13 (a-b) Mesh speed bump untuk di jalan tol dengan
variasi ketinggian 52 mm dengan casing 1 mm dan variasi ketinggian 52 mm
dengan casing 2 mm.
48
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 3.13 Mesh speed bump untuk di jalan tol dengan (a) variasi ketinggian 52
mm dengan casing 1 mm dan (b) variasi ketinggian 52 mm casing 2 mm.
Berikut gambar 3.14 (a-b) Mesh speed bump untuk di jalan tol dengan
variasi ketinggian 40 mm dengan casing 1 mm dan variasi ketinggian 40 mm
dengan casing 2 mm.
(a)
(b)
Gambar 3.14 Mesh speed bump untuk di jalan tol dengan (a) variasi
ketinggian 40 mm dengan casing 1 mm dan (b) variasi ketinggian 40 mm dengan
casing 2 mm.
3.5.3. Fix support
Kemudian menetukan fixed support, kegunaan fixed support bertujuan untuk
mengunci bagian body sehingga menjadi tidak bergerak pada simulasi dikondisikan
49
Universitas Sumatera Utara
pada keadaan diam dengan klik kanan static structural → insert → fixed support
maka akan muncul menu details of fixed support pada scope → geometry pilih
semua bagian bawah body seperti pada gambar 3.15.
Gambar 3.15 Details of Fix Support
Berikut gambar 3.16 (a-b) Fix Support speed bump untuk di jalan tol dengan
variasi ketinggian 52 mm dan 40 mm.
(a)
(b)
Gambar 3.16 Fix Support speed bump untuk di jalan tol dengan variasi
ketinggian (a) 52 mm (b) 40 mm
50
Universitas Sumatera Utara
Berikut gambar 3.17 (a-b) Fix Support speed bump untuk di jalan tol dengan
variasi ketinggian.
(a)
(b)
gambar 3.17 Fix support speed bump untuk di jalan tol dengan (a) variasi
ketinggian 52 mm dengan casing 1 mm dan (b) variasi ketinggian 52 mm casing 2
mm.
Berikut gambar 3.18 (a-b) Fix Support speed bump untuk di jalan tol dengan
variasi ketinggian.
(a)
(b)
Gambar 3.18 Fix Support speed bump untuk di jalan tol dengan (a) variasi
ketinggian 40 mm dengan casing 1 mm dan (b) variasi ketinggian 40 mm dengan
casing 2 mm.
51
Universitas Sumatera Utara
3.5.4. Pembebanan
Pembebanan atau nodal pressure adalah Tekanan pada area puncak speed
bump seluas area kontak ban mobil, kegunaan nodal presure bertujuan untuk
memberi tekanan pada bagian area yang kita inginkan, dengan klik kanan static
structural → insert → nodal presure maka akan muncul menu details of nodal
pressure pada scope → named selection → ban mobil → definition → magnitude
lalu isi sesuai tekanan yang diinginkan. Diperlihatkan pada gambar sebagai berikut.
Gambar 3.19 Details of nodal pressure
Berikut gambar 3.20 (a-b) pembebanan terhadap speed bump untuk di jalan
tol dengan variasi ketinggian 52 mm dan 40 mm.
52
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 3.20 pembebanan statik terhadap speed bump untuk di jalan tol
dengan variasi ketinggian (a) 52 mm (b) 40 mm
Berikut gambar 3.21 (a-b) pembebanan terhadap speed bump untuk di jalan
tol dengan variasi ketinggian 52 mm dengan casing 1 mm dan variasi ketinggian 52
mm dengan casing 2 mm.
(b)
(b)
gambar 3.21 pembebanan terhadap speed bump untuk di jalan tol dengan (a)
variasi ketinggian 52 mm dengan casing 1 mm dan (b) variasi ketinggian 52 mm
casing 2 mm.
Berikut gambar 3.22 (a-b) pembebanan terhadap speed bump untuk di jalan
tol dengan variasi ketinggian 40 mm dengan casing 1 mm dan variasi ketinggian 40
mm dengan casing 2 mm.
53
Universitas Sumatera Utara
(b)
(b)
Gambar 3.22 pembebanan terhadap speed bump untuk di jalan tol dengan
(a) variasi ketinggian 40 mm dengan casing 1 mm dan (b) variasi ketinggian 40
mm dengan casing 2 mm.
3.6 Uji lindas Secara Langsung
Pada pengujian lindas secara langsung dilakukan dengan menggunakan mobil
jenis penumpang dengan massa 1000 kg. Mobil bergerak dengan kecepatan sangat
pelan. Uji dilakukan sebanyak dua kali. Berikut ini gambar ilustrasi ban saat
menyentuh Speed Bump gambar 3.23 (a–d).
(a)
Gambar 3.23 Gambar ilustrasi ban (a) sebelum melintasi speed bump, (b) saat
awal menyentuh Speed Bump, (c) pada saat ban menyentuh speed bump pada
puncak Speed Bump, (d) Pada Saat Ban Melewati Speed Bump.
