Click here to load reader

LAMPIRAN A TABEL PERHITUNGAN LAMPIRAN B VALIDASI …eprints.undip.ac.id/41551/10/8-Lampiran.pdf · Tentukan tegangan maksimum dan defleksi maksimum ? ... Tegangan maksimum 4,8 MPa

  • View
    220

  • Download
    1

Embed Size (px)

Text of LAMPIRAN A TABEL PERHITUNGAN LAMPIRAN B VALIDASI …eprints.undip.ac.id/41551/10/8-Lampiran.pdf ·...

  • LAMPIRAN A

    TABEL PERHITUNGAN

    LAMPIRAN B

    VALIDASI PROGRAM (BENCHMARK)

    LAMPIRAN C

    GAMBAR TEKNIK

  • LAMPIRAN A

    TABEL PERHITUNGAN

    Tabel A-1 Analisa Rangkaian Lintas Datar

    No Jumlah Gerbong Gaya Tarik pada Kecepatan Tertentu [N]

    100 [km/jam] 90 [km/jam] 80 [km/jam] 70 [km/jam] 60 [km/jam]

    1 1 2312,217 2092,561 1896,018 1722,602 1572,308

    2 2 4624,434 4185,123 3792,036 3445,203 3144,615

    3 3 6936,651 6277,684 5688,054 5167,805 4716,923

    4 4 9248,868 8370,245 7584,072 6890,407 6289,230

    5 5 11561,085 10462,806 9480,090 8613,008 7861,538

    6 6 13873,302 12555,368 11376,108 10335,610 9433,845

    7 7 16185,519 14647,929 13272,126 12058,212 11006,153

    8 8 18497,736 16740,490 15168,144 13780,813 12578,460

    9 9 20809,953 18833,052 17064,161 15503,415 14150,768

    10 10 23122,170 20925,613 18960,179 17226,017 15723,076

    11 11 25434,387 23018,174 20856,197 18948,618 17295,383

    12 12 27746,604 25110,735 22752,215 20671,220 18867,691

    13 13 30058,821 27203,297 24648,233 22393,822 20439,998

    14 14 32371,038 29295,858 26544,251 24116,423 22012,306

    15 15 34683,255 31388,419 28440,269 25839,025 23584,613

  • Tabel A-2 Analisa Rangkaian Lintas Tikungan

    No Jumlah Gerbong Gaya Tarik pada Kecepatan Tertentu [N]

    100 [km/jam] 90 [km/jam] 80 [km/jam] 70 [km/jam] 60 [km/jam] 50 [km/jam] 45 [km/jam]

    1 1 10888,776 10669,121 10472,577 10299,161 10148,867 10021,695 9966,780

    2 2 13200,993 12761,682 12368,595 12021,763 11721,174 11466,831 11357,000

    3 3 15513,210 14854,243 14264,613 13744,364 13293,482 12911,966 12747,221

    4 4 17825,427 16946,804 16160,631 15466,966 14865,790 14357,102 14137,441

    5 5 20137,644 19039,366 18056,649 17189,568 16438,097 15802,237 15527,662

    6 6 22449,861 21131,927 19952,667 18912,169 18010,405 17247,373 16917,882

    7 7 24762,078 23224,488 21848,685 20634,771 19582,712 18692,509 18308,103

    8 8 27074,295 25317,050 23744,703 22357,373 21155,020 20137,644 19698,323

    9 9 29386,512 27409,611 25640,721 24079,974 22727,327 21582,780 21088,544

    10 10 31698,729 29502,172 27536,739 25802,576 24299,635 23027,916 22478,764

    11 11 34010,946 31594,733 29432,757 27525,178 25871,942 24473,051 23868,984

    12 12 36323,163 33687,295 31328,775 29247,779 27444,250 25918,187 25259,205

    13 13 38635,380 35779,856 33224,792 30970,381 29016,558 27363,322 26649,425

    14 14 40947,597 37872,417 35120,810 32692,983 30588,865 28808,458 28039,646

    15 15 43259,814 39964,979 37016,828 34415,584 32161,173 30253,594 29429,866

  • Tabel A-3 Analisa Rangkaian Lintas Tanjakan

    No Jumlah Gerbong Gaya Tarik pada Kecepatan Tertentu [N]

    100 [km/jam] 90 [km/jam] 80 [km/jam] 70 [km/jam] 60 [km/jam] 50 [km/jam] 45 [km/jam]

