KATA PENGANTAR

Tulislah diatas batu jangan menulis diatas air, kutipan dan peribahasa yang nampaknya cocok dijadikan spirit dalam penulisan laporan kerja praktik ini. Seluruh Ilmu dan Pengetahuan yang didapat selayaknya tidak hanya dituliskan didalam pikiran karena kata lupa diciptakan Tuhan sebagai hal yang manusiawi. Tidak terkecuali seluruh ilmu, pengetahuan, dan pembelajaran yang didapat selama kerja praktik selama satu bulan di PT. Dirgantara Indonesia. Segala Puji dan Syukur penulis panjatkan ke-Hadirat Allah SWT, Karena atas segala rahmat dan berkah-Nya, penulis dapat menyelesaikan kerja praktik di PT. Dirgantara Indonesia dan laporan kerja praktik ini. Laporan kerja praktik ini juga merupakan salah satu prasyarat untuk memenuhi persyaratan akademis dalam rangka meraih gelar sarjana di Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara, Institut Teknologi Bandung.Tidak lupa juga penulis telah banyak mendapat bimbingan, petunjuk, semangat,motivasi dan bantuan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun tidak langsung dalam menyelesaikan seluruh kegiatan kerja praktik. Untuk itu penulis ingin mengucapakan terima kasih sebanyak-banyaknya kepada :1. Allah SWT2. Ayah dan Ibu serta Keluarga di Rumah yang memberikan selalu dukungan materi maupun non-materi3. Ketua Program Studi Teknik Mesin Institut Teknologi Bandung hingga periode 2015, Prof. Dr. Ir. Zainal Abidin dan Periode selanjutnya Dr. Ir. Arief Riyanto4. PT. Dirgantara Indonesia, khususnya Departemen Stress Analysis yang memberikan kesempatan untuk melaksanakan kegiatan kerja praktik5. ....6. ....Semoga Allah SWT membalas seluruh kebaikan yang penulis peroleh dari berbagai pihak, hingga laporan kerja praktik ini selesai dibuat. Semoga laporan kerja praktek ini dapat memberikan kontrubusi dan manfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi khususnya di Indonesia tercinta. Walaupun kesempurnaan selalu nampak jauh, satu-satunya cara menuju kesempurnaan adalah berkembang, oleh karena itu penulis berharap laporan kerja praktik ini dapat dikembangkan dan dikaji ulang. Penulis juga sangat terbuka atas kritik dan saran agar menjadi individu yang lebih baik lagi.

Muhammad Fazjri Karta WijayaBandungJuli, 2015

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN

BAB I PENDAHULUAN1.1. Latar Belakang1.2. Tujuan1.3. Manfaat

BAB II TINJAUAN PUSTAKA2.1. RFD2.2. EDDF2.3. DFRDFD

BAB IIISTUDI KASUS

3.1Sistem Koordinat GlobalBerikut adalah penggambaran sistem koordinat global dari PTTA Wulung.

X-axis: Sumbu longitudinal memanjang melewati bawah sumbu badan pesawat (fuselage) dan dimulai dari bagian depan pesawat Y-axis: Sumbu lateral memanjang melewati sumbu sayap pesawat dan dimulai dari bagian tengah fuselage. Sumbu Y positif memanjang ke arah kanan pesawat Z-axis: Sumbu vertikal memanjang menembus centerline dari fuselage dan dimulai dari bagian bawah pesawat

3.2Struktur Desain Modular dari PTTA WulungBerikut adalah struktur desain modular dari PTTA Wulung.