54
Universitas Sumatera Utara
(b)
(c)
(d)
Gambar 3.23 (Lanjutan)
Pengujian lindas didatarkan dengan dibeton, agar ban mobil saat melintasi
speed bump tidak bergetar, sehingga ban mobil yang melintasi speed bump tidak
menghasilkan getaran terlebih dahulu. Untuk skets 2D landasan dari pengujian
lindas spesimen speed bump dapat dilihat pada gambar 3.24.
55
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.24 Gambar landasan uji lindas speed bump
Untuk nama dari bagian komponen sistem mekanik penggerak tenaga listrik
dapat dilihat pada gambar 3.25.
Gambar 3.25 Gambar Ilustrasi Sistem Mekanik
Keterangan:
6. Speed Bump
1. Saklar
11. Fly wheel
2. Tool box PMDC
7. Dudukan Speed Bump
12. Roda gigi
3. Rumput
8. Tuas
13. Motor PMDC
4. Ban mobil
9. Tali baja
5. Tanah
10. Pulley
56
Universitas Sumatera Utara
Berikut perhitungan uji lindas secara langsung pada Speed Bump yang
dilakukan pada kecepatan 10 km/jam (2,78 m/s).
Sudut kemiringan Speed Bump tan
=
tan
=
=
0.2
= 11,3
Massa total mobil = Massa mobil + massa pengemudi
= 1330 kg + 90 kg
= 1420 kg
Massa yang ditumpu sebuah roda =
= 355
Momentum yang terjadi pada Speed Bump saat dilalui mobil:
M =
. . sin 11,3
= (335
). (2,78 ). (0,19)
M = 187,511
Gaya yang berkerja (F) =
.
/
. . cos 11,3
= (335
). (9,81 )(0,98)
F = 3412,8
57
Universitas Sumatera Utara
Luas permukaan sentuh antara ban dan Speed Bump adalah:
A = ( lebar ban mobil × panjang permukaan sentuh ban pada Speed Bump)
= (20 cm).(10 cm)
A = 2000 mm2
Tegangan yang terjadi pada Speed Bump saat dilalui mobil
Tegangan
=
=
,
(
)
= 1,70 Mpa
Setelah dilakukan pengujian lindas pada Speed Bump pada sistem mekasik
penghasil listrik secara langsung pada kecepatan konstan 10 km/jam, Speed Bump
mengalami keretakan. Tegangan yang terjadi pada Speed Bump sebesar 1,70 Mpa.
58
Universitas Sumatera Utara
3.7. Diagram Alir Penelitian
Diagram alir proses pada penelitian simulasi Speed Bump dengan
menggunakan Software ANSYS dapat dilihat pada gambar sebagai berikut:
START
Penulisan Proposal
dan studi literatur
Membuat Model CAD
Identifikasi Parameter
dan fisik model
Simulasi
Numerik ANSYS
(statik)
Tidak
Hasil
Analisis
Kesimpulan
Gambar 3.26 Diagram alir penelitian
59
Universitas Sumatera Utara
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1.
Pendahuluan
Pengujian simulasi uji tekan statik pada Speed Bump bahan Concrete Foam
dengan diperkuat serbuk TKKS dengan menggunakan Software Ansys dilaporkan
pada bab ini hasil dari perbandingan 6 model Speed Bump.
4.2.
Hasil Pembuatan Speed Bmp
Dimulai dengan pembuatan model Speed Bump tipe 1 mempunyai dimensi
panjang 450 mm, lebar 400 mm, dan tinggi 52 mm, lalu pembuatan model Speed
Bump tipe 2 dengan dimensi panjang 450 mm, lebar 400 mm, dan tinggi 40 mm,
sedangkan massa Speed Bump berkisar diantara 5.800 s/d 6.000 gr.
4.2.1 Model Speed Bump tipe 1 (variasi tinggi 52 mm) untuk di jalan Tol
1. Model Speed Bump tipe 1 tanpa casing.
Model Speed Bump tipe 1 (variasi tinggi 52 mm) tanpa casing untuk di jalan Tol
diperlihatkan pada gambar 4.1.
Gambar 4.1. Model speed bump tipe 1 tanpa casing untuk di jalan Tol
60
Universitas Sumatera Utara
2. Model Speed Bump tipe 1 menggunakan casing.
Model Speed Bump tipe 1 (variasi tinggi 52 mm) menggunakan casing untuk di
jalan Tol diperlihatkan pada gambar 4.2 (a-b).
(a)
(b)
Gambar 4.2. Model speed bump tipe 1 untuk di jalan Tol (a) casing 1mm (b)
casing 2 mm
4.2.2 Model Speed Bump tipe 2 (variasi tinggi 40 mm) untuk di jalan Tol
1. Model Speed Bump tipe 2 tanpa casing.
Model Speed Bump tipe 2 (variasi tinggi 40 mm) untuk di jalan Tol diperlihatkan
pada gambar 4.3.