    1 1 15177,051 14957,395 14760,852 14587,436 14437,142 14309,970 14205,920

    2 2 17489,268 17049,957 16656,870 16310,037 16009,449 15755,105 15547,006

    3 3 19801,485 19142,518 18552,888 18032,639 17581,757 17200,241 16888,092

    4 4 22113,702 21235,079 20448,906 19755,241 19154,064 18645,377 18229,177

    5 5 24425,919 23327,640 22344,924 21477,842 20726,372 20090,512 19570,263

    6 6 26738,136 25420,202 24240,942 23200,444 22298,679 21535,648 20911,349

    7 7 29050,353 27512,763 26136,960 24923,046 23870,987 22980,783 22252,435

    8 8 31362,570 29605,324 28032,978 26645,647 25443,294 24425,919 23593,521

    9 9 33674,787 31697,886 29928,995 28368,249 27015,602 25871,055 24934,607

    10 10 35987,004 33790,447 31825,013 30090,851 28587,910 27316,190 26275,693

    11 11 38299,221 35883,008 33721,031 31813,452 30160,217 28761,326 27616,778

    12 12 40611,438 37975,569 35617,049 33536,054 31732,525 30206,462 28957,864

    13 13 42923,655 40068,131 37513,067 35258,656 33304,832 31651,597 30298,950

    14 14 45235,872 42160,692 39409,085 36981,257 34877,140 33096,733 31640,036

    15 15 47548,089 44253,253 41305,103 38703,859 36449,447 34541,868 32981,122

  • Tabel A-4 Analisa Rangkaian Dengan Percepatan

    No Jumlah Gerbong Gaya Tarik pada Kecepatan Tertentu [N]

    100 [km/jam] 90 [km/jam] 80 [km/jam] 70 [km/jam] 60 [km/jam] 55 [km/jam]

    1 1 3702,304 3482,648 3286,105 3112,688 2962,394 2895,918

    2 2 6014,521 5575,209 5182,123 4835,290 4534,702 4401,749

    3 3 8326,738 7667,771 7078,141 6557,892 6107,009 5907,581

    4 4 10638,955 9760,332 8974,159 8280,493 7679,317 7413,412

    5 5 12951,172 11852,893 10870,177 10003,095 9251,625 8919,243

    6 6 15263,389 13945,455 12766,194 11725,697 10823,932 10425,075

    7 7 17575,606 16038,016 14662,212 13448,298 12396,240 11930,906

    8 8 19887,823 18130,577 16558,230 15170,900 13968,547 13436,737

    9 9 22200,040 20223,138 18454,248 16893,502 15540,855 14942,569

    10 10 24512,257 22315,700 20350,266 18616,103 17113,162 16448,400

    11 11 26824,474 24408,261 22246,284 20338,705 18685,470 17954,231

    12 12 29136,691 26500,822 24142,302 22061,307 20257,778 19460,063

    13 13 31448,908 28593,384 26038,320 23783,908 21830,085 20965,894

    14 14 33761,125 30685,945 27934,338 25506,510 23402,393 22471,725

    15 15 36073,342 32778,506 29830,356 27229,112 24974,700 23977,557

  • Tabel A-5 Analisa Rangkaian Dengan Kombinasi Tahanan Total

    No Jumlah

    Gerbong

    Gaya Tarik pada Kecepatan Tertentu [N]

    100

    [km/jam]

    90

    [km/jam]

    80

    [km/jam]

    70

    [km/jam]

    60

    [km/jam]

    50

    [km/jam]

    40

    [km/jam]

    35

    [km/jam]

    1 1 24099,091 23879,435 23682,892 23509,476 23359,182 23232,010 23127,960 23084,606

    2 2 26411,308 25971,997 25578,910 25232,077 24931,489 24677,145 24469,046 24382,338

    3 3 28723,525 28064,558 27474,928 26954,679 26503,797 26122,281 25810,132 25680,069

    4 4 31035,742 30157,119 29370,946 28677,281 28076,104 27567,417 27151,217 26977,801

    5 5 33347,959 32249,680 31266,964 30399,882 29648,412 29012,552 28492,303 28275,533

    6 6 35660,176 34342,242 33162,982 32122,484 31220,719 30457,688 29833,389 29573,265

    7 7 37972,393 36434,803 35059,000 33845,086 32793,027 31902,823 31174,475 30870,997

    8 8 40284,610 38527,364 36955,018 35567,687 34365,334 33347,959 32515,561 32168,728

    9 9 42596,827 40619,926 38851,035 37290,289 35937,642 34793,095 33856,647 33466,460

    10 10 44909,044 42712,487 40747,053 39012,891 37509,950 36238,230 35197,733 34764,192

    11 11 47221,261 44805,048 42643,071 40735,492 39082,257 37683,366 36538,818 36061,924

    12 12 49533,478 46897,609 44539,089 42458,094 40654,565 39128,502 37879,904 37359,655

    13 13 51845,695 48990,171 46435,107 44180,696 42226,872 40573,637 39220,990 38657,387

    14 14 54157,912 51082,732 48331,125 45903,297 43799,180 42018,773 40562,076 39955,119

    15 15 56470,129 53175,293 50227,143 47625,899 45371,487 43463,908 41903,162 41120,966

  • Tabel A-6 Kekuatan Tarikan Lokomotif

    No Kecepatan [km/jam] gaya tarik lokomotif (N) Keterangan kasus Keterangan

    1 100 13586,920 - -

    2 90 15329,131 - -

    3 80 17460,320 - -

    4 70 20153,106 - -

    5 60 23695,187 Analisa lintas datar Konstan, lurus, datar.

