Presentasi Tugas Akhir

SIDANG TUGAS AKHIR SARJANA
ANALISIS NUMERIK DAN EKSPERIMEN
ANALISIS NUMERIK DAN EKSPERIMEN
TUMBUKAN KUASI-STATIK KUASI-STATIK SILINDER
TUMBUKAN PADA TABUNG
POLYVINYL CHLORIDE
PADA TABUNG SILINDER POLYVINYL CHLORIDE
POLYVINYL CHLORIDE
Oleh:
Sahril Afandi Sitompul
13606014

Pembimbing :
Dr. Tatacipta Dirgantara
Dr. Leonardo Gunawan
Prof. Dr. Ichsan Setya Putra

Program Studi Aeronotika dan Astronotika
Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara
Institut Teknologi Bandung

Lightweight Structure Lab. Division of Structural Impact Engineering

Daftar isi

I. Pendahuluan

II. Dasar Teori

III. Set Up Eksperimen dan Pemodelan Numerik

IV. Hasil dan Analisis

V. Kesimpulan dan Saran


I. Pendahuluan


Latar Belakang
 Sekitar 32.000 jiwa per tahun meninggal akibat kecelakaan
kendaraan bermotor (Kompas edisi 17 Juli 2007).

 Modus Tabrakan
Sumber : Frank T. dan Gruber K.,

numerical simulation of frontal
impact and offset collision


Latar Belakang
 Crash box sebagai penyerap energi.

 Polyvinyl Chloride (PVC) foam-filled sebagai alternatif
material untuk aluminium foam-filled.


Tujuan

 Melakukan pengujian pada tabung PVC yang
menerima beban tekan kuasi-statik dan
mempelajari modus deformasi dan mean crushing
force (Pm) yang terjadi.

 Melakukan simulasi numerik pada tabung PVC yang
menerima beban tekan kuasi-statik dan
mempelajari modus deformasi dan mean crushing
force (Pm) yang terjadi.

 Membandingkan hasil simulasi dengan hasil
pengujian.


Langkah Pengerjaan

Studi literatur

Pengujian mekanik material
PVC

Pengujian tumbukan kuasi-
statik dan simulasi numerik

Laporan akhir


II. Dasar Teori


Crashworthiness
 Kriteria crashwortiness
 Kompartemen penumpang
tidak berubah bentuk dan
tidak ada instrusi benda luar
yang bisa membahayakan
penumpang.

 Tersedianya jarak deformasi
di depan kompartemen
penumpang sehingga
deselarasi berlebihan pada
Sumber : Magnus
penumpang dapat dicegah. Langseth,Crashworthiness of light-
weight automotive structure, In Norlight
Conference, 2003.


Analisis Teoritik

Energy Dissipated during
circumferential stretching

• E1 = 4 π M0 (πR+H)

Energy dissipated during
circumferential plastic bending

Sumber : (Abramowics,W, Norman Jones; Dynamic Axial
Crushing of Circular Tubes; Impact Engineering; 1984) • E2 = 2 π σ0 t H2 (1 + H/3R)

Energy Conservation

• Pm . δe = (E1 + E2 )


Analisis Teoritik

 Mean Crushing Force
 Concertina

 Diamond

dengan:
M0 = Plastic Bending Moment
σ0 = Flow Stress Material


III. Set Up Eksperimen dan Pemodelan Numerik


Set Up Eksperimen

 Geometri struktur tabung
 Diameter : 60,5 mm
 Tebal : 1,5 mm
 Tinggi : 190 mm
 3 spesimen uji

 Data material 0.06

true stress [Gpa]
0.05
0.04
0.03
Modulus young (E) 1.39 GPa 0.02
Ultimate Strength (σu) 37 MPa 0.01
0.00
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80

true strain


Set Up Eksperimen

 Peralatan pengujian
 Mesin uji universal Tarnogrocky
• Kapasitas 200 kN
• Kecepatan cross-head masing-masing
0,148 mm/s, 0,306 mm/s dan 1,088 mm/s


Set Up Eksperimen

Kondisi pembebanan Dial ukur gaya

Set Up Eksperimen

 Kamera video genggam
• Merekam gaya setiap saat pada dial ukur

Keluaran Eksperimen
 Grafik force vs displacement


Simulasi Numerik
Software FEM LS-DYNA_971
Penumbuk
Pemodelan
Rigid/solid
Model

Kondisi batas Tabung

Kondisi Elemen Belytschko-Tsay
pembebanan

Prescribed Landasan
motion Rigid/solid
2
Velocity [ms]

Kontak
1

0
0 50 100
Time [ms]


Simulasi Numerik

Data material 0.06
 Spesimen 0.05

true stress [Gpa]
0.04
Modulus young (E) 1.39 GPa
0.03

Ultimate Strength (σu) 37 MPa 0.02

0.01

0.00
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80

true strain

 Penumbuk dan landasan

E (Young’smodulus) 200 GPa

v (poisson’s ratio) 0.3

ρ (massa jenis) 4.96 x 10-4 kg/mm3


Simulasi Numerik


IV. Hasil dan Analisis


Hasil Eksperimen

Grafik instantaneous force


Hasil Eksperimen

 Mean crushing force

Spesimen Pm [kN]

I 3,03

II 2,80

III 2,98


Hasil Eksperimen

Modus deformasi

diamond


Hasil Numerik

Grafik instantaneous force


Hasil Numerik

 Mean crushing force

Besar Pm = 2,24 kN


Hasil Numerik

 Modus deformasi

Diawali
dengan modus
concertina

Modus
diamond


Perbandingan Hasil Pengujian dan Numerik

 Intantaneous Force



 Mean Crushing Force

P-m [kN] Perbedaan
Spesimen
Eksperimen Numerik [%]

I 3,03 2,24 26,07

II 2,80 2,24 20

III 2,98 2,24 24,83



 Modus Deformasi


V. Kesimpulan dan Saran


Kesimpulan

 Modus deformasi yang terjadi pada tabung PVC
diameter 60,5 mm , tebal 1,5 mm dan tinggi 190 mm
pada kasus tumbukan kuasi-statik dengan penujian
dan simulasi numerik adalah modus diamond.

 Harga mean crushing force dari pengujian masing-
masing sebesar 3,03 kN, 2,8 kN dan 2,98 kN dan
pada simulasi numerik sebesar 2,24 kN. Perbedaan
yang terjadi berkisar 20-26 % .


Saran

 Dilakukan perbandingan dengan simulasi
menggunakan perangkat lunak lainnya.

 Pengujian properti mekanik material menggunakan
mesin yang keakuratannya terjamin.

 Pengujian dilakukan dengan memvariasikan
geometri tabung PVC.

 Pengujian dilakukan dengan pengisian tabung
dengan serbuk kayu/gergaji.


THANK YOU! www.themegallery.com

www.themegallery.com

Presentasi Tugas Akhir

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Viewers also liked

Viewers also liked (15)

Similar to Presentasi Tugas Akhir

Similar to Presentasi Tugas Akhir (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Presentasi Tugas Akhir