Gambar 4.3. Model speed bump tipe 2 tanpa casing untuk di jalan Tol
61
Universitas Sumatera Utara
1. Model Speed Bump tipe 2 menggunakan casing.
Model Speed Bump tipe 2 (variasi tinggi 40 mm) menggunakan casing untuk
di jalan Tol diperlihatkan pada gambar 4.4 (a-b).
(b)
Gambar 4.4. Model speed bump tipe 2 untuk di jalan Tol (a) casing 1mm (b)
casing 2 mm.
(a)
4.3.
Simulasi Statik Menggunakan ANSYS Workbench
Pada penelitian ini menggunakan Software Ansys untuk menganalisa
struktur Speed Bump bahan Concrete Foam diperkuat serbuk TKKS akibat beban
statik. Simulasi ini bertujuan untuk mengetahui besarnya tegangan yang diterima
oleh Speed bump. Selanjutnya hasil simulasi Speed Bump tipe 1 tanpa casing, Speed
Bump tipe 1 casing 1 mm dan Speed Bump tipe 1 casing 2 mm dibandingkan dengan
hasil simulasi Speed Bump tipe 2 tanpa casing, Speed Bump tipe 2 casing 1 mm dan
Speed Bump tipe 2 casing 2 mm untuk menentukan mana lebih baik diantara 6
model Speed Bump. Simulasi ini memerlukan data-data yang telah diambil dari
pengujian eksperimental adapun datanya yang dibutuhkan meliputi:
1. Data Concrete Foam [8].
a. Massa jenis
: 704.18 kg/m3
b. Density
: 704.18
c. Modulus Young
: 5.811 Mpa
62
Universitas Sumatera Utara
d. Poisson ratio
: 0.20
2. Data Structural Steel [8].
4.4.
a. Massa jenis
: 7850 kg/m3
b. Density
: 7850
c. Modulus Young
: 2×104 Mpa
d. Poisson ratio
: 0.3
Simulasi Pembebanan Pada Sisi Atas Speed Bump
Simulasi yang akan dilakukan pada penelitian ini adalah pembebanan pada
pengujian tekan statik yang akan diberikan pada satu area kontak ban terhadap
Speed Bump. Di karenakan bagian tersebut merupakan bagian yang memiliki
kemungkinan besar mengalami tekanan dari ban kendaraan (mobil).
Data hasil simulasi Speed Bump yang menghasilkan listrik di jalan tol
dengan 2 variasi akan di bandingkan Speed Bump tanpa casing dengan Speed Bump
menggunakan casing. Penelitian yang dilakukan pada pembebanan sisi atas dari
Speed Bump sebesar 400 Kg atau sebesar 1,96 Mpa.
4.4.1 Pembebanan Speed Bump tipe 1 (variasi tinggi 52 mm) untuk di jalan Tol
1. Pembebanan Speed Bump tipe 1 tanpa casing.
Pembebanan Speed Bump tipe 1 (variasi tinggi 52 mm) tanpa casing untuk di jalan
Tol diperlihatkan pada gambar 4.5.
63
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.5. Pembebanan Speed Bump tipe 1 tanpa casing untuk di jalan Tol
2. Pembebanan Speed Bump tipe 1 menggunakan casing.
Pembebanan Speed Bump tipe 1 (variasi tinggi 52 mm) menggunakan casing untuk
di jalan Tol diperlihatkan pada gambar 4.6 (a-b).
(a)
64
Universitas Sumatera Utara
(b)
Gambar 4.6. Pembebanan speed bump tipe 1 untuk di jalan Tol (a) casing 1 mm
(b) casing 2 mm
4.4.2 Pembebanan Speed Bump tipe 2 (variasi tinggi 40 mm) untuk di jalan Tol
1. Pembebanan Speed Bump tipe 2 tanpa casing.
Pembebanan Speed Bump tipe 2 (variasi tinggi 40 mm) untuk di jalan Tol
diperlihatkan pada gambar 4.7.
Gambar 4.7. Pembebanan speed bump tipe 2 tanpa casing untuk di jalan Tol
65
Universitas Sumatera Utara
2. Pembebanan Speed Bump tipe 2 menggunakan casing.
Pembebanan Speed Bump tipe 2 (variasi tinggi 40 mm) menggunakan casing untuk
di jalan Tol diperlihatkan pada gambar 4.8 (a-b).
(a)
(b)
Gambar 4.8. Pembebanan speed bump tipe 2 untuk di jalan Tol (a) casing 1 mm
(b) casing 2 mm.
66
Universitas Sumatera Utara
4.5
Hasil Simulasi Speed Bump
Pada simulasi Speed Bump dengan data-data yang diperoleh dari
eksperimental maka diperoleh hasil sebagai berikut:
4.5.1 Hasil Simulasi Equivalent Stress
4.5.1.1 Hasil distribusi Equivalent Stress Speed Bump tipe 1.
a. Hasil distribusi Equivalent Stress Speed Bump tipe 1 tanpa casing
diperlihatkan pada gambar 4.9.