1. HTP : Horizontal Tail PlaneTailplane (ekor pesawat terbang), juga dikenal sebagai stabilizer horizontal, adalah permukaan angkat (lift surface) kecil yang terletak di ekor (empennage) di belakang permukaan angkat (lift surface) utama dari sebuah pesawat sayap tetap maupun pesawat sayap non-tetap lainnya seperti helikopter dan gyroplanes2. Outer Wing RH/LH : Outer Wing Right/Left HandOuter Wing merupakan bagian terpenting dari suatu pesawat, karena Outer Wing menghasilkan lift (gaya angkat) paling besar ketika bergerak terhadap aliran udara karena bentuknya yang airfoil3. VTP : Vertical Tail PlaneStabilisator vertikal, Vertical stabilizer dari pesawat, rudal atau bom biasanya ditemukan di ujung belakang dari pesawat, dan dimaksudkan untuk mengurangi aerodinamis side slip dan memberikan stabilitas arah. Hal ini analog dengan skeg di perahu dan kapal.Pada pesawat, stabilisator vertikal umumnya mengarah ke atas. Ini juga dikenal sebagai ekor vertikal, dan merupakan bagian dari sebuah empennage pesawat.4. MLG Strut : Main Landing Gear StrutMain landing gear strut merupakan penopang dari main landing gear 5. Fuselage Badan pesawat (fuselage) adalah bagian badan utama sebuah pesawat dimana awak pesawat , penumpang atau kargo ditempatkan. Pada pesawat bermesin tunggal badan pesawat biasanya juga berisi mesin, meskipun di beberapa pesawat amfibi mesin tunggal biasanya terpasang pada tiang yang melekat pada badan pesawat , dimana badan pesawat digunakan untuk mengambang. Badan pesawat juga berfungsi untuk mengontrol posisi dan permukaan penyetabil dalam hubungannya untuk permukaan angkat , hal ini diperlukan untuk stabilitas dan manuver pesawat.

3.3Konfigurasi Fuselage dan penempatan Engine Mount dari PTTA WulungBerikut adalah Struktur desain Fuselage dari PTTA Wulung. Komponen-komponen dari Fuselage terbuat dari komposit kecuali ke 5 komponen yang ditunjukkan tanda panah di bawah terbuat dari aluminiumKelima komponen tersebut adalah :1. Dudukan Nose Landing Gear (NLG)2. Dudukan Main Landing Gear (MLG)3. Support & Adapter Gimbal4. Wing Fittings5. Engine MountTerlihat dari gambar di atas bahwa Engine Mount ditempatkan pada tempat yang ditunjukkan oleh nomer 5 yaitu pada bagian atas fuselage

3.4Struktur Engine Mount PTTA Wulung Engine mount atau dudukan engine pada umumnya merupakan suatu struktur penyangga yang secara langsung memegang engine itu sendiri. Strukturnya terdiri atas beberapa macam, mulai dari batang cantilever hingga serangkaian kombinasi baud dan mur yang dapat diatur posisinya. Pada PTTA Wulung struktur Engine Mounting nya adalah sebagai berikut :Dihubungkan Batang Penguat

Engine Moint pada PTTA Wulung terdiri dari bagian dasar seperti pada gambar di atas dan juga satu batang penguat yang terletak pada bagian yang ditunjuk oleh tanda panah sehingga menjadi seperti gambar berikut ini

Material dasar dari frame dan pad dari engine mount adalah aluminium alloy dengan nomer seri AL2024-T3511 sedangkan material dari sambungan-sambungan yang digunakan untuk menyambungkan bagian-bagian dari mount engine adalah steel dengan seri AISI H11

3.5Sistem Pemasangan Engine pada Engine Mounting PTTA WulungSistem pemasangan engine pada engine mounting merupakan hal yang penting salah satunya apabila ditinjau dari segi struktural dalam hal ini dari segi kekuatan dan kekokohannya. Kuat dalam arti engine tidak akan lepas ataupun strukturnya masih mampu untuk menahan daya tarik atau dorong yang ditimbulkan oleh propeller atau fan yang menempel pada engine tersebut. Kokoh dalam hal ini, engine terpasang dengan kuat dan tidak lepas akibat beban-beban yang ditimbulkannya. Pada PTTA Wulung, Engine dan Engine Mounting disambungkan dengan menggunakan sambungan baut dimana sambungannya di tempatkan pada bagian belakang engine mounting pada 4 posisi sehingga keempat titik sambungan terhubung dengan center of gravity dari engine pesawat. Berikut ilustrasinya : LIMBACH L 275 ETwo-cylinder, two-stroke boxer engine, air cooling, single magneto ignition, 2 carburettors, mixture lubricationPower20-25 HP / 7300 rpmDisplacement274 cm3Weight 7.2 kg Fuel92 RON