    6 55 25931,831 Analisa rangkaian dengan percepatan 0,01 m/s2

    7 50 28604,420 - -

    8 45 31859,417 Analisa lintas tikungan 80 meter

    9 40 35916,520 Analisa lintas tanjakan 10 ‰

    10 35 41252,851 Analisa rangkaian dengan kombinasi tahanan total Kombinasi

    11 30 48048,153 - -

    12 20 72249,320 - -

    13 10 144770,020 - -

    14 0 - - -

  • LAMPIRAN B

    VALIDASI PROGRAM (BENCHMARK)

    Validasi program dilakukan untuk mengecek program yang digunakan untuk

    menganalisa struktur gerbong. Dalam hal ini dilakukan analisa pada beam cantilever

    sederhana yang diberi beban tekan pada salah satu ujung beam searah dengan sumbu

    vertikal.

    A. Contoh Masalah

    Sebuah rectangular beam dengan massa jenis 7,86 x 10-6

    kg/mm3 diberi gaya sebesar

    100 N pada ujung beam searah dengan sumbu vertikal. Seperti pada gambar, panjang

    beam 1000 mm dan berbentuk kotak dengan ukuran 50 x 50 mm. Beam merupakan steel

    dengan modulus elastisitas 2,07 x 105 MPa dan kekuatan luluhnya 245 MPa. (g = 9,81

    m/s2).

    Tentukan tegangan maksimum dan defleksi maksimum ?

    Gambar 1 Contoh kasus beam cantilever

  • B. Perhitungan manual

    Gambar 2 Diagram benda bebas beam cantilever

    1. Tegangan maksimum

    Rumus tegangan secara umum dituliskan:

    Dimana:

    = Tegangan

    F = Gaya

    L = Panjang Beam

    I = Inersia Penampang

    h = Tinggi Beam

    Inersia penampang beam =

    =

    = 520833,33 mm4

    Tegangan maksimum yang terjadi

    = 4,8 MPa

  • 2. Defleksi maksimum

    Rumus umum regangan:

    Dimana:

    ymaks = Defleksi

    E = Modulus elastisitas

    Defleksi maksimum =

    mm

    Dari perhitungan manual maka diperoleh :

    Tegangan maksimum 4,8 MPa

    Defleksi maksimum mm

    C. Analisa dengan program ANSYS Mechanical APDL

    Analisa dari contoh masalah diatas dilakukan dengan menggunakan program

    ANSYS Mechanical APDL, dalam hal ini cara yang dilakukan sama dengan analisa pada

    struktur gerbong, yaitu dengan pengunaan atau pemilihan element BEAM189 dan

    pemberian section sebesar 50 x 50 mm. Solusi yang dipakai juga sama, yaitu dengan

    memberikan constraint dan gaya pada nodal. Gambar berikut adalah pemodelan contoh

    masalah yang digunakan sebagai validasi analisa struktur gerbong.

    Gambar 3 Pemodelan contoh masalah dengan ANSYS

  • Berikut adalah material properties yang diinput:

    Sifat material Beam

    Massa jenis 7,860 x 10-6

    kg/mm3

    Modulus elastisitas 2,07 x 105 MPa

    Yield strength 245 MPa

    Poison rasio 0,3

    Berikut adalah hasil ploting simulasi sederhana:

    Tegangan normal

    Tegangan normal beam terjadi pada ujung beam yang di-constraint = 4,8 MPa

  • Defleksi

    Defleksi maksimum yang terjadi pada beam = 0,309775 mm

    Rekapitulasi hasil analisa contoh masalah dengan perhitungan manual dan hasil dari

    progam:

    Manual Progam Error

    Tegangan maksimum 4,8 MPa 0 %

    Defleksi maksimum 0,309775 mm 0,002 %

  • LAMPIRAN C

    GAMBAR TEKNIK

    Gambar 1 – Gerbong Tangki

    Gambar 2 – Tangki

    Gambar 3 – Saddle

    Gambar 4a – Underframe

    Gambar 4b – Center Sill

    Gambar 4c – Side Sill

    Gambar 4d – End Beam

    Gambar 4e – Cross Beam

    Gambar 4f – Bolster