Gambar 4.9. Hasil distribusi Equivalent Stress Speed Bump tipe 1 tanpa casing
Pada gambar 4.9 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Equivalent Stress Speed Bump maksimum sebesar 1.1123 MPa
b. Hasil distribusi Equivalent Stress Speed Bump tipe 1 menggunakan
casing diperlihatkan pada gambar 4.10 (a-b).
67
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 4.10. Hasil distribusi Equivalent Stress Speed Bump tipe 1 menggunakan
(a) casing 1 mm (b) casing 2 mm
Pada gambar 4.10 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Equivalent Stress Speed Bump casing 1 mm maksimum sebesar 1.2365 MPa dan
casing 2 mm maksimum sebesar 1.4625 MPa.
68
Universitas Sumatera Utara
4.5.1.2 Hasil distribusi Equivalent Stress Speed Bump tipe 2.
a. Hasil distribusi Equivalent Stress Speed Bump tipe 2 tanpa casing
diperlihatkan pada gambar 4.11.
Gambar 4.11. Hasil distribusi Equivalent Stress Speed Bump tipe 2 tanpa casing
Pada gambar 4.11 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Equivalent Stress Speed Bump maksimum sebesar 0.98577 MPa
b. Hasil distribusi Equivalent Stress Speed Bump tipe 2 menggunakan
casing diperlihatkan pada gambar 4.12 (a-b).
69
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 4.12. Hasil distribusi Equivalent Stress Speed Bump tipe 2 menggunakan
(a) casing 1 mm (b) casing 2 mm
70
Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 4.12 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Equivalent Stress Speed Bump casing 1 mm maksimum sebesar 1.2532 MPa dan
casing 2 mm maksimum sebesar 1.3559 MPa.
4.5.2 Hasil Simulasi Normal Stress x Axis
4.5.2.1 Hasil distribusi Normal Stress x Axis Speed Bump tipe 1.
a. Hasil distribusi Normal Stress x Axis Speed Bump tipe 1 tanpa casing
diperlihatkan pada gambar 4.13.
Gambar 4.13. Hasil distribusi Normal Stress x Axis Speed Bump tipe 1 tanpa
casing
Pada gambar 4.13 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress x Axis Speed Bump maksimum sebesar 0.087327 MPa
b. Hasil distribusi Normal Stress x Axis Speed Bump tipe 1 menggunakan
casing diperlihatkan pada gambar 4.14 (a-b).
71
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 4.14.Hasil distribusi Normal Stress x Axis Speed Bump tipe 1
menggunakan (a) casing 1 mm (b) casing 2 mm
Pada gambar 4.14 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress x Axis Speed Bump casing 1 mm maksimum sebesar 0.19208 MPa
dan casing 2 mm maksimum sebesar 0.26033 MPa.
72
Universitas Sumatera Utara
4.5.2.2 Hasil distribusi Normal Stress x Axis Speed Bump tipe 2.
a. Hasil distribusi Normal Stress x Axis Speed Bump tipe 2 tanpa casing
diperlihatkan pada gambar 4.15.
Gambar 4.15. Hasil distribusi Normal Stress x Axis Speed Bump tipe 2 tanpa
casing
Pada gambar 4.15 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress x Axis Speed Bump maksimum sebesar 0.55007 MPa
b. Hasil distribusi Normal Stress x Axis Speed Bump tipe 2 menggunakan
casing diperlihatkan pada gambar 4.16 (a-b).
73
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 4.16.Hasil distribusi Normal Stress x Axis Speed Bump tipe 2
menggunakan (a) casing 1 mm (b) casing 2 mm
74
Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 4.16 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress x Axis Speed Bump casing 1 mm maksimum sebesar 0.24307 MPa
dan casing 2 mm maksimum sebesar 0.26738 MPa.
4.5.3 Hasil Simulasi Normal Stress y Axis
4.5.3.1 Hasil distribusi Normal Stress y Axis Speed Bump tipe 1.
a. Hasil distribusi Normal Stress y Axis Speed Bump tipe 1 tanpa casing
diperlihatkan pada gambar 4.17.
Gambar 4.17.Hasil distribusi Normal Stress y Axis Speed Bump tipe 1 tanpa
casing
Pada gambar 4.17 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress y Axis Speed Bump maksimum sebesar 0.078012 MPa
b. Hasil distribusi Normal Stress y Axis Speed Bump tipe 1 menggunakan
casing diperlihatkan pada gambar 4.18 (a-b).
75
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 4.18. Hasil distribusi Normal Stress y Axis Speed Bump tipe 1
menggunakan (a) casing 1 mm (b) casing 2 mm
76
Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 4.18 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress y Axis Speed Bump casing 1 mm maksimum sebesar 0.7481 MPa
dan casing 2 mm maksimum sebesar 0.86667 MPa.
4.5.3.2 Hasil distribusi Normal Stress y Axis Speed Bump tipe 2.
a. Hasil distribusi Normal Stress y Axis Speed Bump tipe 2 tanpa casing
diperlihatkan pada gambar 4.19.