3.5Sistem Pemasangan Engine Mounting pada Frame Fuselage PTTA WulungPemasangan engine mounting pada frame dari fuselage juga dilakukan dengan menggunakan sambungan baut pada keempat bagian dari setiap base engine mount. Berikut merupakan ilustrasinya :

3.6Kasus-kasus Pembebanan pada Engine MountingBerikut merupakan daftar kasus kasus pembebanan yang terjadi pada engine mounting :Reg.Case CodeDescription

200111A1Torque limit at takeoff, BEW, VA, NZ = +2.85, alt sea level

200211A2Torque limit at takeoff, BEW, VA, NZ = +2.85, alt 8000 ft

200312A1Torque limit at takeoff, MTOW, VA, NZ = +2.85, alt sea level

200412A2Torque limit at takeoff, MTOW, VA, NZ = +2.85, alt 8000 ft

200521A1Torque limit at max. cont. power, BEW, VA, NZ = +3.8, alt sea level

200621A2Torque limit at max. cont. power, BEW, VA, NZ = +3.8, alt 8000 ft

200722A1Torque limit at max. cont. power, MTOW, VA, NZ = +3.8, alt sea level

200822A2Torque limit at max. cont. power, MTOW, VA, NZ = +3.8, alt 8000 dt

2101SLRSide load, NY = + 1.33

2102SLLSide load, NY = - 1.33

dengan VA = Maneuvering speed 67 KEASBEW = Basic Empty Weight, 85.9 kgMTOW = Maximum Take Off Weight, 125 kgDimana kasus-kasus beban kritisnya adalah berikut : NREG 2001 2005 2007 2101 2102CASE 11A1 21A1 22A1 SLR SLL FX N 74.0 59.8 31.0 0.0 0.0FY N 13.6 13.6 7.2 17.2 -17.2FZ N 360.3 479.6 480.0 0.0 0.0MX Nm 63.0 62.6 47.3 0.0 0.0MY Nm -0.6 -0.6 -0.3 0.0 0.0MZ Nm 10.3 16.5 15.2 0.0 0.0

Pada laporan in ditinjau 6 buah kondisi pembebanan kritis dengan kode-kode nomer registrasi di atas dimana nantinya akan ditentukan mana kasus yang memberikan tegangan maksimum pada engine mounting. Pada laporan ini juga akan ditinjau gaya dan momen maksimum yang terjadi pada engine mounting mengingat untuk tercapainya suatu kondisi pembebanan, beban-beban yang terjadi mungkin saja tidak mencapai puncak secara bersamaan semisal sempat terjadi hanya satu gaya pada satu sumbu saja untuk suatu waktu barulah disusul oleh timbulnya gaya dan momen pada sumbu lain.

BAB IV SIMULASI PEMBEBANAN DAN ANALISIS4.1Hasil Pemodelan Engine Mounting dengan Software Finite Element Method (PATRAN/NASTRAN)Analisis kekuatan untuk engine mounting dilakukan dengan simulasi pembebanan terlebih dahulu menggunakan software PATRAN dan NASTRAN dimana simulasi yang dilakukan bisa menggunakan elemen 1D, 2D dan 3D. Pada proyek ini akan dibandingkan dua elemen, yang menjadi kutub dalam pemilihan elemen yang digunakan dalam simulasi, yaitu elemen 1D dan elemen 3D, sebelum akhirnya dipilih simulasi pembebanan mana di antara elemen 1D dan 3D yang hasilnya akan digunakan dalam analisis kekuatan pada engine mounting. Engine mounting memiliki beberapa part. Untuk simulasi menggunakan elemen 3D keseluruhan part nya dimodelkan dengan elemen tetrahedral sedangkan sambungan sambungan antara strukturnya dimodelkan dengan menggunakan MPC (Multi Point Constraints) atau RBE2 (Rigid Body Element 2). Berikut adalah hasil pemodelan dengan menggunakan PATRAN:

