Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

SIMULASI STATIK DAN DINAMIK

  PARKING BAMPER REDESAIN MENGGUNAKAN SOFTWARE ANSYS 12.0 SKRIPSI Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

REYHAN ALMER NIM. 070401001 DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

KATA PENGANTAR

  Segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat, dan karunia-Nya yang senantiasa diberikan kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

  Skripsi ini adalah salah satu syarat untuk dapat lulus menjadi Sarjana Teknik di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi ini adalah “Simulasi Statik dan Dinamik Parking

  

Bamper Redesain Menggunakan Software Ansys 12.0”. Dalam menyelesailan

  skipsi ini penulis mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih yang setulusnya kepada : 1.

  Kedua orang tua tercinta, Drs. Aljufri Abdi dan Dra. Yenni Darvina, M.Si kakanda Leinora Melissa, SE adinda Heyder Ahmed dan Kheyri Abdillah yang telah memberikan segala dukungan moril dan materil.

  2. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME selaku dosen pembimbing yang telah banyak meluangkan waktunya membimbing penulis hingga skripsi ini dapat terselesaikan.

  3. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri dan Ir. Mulfi Hazwi, M.Sc selaku dosen penguji I dan II yang telah memberikan masukan dan saran dalam penyelesaian skripsi ini.

  4. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri dan Ir. Syahril Gultom, MT selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik USU.

  5. Bapak Zulfikar, ST. MT dan semua rekan-rekan Tim Riset IFRC yang telah membantu dan sebagai tempat diskusi.

  6. Bapak/Ibu staff pengajar dan pegawai Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik USU.

  7. Teman-teman Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik USU stambuk 2007.

  Penulis menyadari bahwa skripsi ini belum sempurna, baik dari segi teknik maupun dari segi materi. Oleh sebab itu, demi kesempurnaan skripsi ini penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca.

  Akhir kata, penulis berharap agar laporan ini bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan penulis sendiri pada khususnya.

  Medan, Desember 2013 Penulis, Reyhan Almer NIM : 070401001

  

ABSTRAK

  Penelitian yang telah dilakukan terhadap desain parking bumper memperlihatkan bahwa desain terbaik berbentuk trapesium padat [2]. Namun dalam pengujian yang dilakukan [5] memperlihatkan bahwa desain trapesium padat masih memiliki kelemahan yaitu tidak mampu menahan kecepatan mobil diatas 20 km/jam saat menuju parkir. Bila kecepatan mobil saat parkir lebih tinggi maka akan menyebabkan parking bumper mengalami kerusakan. Oleh sebab itu perlu dilakukan modifikasi desain (redesain) untuk mendapatkan bentuk desain yang lebih maksimal.

  Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan pemodelan berupa redesain

  

parking bumper dengan geometri trapesium sama sisi yang memiliki dimensi

  panjang 250 mm, lebar 200 mm, dan tinggi 130 mm. Selanjutnya meneliti hasil pengujian statik dan dinamik pada salah satu sisi miring melalui simulasi menggunakan program Ansys 12.0 Workbench sehingga diperoleh tegangan, regangan dan total deformasi. Berdasarkan uji statik ditentukan modulus elastisitas maksimum redesain parking bumper dan berdasarkan uji dinamik ditentukan gaya impak maksimum yang sanggup diterima parking bumper sesaat sebelum mengalami kerusakan. Terakhir membandingkan hasil penelitian yang dilakukan dengan penelitian sebelumnya [5].

  Hasil pengujian statik dan dinamik pada salah satu sisi miring redesain

  parking bumper melalui simulasi menggunakan program Ansys 12.0 Workbench

  diperoleh hasil sebagai berikut: (1). Telah berhasil dilakukan redesain parking

  bumper dengan geometri berupa trapesium berongga yang diisi dengan bahan

  beton (concrete) dengan sisi miring berbentuk radius, memiliki dimensi panjang 250 mm, lebar 200 mm dan tinggi 130 mm. (2). Hasil simulasi statik dengan tekanan sebesar 2500 MPa selama selang waktu 240 s (4 menit), diperoleh tegangan rata-rata 6.909,9 Mpa, tegangan maksimum 8.884,2 MPa, regangan rata-rata 0.62812 m/m, regangan maksimum 0,80765 m/m, total deformasi rata- rata 0,034563 m, total deformasi maksimum 0,044438 m, dan modulus elastisitas maksimum 11.000 MPa. (3). Hasil simulasi dinamik dengan kecepatan jatuh bebas sebesar 10 m/s yang setara dengan 36 km/jam, diperoleh tegangan dinamik rata-rata 18,957 Mpa, tegangan maksimum 34,122 MPa, regangan impak rata-rata 0,00063424 m/m, regangan maksimum 0,0011416 m/m,total deformasi rata-rata 0,0030385 m, total deformasi maksimum 0,0054693 m dan gaya impak maksimum adalah 34.820 kN. (4). Dari hasil penelitian di atas dapat disimpulkan bahwa redesain parking bumper berupa trapesium berongga yang diisi concrete dengan hasil penelitian sebelumnya berupa parking bumper berbentuk traperium padat [5].

  DAFTAR ISI

  2.1. Pendahuluan …………………………………………………

  2.5. Metode Elemen Hingga ............................................................... 13

  13

  13 2.4.5. Anisotropik/ Orthotropik ……………………………..

  12 2.4.4. Isotropik ……………………………………………..