Gambar 4.19. Hasil distribusi Normal Stress y Axis Speed Bump tipe 2 tanpa
casing
Pada gambar 4.19 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress y Axis Speed Bump maksimum sebesar 0.058577 MPa
b. Hasil distribusi Normal Stress y Axis Speed Bump tipe 2 menggunakan
casing diperlihatkan pada gambar 4.20 (a-b).
77
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 4.20. Hasil distribusi Normal Stress y Axis Speed Bump tipe 2
menggunakan (a) casing 1 mm (b) casing 2 mm
Pada gambar 4.20 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress y Axis Speed Bump casing 1 mm maksimum sebesar 0.59617 MPa
dan casing 2 mm maksimum sebesar 0.92583 MPa.
78
Universitas Sumatera Utara
4.5.4 Hasil Simulasi Normal Stress z Axis
4.5.4.1 Hasil distribusi Normal Stress z Axis Speed Bump tipe 1.
a. Hasil distribusi Normal Stress z Axis Speed Bump tipe 1 tanpa casing
diperlihatkan pada gambar 4.21.
Gambar 4.21.Hasil distribusi Normal Stress z Axis Speed Bump tipe 1 tanpa casing
Pada gambar 4.21 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress z Axis Speed Bump maksimum sebesar 0.22174 MPa
b. Hasil distribusi Normal Stress z Axis Speed Bump tipe 1 menggunakan
casing diperlihatkan pada gambar 4.22 (a-b).
79
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 4.22. Hasil distribusi Normal Stress z Axis Speed Bump tipe 1
menggunakan (a) casing 1 mm (b) casing 2 mm
Pada gambar 4.22 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress z Axis Speed Bump casing 1 mm maksimum sebesar 0.28375 MPa
dan casing 2 mm maksimum sebesar 0.32164 MPa.
80
Universitas Sumatera Utara
4.5.4.2 Hasil distribusi Normal Stress z Axis Speed Bump tipe 2.
a. Hasil distribusi Normal Stress z Axis Speed Bump tipe 2 tanpa casing
diperlihatkan pada gambar 4.23.
Gambar 4.23. Hasil distribusi Normal Stress z Axis Speed Bump tipe 2 tanpa
casing
Pada gambar 4.23 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress z Axis Speed Bump maksimum sebesar 0.20051 MPa
b. Hasil distribusi Normal Stress z Axis Speed Bump tipe 2 menggunakan
casing diperlihatkan pada gambar 4.24 (a-b).
81
Universitas Sumatera Utara
(a)
(b)
Gambar 4.24. Hasil distribusi Normal Stress z Axis Speed Bump tipe 2
menggunakan (a) casing 1 mm (b) casing 2 mm
Pada gambar 4.24 hasil simulasi statik pada sisi atas dapat dilihat distribusi
Normal Stress z Axis Speed Bump casing 1 mm maksimum sebesar 0.2801 MPa
dan casing 2 mm maksimum sebesar 0.34764 MPa.
82
Universitas Sumatera Utara
4.6.
Kumpulan dan Perbandingan Data Hasil Simulasi Pengujian
Dari hasil simulasi ANSYS workbench akibat beban statik diatas bisa
dilihat perbandingan mana yang lebih baik diantara kedua model speed bump
dapat dirangkum sebagai berikut:
Tabel 4.1. Hasil simulasi numerik speed bump
Speed
Bump
Tipe 1
Tanpa
casing
Tipe 1
casing
1mm
Tipe 1
casing
2mm
Tipe 2
Tanpa
casing
Tipe 2
casing
1mm
Tipe 2
casing
2mm
Equivalent
Stress
(MPa)
Stress x Axis
(MPa)
Stress y Axis
(MPa)
Stress z Axis
(MPa)
1.1123
0.087327
0.078012
0.22174
1.2365
0.19208
0.7481
0.28375
1.4625
0.26033
0.86667
0.32164
0.98577
0.055007
0.058577
0.20051
1.2532
0.24307
0.59617
0.2801
1.3559
0.26738
0.92583
0.34764
Dari tabel di atas hasil pengujian menggunakan simulasi statik diperoleh
kesimpulan bahwa tegangan equivalent Stress yang paling rendah didapat pada
model Speed Bump tipe 2 tanpa casing sebesar 0.98577 MPa dan tegangan
equivalent Stress yang paling tinggi didapat pada model Speed Bump tipe 1 casing
2 mm sebesar 1.4625 MPa, Stress x Axis yang paling rendah didapat pada model
Speed Bump tipe 2 tanpa casing sebesar 0.055077 MPa dan Stress x Axis yang
83
Universitas Sumatera Utara
paling tinggi didapat pada model Speed Bump tipe 2 casing 2 mm sebesar 0.26738
MPa. Stress y Axis yang paling rendah didapat pada model Speed Bump tipe 2 tanpa
casing sebesar 0.058577 MPa dan Stress y Axis yang paling tinggi didapat pada
model Speed Bump tipe 2 casing 2 mm sebesar 0.92583 MPa. Stress z Axis yang
paling rendah didapat pada model Speed Bump tipe 2 tanpa casing sebesar 0.20051
MPa dan Stress z Axis yang paling tinggi didapat pada model Speed Bump tipe 2
casing 2 mm sebesar 0.34764 MPa. Dari table pengujian diatas didapat grafik
tegangan sebagai berikut:
a. Grafik Perbandingan Speed Bump hasil simulasi Equivalent Stress
Grafik Perbandingan Speed Bump hasil simulasi Equivalent Stress
diperlihatkan pada gambar 4.25.