Sedangkan untuk simulasi menggunakan elemen 1D keseluruhan part nya dimodelkan dengan beam (garis berwarna kuning) sedangkan beberapa sambungan antara strukturnya dimodelkan dengan menggunakan MPC (Multi Point Constraints) atau RBE2 (Rigid Body Element 2) digambarkan dengan garis berwarna ungu. Sedangkan panah-panah yang berwarna biru adalah vektor-vektor yang menggambarkan arah orientasi dari beam yang dijadikan untuk pemodelan. Berikut adalah hasil pemodelan dengan menggunakan PATRAN:

4.2Validasi Model Engine MountingPada dasarnya analisis menggunakan suatu software pemodelan haruslah berdasarkan kepada seberapa percaya kita terhadap model yang kita gunakan bukanlah berdasarkan seberapa mirip model tersebut terhadap aslinya. Maka dari itu kedua model yang sudah mirip dengan benda aslinya akan divalidasi dengan menggunakan hitungan teoritik yang bentuk elemen dan boundary condition nya dibuat mendekati bentuk elemen dan boundary condition yang diterapkan pada kedua model yang digunakan. Lalu akan dilihat apakah perbedaan hasil analisis antara ke dua model tersebut terhadap analisis menggunakan perhitungan teoritik dapat ditoleransi perbedaannya. Apabila hasil dari kedua model dianggap dapat ditoleransi terhadap hasil perhitungan teoritik maka kedua model dinyatakan tervalidasi dan kedua model sudah dapat dibandingkan antara satu dengan yang lainnya atau dinyatakan sudah apple to apple. Untuk proses validasi, satu grup model akan dibebani satu gaya pada sumbu x dengan besar gaya 1000 Newton atau 100 daN pada satu ujung dan ditahan (fixed) pada satu ujungnya lalu dibandingkan hasil displacement nya dengan perhitungan teoretik.

4.2.1 Uji Cantilever pada Elemen 3 DimensiBerikut model 3 Dimensi yang digunakan :

Rangka dan Base Engine Mount bagian belakangMassa= 0.179 kgMaterial= Al2024T3511

Model elemen hingga dari struktur ini dengan gaya pengujian ditunjukkan oleh gambar berikut :

Besar gaya pengujian : Fx = 100 daNDi fix pada ujung satu nya

Berdasarkan hasil analisis menggunakan patran distribusi translational displacement akibat gaya ditunjukkan pada gambar berikut :

Dengan translational displacement pada titik yang ditinjau yaitu titik yang dikenai gaya adalah 6.13 mm yang ditunjukkan oleh gambar berikut :

Sedangkan berdasarkan hasil analisis menggunakan patran distribusi rotational displacement akibat gaya ditunjukkan pada gambar berikut :

Dengan rotational displacement pada titik yang ditinjau yaitu titik yang dikenai gaya adalah 0.0519 radian

4.2.2 Uji Cantilever pada Elemen 1 DimensiBerikut model 1 dimensi yang digunakan :

Dengan material Al2024T3511 dan property penampang sebagai berikut :

Berdasarkan hasil analisis menggunakan patran distribusi translational displacement akibat gaya ditunjukkan pada gambar berikut :

Dengan translational displacement pada titik yang ditinjau yaitu titik yang dikenai gaya adalah 5.88 mm

Sedangkan berdasarkan hasil analisis menggunakan patran distribusi rotational displacement akibat gaya ditunjukkan pada gambar berikut :

Dengan rotational displacement pada titik yang ditinjau yaitu titik yang dikenai gaya adalah 0.0566 radian

4.2.3 Perhitungan Teoretik Cantilever pada PengujianBerikut merupakan skema pengujian perhitungan teoretik yang digunakan:

Sedangkan rumus-rumus yang digunakan dalam perhitungan adalah sebagai berikut :

