ANALISA DISTRIBUSI TEGANGAN PADA CAST WHEEL HONDA SUPRA X 125 TERHADAP BEBAN STATIK DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE BERBASIS OPEN SOURCE ELMER 8.2 - UNS Institutional Repository

  ANALISA DISTRIBUSI TEGANGAN PADA CAST WHEEL HONDA SUPRA X 125 TERHADAP BEBAN STATIK DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE BERBASIS OPEN SOURCE ELMER 8.2

  SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

  Sarjana Teknik Oleh:

  Wachid Sedyo Prakoso NIM. I0412052 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

  2017

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN

  Dengan ini saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa saya Nama : Wachid Sedyo Prakoso NIM : I0412052 Program Studi : S-1 Teknik Mesin Menyatakan dalam skripsi dengan judul “Analisa Distribusi Tegangan Pada

  

Cast Wheel Honda Supra X 125 Terhadap Beban Statik Dengan Menggunakan

Software Berbasis Open Source Elmer 8.2

  ” tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi dan sepanjang sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Jika terdapat hal-hal yang tidak sesuai dengan ini, maka saya bersedia derajat kesarjanaan saya dicabut.

  Surakarta, 25 Oktober 2017 Wachid Sedyo Prakoso

HALAMAN PERSEMBAHAN

  

Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT atas segala nikmat dan karunia

yang diberikan sehingga tugas akhir ini dapat terselesaikan. Dengan

mengucapkan rasa syukur kepada Allah SWT, karya ini saya persembahkan

kepada:

  Ibuku tersayang Endang Widaningsih yang selalu mendoakan untuk

kebaikan anak-anaknya, serta kasih sayang yang sangat dalam untuk kami

semua Bapakku Kuswantoro yang saya banggakan yang selalu bekerja keras dan selalu berdoa untuk kebaikan kami sekeluarga Almarhumah simbah Suwasti Harto Widjojo yang telah membesarkan dan mendidik saya dari kecil.

  Adik-adik yang selalu saya sayangi Isnaen Hertanti Febriana dan Zalza

Marbella yang selalu memberi motivasi untuk segera menyelesaikan tugas

akhir ini Serta semua keluarga besar yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu

  Mustika Ari Nugraheni yang telah memberikan semangat tersendiri dalam pengerjaan skripsi ini Bapak Purwadi Joko Widodo dan Bapak Heru Sukanto yang selalu

memberikan bimbingan dan ilmu kepada saya yang InsyaAllah akan

bermanfaat bagi saya di masa depan Semua sahabat di Teknik Mesin UNS terutama angkatan 2012

(Camro): Abdul,Agil, Agung, Aldi, Alfi, Apri, Bayu, Bagus, Bima, Cahyo,

Dandy, Dharma, Fachri, Faishal, Frans, Guntur, Tommy, Baim, Ivan, Olif,

Lasikun, Rizqi, Mahfudz, Asfar, Andy, Mirsa, Oky, Ditya, Afit, Rama, Rezha,

Ifa, Ridwan, Syarif, Alam, Vidi, Wahyu, Bilal, Zulfi yang selalu berjuang dari

  INJEKSI hingga sekarang yang akan selalu saya rindukan

  Rekan geng rempong , Tim KKN Desa Kembang 2016 dan Sahabatku

semua yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu yang telah memberikan

doa, motivasi dan bantuan dalam segala hal kepada saya.

  

Analisa Distribusi Tegangan Pada Cast Wheel Honda Supra X 125 Terhadap

Beban Statik Dengan Menggunakan

Software Berbasis Open Source Elmer 8.2

  

Wachid Sedyo Prakoso

  Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta, Indonesia

  E-mail:

  

ABSTRAK

Velg merupakan sarana penggerak dari motor untuk dapat bergerak maju maupun

  mundur. Velg yang sering beredar di pasaran yaitu cast wheel. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui distribusi tegangan pada cast wheel Honda Supra X 125 terhadap beban statik. Cast wheel yang diuji memiliki ukuran diameter sebesar 17 inch dengan palang pada cast wheel sebanyak 5. Material yang digunakan adalah Aluminum Alloy

  

6061 dengan massa jenis dari material yang digunakan pada cast wheel sebesar 2700

  3

  kg/m serta ultimate tensile strength sebesar 310 Mpa. Cast wheel tersebut memiliki

  

yield strength sebesar 276 Mpa dan modulus of elasticity sebesar 68,9 Gpa. Simulasi

  ini menggunakan software open source Elmer 8.2 untuk mendapatkan hasil dari distribusi tegangan. Meshing yang dilakukan pada saat simulasi menggunakan meshing triangular. Untuk pembebanan diberikan oleh pembebanan dari motor tersebut, beban dari penumpang,beban toleransi serta terdapat cast wheel tersebut mendapat tekanan dari tekanan udara dalam ban sebesar 35 Psi. Setelah dilakukan simulasi cast wheel menggunakan software open source Elmer 8.2 menghasilkan tegangan maksimum

  8 7,5 sebesar 7,5x10 Pa dan tegangan minimum sebesar 1x10 Pa.