Equivalent Stress
1.4625
1.6
tegangan (MPa)
1.4
1.2532
1.2365
1.3559
1.1123
1.2
0.98577
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
1
2
3
4
5
6
7
tipe
Gambar 4.25. Grafik perbandingan Equvalent Stress Speed Bump
Dari grafik 4.25 di atas hasil equivalent stress tertinggi terjadi pada model
speed bump tipe 1 casing 2 mm sebesar 1.4625 MPa, sedangkan tegangan
equivalent stress yang paling rendah terdapat pada model speed bump tipe 2 tanpa
casing sebesar 0,98577 MPa, dari tipe 1 tanpa casing grafik meningkat ke tipe 1
casing 2 mm, dikarenakan adanya casing, semakin tebal casing tegangan semakin
84
Universitas Sumatera Utara
tinggi, lalu grafik menurun dari tipe 1 casing 2 mm ke tipe 2 tanpa casing
dikarenakan adanya perbedaan model dimensi tinggi Speed Bump yang lebih
pendek yaitu 40 mm pada tipe 2 tanpa casing, sedangkan tipe 1 model dimensi
tinggi Speed Bump yaitu 52 mm dan grafik menurun pada tipe 2 tanpa casing
dikarenakan tidak adanya casing, sedangkan tipe 1 casing 2 mm menggunakan
casing.
b. Grafik Perbandingan Speed Bump hasil simulasi Stress x Axis
Grafik Perbandingan Speed Bump hasil simulasi Stress x Axis diperlihatkan
pada gambar 4.26.
Stress x Axis0.26738
tegangan (MPa)
0.3
0.26033
0.24307
0.25
0.19208
0.2
0.15
0.087327
0.1
0.055007
0.05
0
0
2
4
6
8
tipe
Gambar 4.26. Grafik perbandingan Stress x Axis Speed Bump
Dari grafik 4.26 di atas hasil stress x Axis tertinggi terjadi pada model speed
bump tipe 2 casing 2 mm sebesar 0.26738 MPa, sedangkan tegangan stress x Axis
yang paling rendah terdapat pada model speed bump tipe 2 tanpa casing sebesar
0.055007 MPa, dari tipe 1 tanpa casing grafik meningkat ke tipe 1 casing 2 mm,
dikarenakan adanya casing, semakin tebal casing tegangan semakin tinggi, lalu
grafik menurun dari tipe 1 casing 2 mm ke tipe 2 tanpa casing dikarenakan adanya
perbedaan model dimensi tinggi Speed Bump yang lebih pendek yaitu 40 mm pada
tipe 2 tanpa casing, sedangkan tipe 1 model dimensi tinggi Speed Bump yaitu 52
85
Universitas Sumatera Utara
mm dan grafik menurun pada tipe 2 tanpa casing dikarenakan tidak adanya casing,
sedangkan tipe 1 casing 2 mm menggunakan casing.
c. Grafik Perbandingan Speed Bump hasil simulasi Stress y Axis
Grafik Perbandingan Speed Bump hasil simulasi Stress y Axis diperlihatkan
pada gambar 4.27.
Stress y Axis
0.92583
tegangan (MPa)
1
0.86667
0.7481
0.8
0.59617
0.6
0.4
0.2
0.078012
0.058577
0
0
2
4
6
8
tipe
Gambar 4.27. Grafik perbandingan Stress Y Axis Speed Bump
Dari grafik 4.27 di atas hasil stress y Axis tertinggi terjadi pada model speed
bump tipe 2 casing 2 mm sebesar 0.92583 MPa, sedangkan tegangan stress y Axis
yang paling rendah terdapat pada model speed bump tipe 2 tanpa casing sebesar
0.058577 MPa, dari tipe 1 tanpa casing grafik meningkat ke tipe 1 casing 2 mm,
dikarenakan adanya casing, semakin tebal casing tegangan semakin tinggi, lalu
grafik menurun dari tipe 1 casing 2 mm ke tipe 2 tanpa casing dikarenakan adanya
perbedaan model dimensi tinggi Speed Bump yang lebih pendek yaitu 40 mm pada
tipe 2 tanpa casing, sedangkan tipe 1 model dimensi tinggi Speed Bump yaitu 52
mm dan grafik menurun pada tipe 2 tanpa casing dikarenakan tidak adanya casing,
sedangkan tipe 1 casing 2 mm menggunakan casing
.