  2.4.3. Heterogeneity or Inhomogeneity ….…………………

  12

  2.4.2. Homogeneity …………………………………………

  12

  2.4. Geometry dan Defenisi Fisik …………………………..……

  9

  2.3. Redesain atau Modifikasi Desain Parking Bumper …….……

  7

  2.2 Parking Bamper …………………………………………

  7

  7

  HALAMAN PENGESAHAN KATA PENGANTAR ……………………………………………………… i ABSTRAK ……………………………………………………… iii DAFTAR ISI ……………………………………………………… iv DAFTAR TABEL ……………………………………………………… vi DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………… vii

  3

  BAB 1 Pendahuluan

  …………..……………………………………….…

  1

  1.1. Latar Belakang …………………………………………

  1

  1.2. Perumusan Masalah …………………………………………

  1.3. Tujuan Penelitian …………………………………………

  BAB 2 Tinjauan Pustaka …………………………………………………

  4

  1.3.1. Tujuan Umum ……………………………………… 4

  1.3.2. Tujuan Khusus ……………………………………… 4

  1.4. Batasan Masalah ……………………...………………… 5

  1.5. Manfaat Penelitian ………………………...……………… 5

  1.6. Sistematika Penulisan ………………………………...……… 5

  2.6. Simulasi Uji Statik Parking Bumper............................................ 14

  2.6.1. Respon Mekanik Akibat Beban Tekan Statik ................

  15

  2.7 Simulasi Uji Dinamik Parking Bumper ....................................... 18 2.7.1. Respon Mekanik Akibat Beban Dinamik........................

  18 BAB 3 Metode Penelitian ………………………………………………..

  21

  3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ...................................................... 21 3.1.1. Tempat Penelitian …………………..………………….

  21

  3.1.2. Waktu Penelitian ..……………………………………… 21

  3.2. Geomerty .............................…………………………………… 21 3.3. Simulasi Statik menggunakan Software Ansys 12.0 …..……….

  22

  3.3.1. Bagan Alir Simulasi Statik .............................................. 28

  3.4. Simulasi Dinamik menggunakan Software Ansys 12.0 …..……

  28

  3.4.1. Bagan Alir Simulasi Dinamik .......................................... 36 3.5. Bagan Alir Penelitian ……………..……………………..……..

  35 BAB 4 Hasil Dan Pembahasan ……………………………………………

  37 4.1 Pendahuluan …………………………………………………...

  37

  4.2 Geomerty Redesain Parking Bumper….………………………

  38

  4.3 Simulasi Uji Tekan Statik pada Redesain Parking Bumper ……

  39 4.4 Simulasi Uji Dinamik pada Redesain Parking Bumper ………..

  43

  4.5 Perbandingan karakterisik redesain parking bumper dengan hasil penelitian sebelumnya……………………………………

  47 BAB 5 Kesimpulan Dan Saran ……………………………………………

  48 5.2 Saran …………………………………………………….

  49 DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………… 50

  DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Gambar parking bumper………………………………………..

Gambar 3.9. Pemberian fixed support……………………………………...… 33

  41 Gambar 4.5. Hasil simulasi total deformasi dari pengujian tekan statik pada sisi miring parking bumper trapesium beronggaberisi concrete dengan sisi miring berbentuk radius……………………………

  40 miring parking bumper trapesium beronggaberisi concrete dengan sisi miring berbentuk radius…………………………...

  38 Gambar 4.3. Hasil simulasi tegangan dari pengujian tekan statik pada sisi miring parking bumper trapesium berongga berisi concrete dengan sisi miring berbentuk radius……………………………

  38 Gambar 4.2. Gambar tiga dimensi dari redesain parking bumper……………

Gambar 4.1. Gambar dua dimensi dari redesain parking bumper……………

  35 Gambar 3.12. Bagan alir penelitian …………………………………………… 36

Gambar 3.11. Bagan alir simulasi uji Dinamik……………………………..…Gambar 3.10. Pemberian Gaya………………………………………………… 34Gambar 3.8. MESH spesimen dalam 3-dimensi……………………………… 33

  8 Gambar 2.2. Penggunaan parking bumperpada saat parkir…………………..

  28 Gambar 3.7. Bentuk spesimen dalam 3-dimensi……………………………… 31

Gambar 3.5. Pemberian Gaya………………………………………………… 27 Gambar 3.6. Bagan alir simulasi static……………………………………….

  26 Gambar 3.4. Pemberian fixed support ……………………………………..… 26

  21 Gambar 3.2. Bentuk spesimen dalam 3-dimensi ……………………………. 25 Gambar 3.3. MESH spesimen dalam 3-dimensi ……………………………..

  17 Gambar 3.1. Geometri redesain statik dan dinamik ………………………..

  11 Gambar 2.5. Diagram uji tekan static ………………………………………..

  10 Gambar 2.4. Bentuk Desain hasil modifikasi………………………………...

  8 Gambar 2.3. Desain dasar dari penelitian…………………………………….

  42 Gambar 4.6. Hasil simulasi tegangan dari uji impak pada sisi miring parking

  bumper trapesium berongga berisi concretedengan sisi miring

  berbentuk radius…………………………………………………

  44 Gambar 4.7. Hasil simulasi regangan dari uji impak (von misses)pada sisi miring parking bumper trapesium berongga berisi concrete dengan sisi miring berbentuk radius……………………………

  45 Gambar 4.8. Hasil simulasi total deformasi dari uji impak pada sisi miring

  parking bumper trapesium berongga berisi concrete dengan sisi miring berbentuk radius………………………………………...

  46

  

DAFTAR TABEL

  Tabel3.1. Tempat dan aktivitas penelitian ……………….………………….…. 21