Data-data yang diketahui :Property penampang dengan material Al2024T3511

Beam dimensions and propertiesValues

Length, L (mm)156

Modulus of elasticity, E (N/mm^2)74400

Moment of inertia, I (mm^4)2905.319828

LoadingValues

Point load, F (N)1000

Location of point load, af (mm)0

Distributed load amplitude, wa, (N/mm)0

Distributed load amplitude, wL, (N/mm)0

Starting point of distributed load, aw (mm)0

Moment load, M (N-mm)0

Location of moment load, am (mm)0

Hasil perhitungan :Reactions at beam endsValues

RA, Ra (N)0.000

RB, Rb (N)1000.000

MA, Ma (N)0.000

MB, Mb (N-mm)-156000.000

qA, ta (radians)0.0563

qB, tb (radians)0.000

dA, da (mm)-5.854

dB, db (mm)0.000

Dari hasil perhitungan dapat dilihat translational displacement dan rotational displacement pada titik yang ditinjau yaitu titik yang dikenai gaya adalah 5.854 mm dan 0.0563 radian

4.2.4Perbandingan Kedua Model dengan Perhitungan TeoretikDua model elemen hingga dari engine mounting divalidasi dengan membandingkan hasil analisis elemen hingga dari software pemodelan dengan perhitungan teoritis. Tabel di bawah menunjukan perbandingan antara analisis elemen hingga oleh software dengan perhitungan teoritis :

HasilTeoritisModel Elemen Hingga

1DPerbedaan3DPerbedaan

Translational Displacement5.8545.880.4%6.134.7%

Rotational Displacement0.05630.05660.5%0.05197.8%

Dapat dilihat pada table di atas bahwa hasil analisis antara kedua model elemen hingga dengan perhitungan teoritis berada dalam jarak yang dekat antara satu dengan lainnya, dengan perbedaan yang masih dapat ditoleransi atau masih acceptable dengan perbedaan masih di bawah 10% terhadap harga teoritis. Oleh karena itu kedua model elemen hingga dianggap valid dan dapat dilanjutkan ke tahap perbandingan selanjutnya mengenai model mana yang akan digunakan di dalam analisis kekuatan engine mounting.

4.3Perbandingan antara model 1D dan 3DSetelah kedua model dibandingkan terhadap harga teoretis dan kedua pemodelan dinyatakan valid maka selanjutnya kedua model akan dibandingkan antara satu dengan yang lainnya dengan cara melihat displacement dan stress yang terjadi ketika diberikan suatu gaya (Fz = 720 N) dimana gaya yang diberikan merupakan gaya maksimum dari seluruh kasus pembebanan. 4.3.1Hasil Perbandingan Analisis Baik hasil displacement untuk 1D FEA (1 Dimensional Finite Element Analysis) dan 3D FEA (3 Dimensional Finite Element Analysis) tersedia dalam bentuk komponen-komponen terpisah x,y dan z maupun resultannya. Berikut adalah hasil kedua model untuk displacement yang terjadi :

3D FEA memberikan ilustrasi displacement yang lebih detail dibandingkan ilustrasi yang diberikan 1D FEA dimana 1D FEA memberikan hasil ilustrasi yang paling sederhana namun cukup baik. Berikut adalah hasil kedua model untuk stress yang terjadi :

Hasil analisis tegangan menggunakan elemen 1 dimensi atau 1D FEA (1 Dimensional Finite Element Analysis) tersedia dalam bentuk beam stresses. Sedangkan untuk 3D FEA (3 Dimensional Finite Element Analysis) hasil analisis tegangannya ditampilkan dalam bentuk stress tensor.

4.3.2Pembahasan Perbandingan Analisis Untuk analisis statis pada finite elemen semua tipe elemen (1D, 2D dan 3D) sebenarnya bisa gunakan untuk analisis displacement dan stress dimana kedua parameter tersebut adalah parameter paling penting dalam analisis kekuatan. Namun elemen 1 dimensi menyediakan metode yang paling mudah untuk diinterpretasikan ke dalam analisis elemen hingga. Sedangkan untuk elemen 3D walaupun memberikan hasil dengan detail yang lebih baik namun membutuhkan usaha yang lebih dalam menginterpretasikan hasil analisisnya. Elemen 3D juga apabila dimodelkan dengan baik dapat memberikan hasil yang lebih reliable dan akurat

BAB V PENUTUPAN

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

31Institut Teknologi Bandung