86
Universitas Sumatera Utara
d. Grafik Perbandingan Speed Bump hasil simulasi Stress z Axis
Grafik Perbandingan Speed Bump hasil simulasi Stress z Axis diperlihatkan
pada gambar 4.28.
tegangan (MPa)
Stress z Axis
0.4
0.35
0.3
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
0.34764
0.32164
0.28375
0.22174
0
0.2801
0.20051
2
4
6
8
tipe
Gambar 4.28. Grafik perbandingan Stress z Axis Speed Bump
Dari grafik 4.28 di atas hasil stress z Axis tertinggi terjadi pada model speed
bump tipe 2 casing 2 mm sebesar 0.34764 MPa, sedangkan tegangan stress z Axis
yang paling rendah terdapat pada model speed bump tipe 2 tanpa casing sebesar
0.20051 MPa, dari tipe 1 tanpa casing grafik meningkat ke tipe 1 casing 2 mm,
dikarenakan adanya casing, semakin tebal casing tegangan semakin tinggi, lalu
grafik menurun dari tipe 1 casing 2 mm ke tipe 2 tanpa casing dikarenakan adanya
perbedaan model dimensi tinggi Speed Bump yang lebih pendek yaitu 40 mm pada
tipe 2 tanpa casing, sedangkan tipe 1 model dimensi tinggi Speed Bump yaitu 52
mm dan grafik menurun pada tipe 2 tanpa casing dikarenakan tidak adanya casing,
sedangkan tipe 1 casing 2 mm menggunakan casing.
e. Validasi Speed Bump hasil simulasi dan hasil eksperimental.
Tabel validasi Speed Bump hasil simulasi Ansys dan hasil eksperimental pada
tabel 4.2.
87
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.2. validasi speed bump
Speed
Bump
Equivalent
Stress
(MPa)
Tipe 2
Tanpa
casing
0.98577
Stress x
Axis
(MPa)
Stress y
Axis
(MPa)
Stress z
Axis
(MPa)
0.055007
0.058577 0.20051
Hasil
eksperimental
(MPa)
Suc
(MPa)
0.2165067
2.1
Dari tabel di atas hasil pengujian menggunakan simulasi statik diperoleh
kesimpulan bahwa equivalent stress didapat pada model Speed Bump tipe 2 tanpa
casing sebesar 0.98577 MPa, Stress x Axis didapat pada model Speed Bump tipe 2
tanpa casing sebesar 0.055007 MPa, Stress y Axis didapat pada model Speed Bump
tipe 2 tanpa casing sebesar 0.058577 MPa, Stress z Axis didapat pada model Speed
Bump tipe 2 tanpa casing sebesar 0.20051 MPa dan tegangan hasil eksperimental yang
didapat pada model Speed Bump tipe 2 tanpa casing sebesar 0.2165067 MPa dan juga
kekuatan uji tekan (Suc) Speed Bump sebesar 2.1 MPa.
Grafik validasi Speed Bump hasil simulasi dan hasil eksperimental
diperlihatkan pada gambar 4.29.
validasi
tegangan (MPa)
2.5
2.1
2.1
2.1
2.1
2.1
Hasil
Analisa
2
1.5
0.98577
1
0.5
0.0550070.058577
0.200510.2165067
0
0
1
2
3
4
5
6
Jenis pengujian
Gambar 4.29. Grafik Validasi Speed Bump
Dari grafik 4.29 di atas hasil uji simulasi Ansys grafik meningkat dari simulasi
sumbu x ke hasil equivalent stress dikarenakan pada hasil simulasi Ansys sumbu x
88
Universitas Sumatera Utara
speed bump yaitu lebih rendah (lebih tangguh dan tidak akan ada terjadi nya retak
pada speed bump), dibandingkan pada hasil tegangan yang lainnya, sedangkan hasil
simulasi Ansys equivalent stress model Speed Bump tegangannya lebih tinggi tetapi
masih dibawah batas aman (safety factor) dengan nilai kekuatan uji tekan (Suc)
Speed Bump yaitu 2.1 MPa yang tidak akan mengakibatkan retak.
4.7
Hasil dan Perbandingan Uji Lindas Speed Bump
Pengujian lindas didatarkaan dengan dibeton, agar ban mobil saat melintasi
speed bump tidak bergetar, sehingga ban mobil yang melintasi speed bump tidak
menghasilkan getaran terlebih dahulu. Untuk landasan dari pengujian lindas
spesimen speed bump dapat dilihat pada gambar 4.30.
Gambar 4.30. gambar landasan pengujian lindas
Uji lindas secara langsung dilakukan mengunakan mobil dengan massa 1330
kg. Mobil bergerak dengan kecepatan 10 km/jam. Pengujian dilakukan sekali
dengan mobil Honda FREED. Berikut ini gambar saat ban menyentuh Speed Bump
pada gambar 4.31 (a-c).
