ANALISIS PRODUK SHAFT ASSEM MENGGUNAKAN SOLIDWORK

 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 “ Ilham”dengan nama masing masing. lalu pilih “Static” untuk tipe analysis. Setelah itu OK

Ø  Pilih jenis material Bearing 1 dan 2 yang akan dianalisis pilih “Apply Material” pada tab Simulation, pilih Alumunium 7079 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 Alumunium 2014 Alloy ( 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 Steel AISI 1020 ( untuk model type  pilih Linier Elastic Isotropic dan units SI) lalu OK/Apply.

Ø  Lalu lanjut pada tahap “Connections” pada Bearing 1 dan 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 contact set yang dimana klik automatically find contact sets, lalu blok sampai pink, lalu klik find contact set dan setelah itu pada bagian result blok 1- 10 sehingga berubah warna menjadi hijau dan klik plus hijau 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 25 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 100 rad/s, lalu klik ok. 

Ø  Tahap  “Bearing Load” pada bearing 1 yaitu dengan klik kanan external load, lalu klik Bearing Load dan pada kotak biru klik face 1 pada bearing load pada permukaan dalam bearing 1 dan pada kotak pink pilih cordinat system 1, lalu klik kotak Y lalu masukan sebesar 25 N, lalu klik ok.

Ø Tahap  “Bearing load” pada bearing 2 yaitu dengan klik kanan external load, lalu klik Bearing Load dan pada kotak biru klik face 1 pada bearing load pada permukaan dalam bearing 2 dan pada kotak pink pilih cordinat system 1, lalu klik kotak Y masukan sebesar 25N dan rubah menjadi reverse direction , lalu klik ok.

Ø  kemudian 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, pada kotak biru pilih  face 1 pada pulley bagian tengah, dan kotak pink pilih axis1 setelah itu klik selected direction, lalu tentukan Y        sebesar 20 N. dan klik ok.

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). 

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

Straint Result 

1.    Hasil Static Structural Analysis Von Misses 

Dari hasil analisis dapat diketahui besar tegangan maksimum yang didapatkan adalah sebesar 1.51705e+008 N/m^2 dengan posisi tegangan terdapat pada Bearing Hal ini disebabkan dari arah gaya yang dikenakan saat analisisnya. Gaya tekan pada atas poros yang dikenakan pada shaft assem menyebabkan terjadinya tegangan dimana tegangan maksimumnya berada di Bearing yang berada pada poros.

2.    Hasil Static Structural Resultant Displacement

Dari hasil analisis dapat diketahui besar resultant displacement maksimum yang didapatkan adalah sebesar 13.3638 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 0.00123134 dengan posisi strain atau regangan maksimum terdapat pada bearing . 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

Perhitungan faktor keamanan   (𝜂) =

Dimana :

Sy =     Yield Strenght, untuk material Pulley Steel AISI 1020 Yield strenght diketahui sebesar 3.51571 x 10⁸  N/m².

σe   =   Tegangan Von Mises maksimum. Pada analisa tegangan Von Mises stress   diketahui sebesar 1.517052 x 10⁸  N/m²

            Nilai safety factor pada shaft assem yang didapat dari hasil perhitungan sangat besar hal ini menandakan bahwa gaya yang diberikan pada pulley cukup kuat yaitu 20 N Karena material pulley itu adalah Steel AISI 1020 yang memerlukan gaya puntir yang besar untuk mendapat tegangan , displacement dan regangan yang besar.