  Kata kunci: Cast wheel, Aluminum Alloy 6061, software open source Elmer, distribusi tegangan

  

Distribution Of Stress Analysis On Cast Wheel Honda Supra X 125 Against

Static Load Using

Open Source Software Elmer 8.2

Wachid Sedyo Prakoso

  Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering Sebelas Maret University

  Surakarta, Indonesia E-mail:

  

ABSTRACT

  Wheels is a means of propulsion of the motor to move forward or backward. Wheels are often circulating in the market that is cast wheel. This research was conducted to know the distribution of stress on Honda Supra X 125 cast wheel to static load. The cast wheel tested has a diameter of 17 inch with a crossbar on the cast wheel of 5. The material used is Aluminum Alloy 6061 with density of material used in cast wheel of

  3

  2700 kg/m and ultimate tensile strength of 310 MPa . The cast wheel has a yield strength of 276 MPa and a modulus of elasticity of 68.9 Gpa. This simulation uses Elmer open source software 8.2 to get the result of stress distribution. Meshing is done during simulation using triangular meshing. For the loading given by the loading of the motor, the load from the passenger, the tolerance load as well as the cast wheel is subjected to pressure from air pressure in the tire of 35 Psi. After the cast wheel simulation using open source software Elmer 8.2 produces a maximum stress of

  8

  

7.5

7.5x10 Pa and a minimum stress of 1x10 Pa.

  Keyword: Cast wheel, Aluminum Alloy 6061, open source software Elmer, stress distribution

KATA PENGANTAR

  Puji syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat melaksanakan dan menyelesaikan S kripsi “ANALISA DISTRIBUSI TEGANGAN PADA CAST WHEEL HONDA SUPRA X 125 TERHADAP BEBAN STATIK DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE BERBASIS OPEN SOURCE ELMER 8.2

  ” ini dengan lancar dan baik.

  Skripsi ini disusun guna memenuhi persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Program Studi Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret Surakarta. Dalam pelaksanaan hingga penyelesaian skripsi ini tidak mungkin dapat tercapai tanpa bantuan dari berbagai, baik secara langsung ataupun tidak langsung. Maka pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini, terutama kepada:

  1. Bapak Purwadi Joko Widodo, ST, M.Kom., selaku Pembimbing I yang senantiasa membimbing, mengarahkan, memberikan nasehat dan menularkan ilmunya dalam menyelesaikan skripsi ini.

  2. Bapak Heru Sukanto, ST, MT., selaku Pembimbing II yang turut serta membimbing dan memberikan arahan berharga bagi penulis.

  3. Bapak R. Lulus Lambang G.H., ST, MT. dan bapak Dr. Joko Triyono, ST, MT, selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan dan saran yang membangun dalam skripsi ini.

  4. Bapak Prof. Dr. Dwi Aries Himawanto ST,MT., selaku pembimbing akademik yang telah membimbing, memberikan nasehat, memotivasi dan memberikan bekal pengalaman di Universitas Sebelas Maret.

  5. Bapak Dr. Eng. Syamsul Hadi, ST, MT., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin yang senantiasa memberikan motivasi lebih pada mahasiswa dalam perkuliahan maupun aktivitas di luar akademik.

  Seluruh Dosen serta Staf di Program Studi Teknik Mesin yang turut serta 6. mendidik dan membantu penulis hingga menyelesaikan studi S1. Bapak, ibu, dan seluruh keluarga yang selalu memberikan doa restu, motivasi 7. dan dukungan secara material maupun spiritual. Teman- teman “CAMRO” Teknik Mesin 2012 senasib seperjuangan yang telah

  8. mendorong penulis untuk lebih maju selama lebih dari empat tahun menjalani perkuliahan di Program Studi Teknik Mesin.

  Tri Ananta Mustika Alam selaku teman satu penelitian mengenai simulasi yang 9. lebih dari setahun saling bekerjasama dan banyak membantu dalam penyelesaian skripsi ini.

  Semua pihak yang telah membantu dalam melaksanakan dan menyusun laporan 10. Tugas Akhir ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.

  Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan laporan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan adanya masukan dan saran yang membangun demi tercapainya laporan skripsi yang lebih baik dan sempurna di kemudian hari.

  Akhir kata, penulis berharap semoga skripsi ini dapat berguna dan bermanfaat bagi kita semua dan bagi penulis pada khususnya.

