STATIC STRUCTURAL ANALYSIS SHAFT ASSEM

BAB I

PRE-PROCESSING

Static Structural Analysis adalah model analisis struktur part untuk mengetahui batas kemampuan part dengan material tertentu dan menahan beban yang dikenakan kepadanya secara statis baik tekan, tarik ataupun beban puntir.

 

Ø Buka file gambar yang telah dibuat dengan nama “shaft assem”. kemudian pilih tab “Simulation-Study Advisor-New Study “

Ø Isi study name “ Imam Maulana ”dengan nama masing masing. lalu pilih “Static” untuk tipe analysis. Setelah itu OK

 

Ø Pilih jenis material “Bearing 1” yang akan dianalisis pilih “Apply Material” pada tab Simulation, pilih Aluminium 1350 Alloy ( untuk model type  pilih Linier Elastic Isotropic dan units SI) lalu OK/Apply.

 

Ø Pilih jenis material “Bearing 2” yang akan dianalisis pilih “Apply Material” pada tab Simulation, pilih Aluminium 1350 Alloy ( untuk model type  pilih Linier Elastic Isotropic dan units SI) lalu OK/Apply.

Ø Pilih jenis material “Poros” yang akan dianalisis pilih “Apply Material” pada tab Simulation, pilih 1023 Carbon Steel Sheet ( untuk model type  pilih Linier Elastic Isotropic dan units SI) lalu OK/Apply.

 

Ø Pilih jenis material “Pulley” yang akan dianalisis pilih “Apply Material” pada tab Simulation, pilih ASTM A36 Steel ( untuk model type  pilih Linier Elastic Isotropic dan units SI) lalu OK/Apply.

Ø Lalu lanjut pada tahap “Connections” pada bearing 1, yaitu dengan klik kanan connections, lalu klik bearing dan tentukan face 1 pada poros, face 2 pada bearing dan klik Allow Self Alligment dan selanjutnya Ok.

 

Ø Lalu lanjut pada tahap “Connections” pada bearing 2, yaitu dengan klik kanan connections, lalu klik bearing dan tentukan face 1 pada poros, face 2 pada bearing dan klik Allow Self Alligment dan selanjutnya ok  

 .

Ø Lalu tahap “Contact Set”, yaitu dengan klik kanan connections, lalu klik contac set, lalu setting pada contac set yang dimana klik automatically find contact sets, lalu blok sampai pink, lalu klik find contac set dan setelah itu pada bagian result blok 1- 10 sehingga berubah warna menjadi hijau dan klik            dan setelah itu pilih ok.

 

Ø  Tentukan daerah atau permukaan yang di “Fix” dengan pilih “Fixed Geometry” pada permukaan seperti di gambar lalu OK.

 

Ø Tahap pemberian “force” yaitu dengan klik kanan external load, lalu klik force dan tentukan force pada permukaan atas poros dan juga tentukan forcenya sebesar 21 N, lalu klik ok.

Ø Tahap pemberian “centrifugal” yaitu dengan klik kanan external load, lalu klik centrifugal dan tentukan centrifugal pada permukaan poros dan juga tentukan centrifugal sebesar 150 rad/s, lalu klik ok.

Ø Tahap  “Bearing Load” pada bearing 1 yaitu dengan klik kanan external load, lalu klik Bearing Load dan tentukan face 1 pada bearing load pada permukaan dalam bearing 1 dan face 2 pada cordinat system 1, lalu klik kotak Y        lalu masukan sebesar 9 N, lalu klik ok.

 

Ø Tahap  “Bearing load” pada bearing 2 yaitu dengan klik kanan external load, lalu klik Bearing Load dan tentukan face 1 pada bearing load pada permukaan dalam bearing 2 dan face 2 pada cordinat system 1, lalu klik kotak Y       masukan sebesar 9N dan rubah menjadi “Reverse Direction” , lalu klik ok.