89
Universitas Sumatera Utara
(a)
Gambar 4.31. Gambar Ban Mobil (a) sebelum Melindasi Speed Bump, (b) Saat
Melindasi Speed Bump, (c) setelah Melindasi Speed Bump.
(b)
(c)
Gambar 4.31 (Lanjutan)
Pada saat speed bump dilindas mobil terjadi keretakan pada speed bump,
keretakan yang terjadi pada spesimen speed bump terjadi kerena kurangnya massa
90
Universitas Sumatera Utara
pengeringan spesimen sehingga pada saat uji lindas spesimen speed bump
mengalami keretakan.
Terjadinya keretakan pada spesimen speed bump disebabkan saat pengujian
lindas yaitu:
1. Kurangnya massa pengeringan pada spesimen speed bump yaitu selama
28 hari.
2. Pengadukan blowing agent tidak 2 jam sebelum pencampuran mortar.
Berikut Hasil uji lindas secara langsung Speed bump concrete foam pada tabel
4.3 – tabel 4.7.
Tabel 4.3 Rangkuman Hasil Uji lindas pada percobaan pertama
91
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.4 Rangkuman Hasil Uji lindas pada percobaan kedua
Tabel 4.5 Rangkuman Hasil Uji lindas pada percobaan ketiga
92
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.6 Rangkuman Hasil Uji lindas pada percobaan keempat
Tabel 4.7 Rangkuman Hasil Uji lindas pada percobaan kelima
Pada hasil tabel uji lindas diatas dibandingkan dengan simulasi Ansys pada
tipe B1 dan tipe B2 Speed Bump tidak mengalami retak karena hasil uji lindas yang
93
Universitas Sumatera Utara
terjadi sama seperti hasil simulasi, apabila mengalami retak seperti pada tipe A1,
tipe A2, tipe C1 dan tipe C2 pada uji lindas, maka rambatan tegangan yang
mengakibatkan terjadinya retak sama seperti yang dihasilkan rambatan tegangan
hasil simulasi Ansys, pada rambatan tegangannya berpusat di tengah bergerak
kesamping kanan dan samping kiri seperti pada gambar tipe A1, tipe A2, tipe C1
dan tipe C2 retaknya terjadi pada tengah speed bump dikarenakan kurangnya waktu
pengeringan pada spesimen speed bump yaitu selama 28 hari atau Pengadukan
blowing agent tidak 2 jam sebelum pencampuran mortar.
94
Universitas Sumatera Utara
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan
Setelah seluruh penelitian dilaksanankan serta menganalisa seluruh hasil,
maka didapat kesimpulan sebagai berikut:
1. Dimensi Speed Bump yang di teliti ada 2 tipe yaitu 450×400×52 mm dan
450×400×40 mm yang tidak dilapisi plat besi dan dilapisi dengan plat besi
dengan variasi ketebalan besi 1 dan 2 mm.
2. Dari hasi diperoleh kesimpulan bahwa tegangan equivalent Stress yang
paling rendah didapat pada model Speed Bump tipe 2 tanpa casing sebesar
0.98577 MPa dibandingkan model Speed Bump tipe lainnya, Stress x Axis
yang paling rendah didapat pada model Speed Bump tipe 2 tanpa casing
sebesar 0.055077 MPa dibandingkan model Speed Bump tipe lainnya. Stress
y Axis yang paling rendah didapat pada model Speed Bump tipe 2 tanpa
casing sebesar 0.058577 MPa dibandingkan model Speed Bump tipe
lainnya. Stress z Axis yang paling rendah didapat pada model Speed Bump
tipe 2 tanpa casing sebesar 0.20051 MPa dibandingkan model Speed Bump
tipe lainnya.
3. Dari hasil perbandingan 6 model Speed Bump diperoleh Equivalent Stress
pada model Speed Bump tipe 2 tanpa casing lebih rendah yaitu 0.98577 MPa
maka dipilih model Speed Bump tipe 2 tanpa casing untuk pengujian
eksperimetal lebih lanjut.
Universitas Sumatera Utara
5.2.
Saran
Saran yang bisa penulis berikan bila penelitian ini ingin dikembangkan
dikemudian hari antara lain:
1. Pengembangan penelitian dengan menggunakan serat
alami dan
dikembangkan lagi agar menghasilkan material yang lebih baik lagi
dikarenakan melimpahnya sumber bahan baku yang ramah lingkungan dan
ekonomis.
2. Studi literatur sangat penting dilakukan untuk melaksanankan penelitian.
3. Data-data untuk di masukan ke simulasi harus teliti sesuai data yang didapat
pada eksperimental agar tidak terjadi error.
4. Beberapa parameter pengujian seperti temperatur, cacat material, kerapatan
yang tidak homogen, pengkalibrasian alat uji dan sebagainya merupakan
faktor
yang
menyebabkan
terjadinya
perbedaan
hasil
simulasi
menggunakan Software ANSYS dengan hasil eksperimental.
6
Universitas Sumatera Utara