  Surakarta, Oktober 2017 Penulis

  DAFTAR ISI

  HALAMAN JUDUL ............................................................................................... i HALAMAN PENUGASAN ................................................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................... iii HALAMAN KEASLIAN ...................................................................................... iv HALAMAN PERSEMBAHAN ............................................................................. v ABSTRAK ........................................................................................................... vii KATA PENGANTAR ........................................................................................... ix DAFTAR ISI .......................................................................................................... xi DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiii DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xiv DAFTAR NOTASI ................................................................................................ xv DAFTAR LAMPIRAN ....................................................................................... xvi

  BAB I PENDAHULUAN

  1.1. Latar Belakang ............................................................................... 1

  1.2. Perumusan Masalah ........................................................................ 3

  1.3. Batasan Masalah ............................................................................. 3

  1.4. Tujuan Penelitian ............................................................................ 3

  1.5. Manfaat Penelitian .......................................................................... 3

  1.6. Sistematika Penulisan ..................................................................... 3

  BAB II LANDASAN TEORI

  2.1. Tinjauan Pustaka ............................................................................. 5

  2.2. Open Source .................................................................................... 9

  2.3. Software Solidwork ......................................................................... 10

  2.4. Software Elmer ............................................................................... 11

  2.5. Software Ansys 16 Static Structural ............................................. 11

  2.6. Velg ................................................................................................ 12

  2.6.1. Velg Besi(Velg jari-jari) ....................................................... 12

  2.6.2. Velg Aluminium .................................................................. 13

  2.6.3. Velg Cast Wheel ................................................................... 14

  2.7. Tegangan ........................................................................................ 14

  2.8. Regangan ....................................................................................... 15

  2.9. Metode Elemen Hingga .................................................................. 16

  2.10.Deformasi ..................................................................................... 18

  2.11.Teori Von mises ............................................................................ 18

  BAB III METODE PENELITIAN

  3.1. Lokasi Penelitian ........................................................................... 20

  3.2. Sampel Penelitian ........................................................................... 20

  3.3. Alat Penelitian ............................................................................... 20

  3.4. Parameter Penelitian ...................................................................... 21

  3.5. Pelaksanaan Penelitian .................................................................. 21

  3.6. Diagram Alir ................................................................................... 22

  BAB IV DATA DAN ANALISA

  4.1. Validasi Penelitian ......................................................................... 23

  4.2. Validasi Pembebanan .................................................................... 24

  4.3. Analisa Pressure ............................................................................. 25

  4.4. Simulasi Elmer ............................................................................... 26

  4.4.1. Meshing ................................................................................ 26

  4.4.2. Pembebanan .......................................................................... 27

  4.4.3. Simulasi Tegangan ............................................................... 29

  4.5. Validasi Ansys ................................................................................ 29

  4.5.1. Meshing ................................................................................ 30

  4.5.2. Simulasi Pembebanan ........................................................... 31

  4.5.3. Simulasi Validasi tegangan velg Honda Supra X 125 .......... 32

  4.6. Analisa Simulasi Distribusi Tegangan Software Elmer ................. 33

  BAB V PENUTUP

  5.1. Kesimpulan .................................................................................... 33

  5.2. Saran ........................................................................................... 33 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 35 LAMPIRAN ........................................................................................................... 37

  DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Physical Properties of Aluminum Alloy 6061 ................................. 5Tabel 2.2 Perhitungan Tegangan Ekuivalen ..................................................... 5

  DAFTAR GAMBAR

Gambar 4.3 Meshing Elmer................................................................................ 26Gambar 4.13 Pembebanan Ansys akibat pressure ................................................ 32Gambar 4.12 Pembebanan Ansys pada bagian luar .............................................. 31Gambar 4.11 Pembebanan Ansys pada bagian lingkaran dalam .......................... 31Gambar 4.10 Meshing pada bagian perpotongan ................................................. 30Gambar 4.9 Meshing Ansys 16 Static Structural ................................................ 30Gambar 4.8 Simulasi software Elmer................................................................. 29Gambar 4.7 Pembebanan Elmer akibat pressure ................................................ 28Gambar 4.6 Pembebanan Elmer pada bagian luar ............................................. 28Gambar 4.5 Pembebanan Elmer pada bagian lingkaran dalam .......................... 28Gambar 4.4 Meshing pada bagian tengah velg ................................................... 27Gambar 4.2 Diagram Benda Bebas Sepeda Motor ............................................. 24Gambar 2.1 Tegangan Ekuivalen pada kecepatan 40 km/jam ............................ 6Gambar 4.1 Gambar 2D cast wheel Honda Supra X 125 ................................... 24Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ................................................................... 22Gambar 2.8 Velg cast wheel .............................................................................. 14Gambar 2.7 Velg aluminium .............................................................................. 13Gambar 2.6 Velg besi ....................................................................................... 13Gambar 2.5 Tampilan depan Ansys 16 Static Structural ................................... 12Gambar 2.4 Icon Elmer ..................................................................................... 11Gambar 2.3 Logo Software Solidworks ............................................................. 11

  (a) Radial Fatique Test ..................................................................... 8 (b) Cornering Fatique Test ............................................................... 8

Gambar 2.2 Umur Kelelahan dari roda pada test kelelahanGambar 4.14 Simulasi Ansys 16 Static Structural ............................................... 32

DAFTAR NOTASI

  F = Gaya (N) m = massa (kg)

  2

  g = percepatan gravitasi (m/s ) = tegangan tarik yang terjadi(Pa)

  2

  = Luasan permukaan yang dikenai gaya(m ) = tegangan geser yang terjadi (Pa)

  τ = regangan

  = Selisih panjang (m) = Panjang awal (m) = Panjang akhir (m)

  1

  = tegangan von mises = tegangan pada sumbu x = tegangan pada sumbu y = tegangan pada sumbu z