 

Ø kemudian masuk tahap “Reverce Geometry” dengan cara klik solidwork, lalu pilih insert, lalu reverce geometry dan pilih axis, tentukan axis pada pulley bagian tengah dan setalah itu ok.

 

Ø Setelah itu tahap “Selected Direction” dengan klik kanan pada external load, pilih force, lalu pilih  face 1 pada pulley bagian tengah, setelah itu klik selected direction, lalu tentukan Y        sebesar 25 N. dan klik ok.

 

Ø Selanjutnya untuk menjalankan program untuk mendapatkan hasil dari gaya yang ditimbulkan akibat force yang diberikan akan mendapatkan strees yang terjadi pada material yang berwarna merah, biru, hijau dll dilakukan dengan cara meng-klik tombol RUN.

BAB II

SOLVER-SOLUTION.

Ø Setelah semua pengaturan awal static analysis dilakukan, langkah selanjutnya solver. Klik  “Run”  Tunggu hingga selesai proses.

  

Proses ini merupakan langkah perhitungan analisis dari subject dengan cara perhitungan elemet per elemet pada meshing system. Langkah perhitungan yang dilakukan secara otomatis  oleh computer dengan meggunakan model matematika lanjut (Hukum Hoke, Rumus Diferensial/Laplace serta Rumus Matriks). 

 

BAB III

POST-PROCESSING.

Ø Setelah proses solving selesai hasil analysis dapat langsung dilihat. Ada 3 hasil analysis yang dapat ditampilkan dengan memilih  pada “Model Tree” yaitu :

Stress Result

Displacement Result

Strain Result

  

1.    Hasil Static Structural Analysis Von Misses Stress

Dari hasil analisis dapat diketahui besar tegangan maksimum yang didapatkan adalah sebesar 2.016+008 N/m^2 dengan posisi tegangan terdapat pada pulley. Strees atau tegangan yang paling rawan/rentan terhadap gaya yang berlebihan. Pada gambar diatas strees yang terjadi terdapat dibagian dalam material pulley yang bersentuhan langsung dengan material poros yang sangat sulit terlihat letak nya. Namun nilai min dari tegangan tersebut berada pada material bearing1 yang berkontak dengan poros, karena dibagian itu sangat sedikit terdapat gaya tarik dari motor/pulley yang diasumsikan sebelumnya.

2.    Hasil Static Structural Analysis Displacement

Dari hasil analisis dapat diketahui besar resultant displacement maksimum yang didapatkan adalah sebesar 9.417 mm dengan posisi resultant displacement maksimum terdapat pada pulley . Hal ini disebabkan dari arah gaya yang dikenakan saat analisisnya. Gaya puntir diberikan pada bagian tengan pulley sehingga displacement maksimum berada di bagian yang dikenai gaya puntir.

3.    Hasil Static Structural Analysis Strain

Dari hasil analisis dapat diketahui besar strain maksimum yang didapatkan adalah sebesar 0.0006845 dengan posisi strain atau regangan maksimum terdapat pada pulley . Hal ini disebabkan pada bagian poros diberikan takan lebih, sehingga deformasi terjadi lebih besar di bagian tersebut dan regangan pun jadi lebih besar.

4.    Faktor Keamanan

 

Kesimpulan Hasil Analisis Kesimpulan

Pada kesimpulan yang didapat dari analisis yang sudah dibuat dari percobaan  bermacam-macam pembebanan pada benda kerja tersebut didapat angka FOS (Factor Of Safety) yaitu 1.24 , karena dari nilai yield strenght dari material ASTM A36 Steel dibagi dengan nilai max strees dari material tersebut didapat nilai faktor keamanannya.

Faktor keamanan 1.24 berarti keamanan dari material tersebut tidak aman karena standart faktor keamanan pada perusahaan itu sendiri yaitu 2. Jadi material dapat berfungsi dengan baik. Untuk itu bisa dilakukan dengan merubah material, ukuran, design, dimensi dan lainnya untuk memperbaiki sifat material tersebut.