CAD CAM Finite Elemen Method

8/18/2019 CAD CAM Finite Elemen Method

http://slidepdf.com/reader/full/cad-cam-finite-elemen-method 1/29

T U G A S C A D C A M

Finite Element Method

Oleh:

Felix Hariyanto Husada

061001500552

Jurusan Ekstensi Teknik Mesin

Universitas Trisakti



KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa

yang telah memberikan rahmat kepada penulis sehingga dapat

menyelesaikan paper yang berjudul CAD/CAM tepat pada waktunya .

Dalam penyusunan paper ini, penulis banyak mendapat tantangan

dan hambatan akan tetapi dengan bantuan dari berbagai pihak tantangan itu

bias teratasi .Oleh karena itu , penulis mengucapkan terimakasih yang

sebesar besarnya kepada Bapak Dr.Ir. M Sjahrul Annas ,MT selaku dosen

mata kuliah CAD/CAM yang telah memberikan bimbingan pengarahan , dan

pembelajaran sehingga penulis dapat menyusun penulisan paper ini.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan pada

penulisanpaper ini.Maka dari itu , saran dan kritik yang membangun sangan

penulis harapkan dari pembaca sekalian .Penulis berharap semoga paper ini

dapat bermanfaat bagi siapa saja yang membacanya.

Jakarta, 7 Desember 2015

Felix Hariyanto Husada



DAFTAR ISI

COVER DEPAN ................................................................................................... i

KATA PENGANTAR ........................................................................................... ii

DAFTAR ISI ....................................................................................................... iii

DAFTAR TABEL ................................................................................................ iv

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. v

DAFTAR ISTILAH .............................................................................................. vi

BAB I ................................................................................................................... 1

PENDAHULUAN ................................................................................................. 1

1

Latar Belakang ............................................................................................. 1

2 Rumusan Masalah ....................................................................................... 2

3 Tujuan ........................................................................................................... 2

BAB II .................................................................................................................. 3

DASAR TEORI .................................................................................................... 3

1 Pengertian Finite Elemen Method ............................................................... 3

2 Jenis-jenis Finite Elemen Method ............................................................... 8

Bab III ................................................................................................................ 12

Study Kasus Finite Elemen Method (FEM) ..................................................... 12

1 METODE PENELITIAN ............................................................................... 13

2

HASIL DAN ANALISA ................................................................................. 13

BAB V ............................................................................................................... 22

PENUTUP ......................................................................................................... 22

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 23



DAFTAR TABEL

Tabel 1. Physical Properties of Aluminum Alloy for Motor Cycle Cast Wheel ………….14

Tabel 2. Pugh’s Concept Selection Method Pemilihan Velg Cast Wheel ….………….…21



DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Peran FEM Terhadap Proses Manufacturing…………………..…….04

Gambar 2 . Hasil Finite Elemen Cara Interpolasi………….……………………….0 7

Gambar 3. Langkah-langkah FEM……………………..…….…………..………….11

Gambar 4. Diagram Alir Penelitian……………….……………………….…………13

Gambar 5. Velg Cast Wheel dan Pencekam……….……….………….…………14

Gambar 6. Distribusi Tegangan pada Cast Wheel Berbagai Variasi Jumlah

Spoke dengan Pemberian Gaya pada Spoke……………….………….…………15

Gambar 7. Tegangan Maksimum Berbagai Variasi Jumlah Spoke dengan

Pemberian Gaya pada S poke………………………...……….………….…………16

Gambar 8. Deformasi pada Cast Wheel Berbagai Variasi Jumlah Spoke dengan

Pemberian Gaya pada Spoke………………………………………..…….…………17

Gambar 9. Deformasi Maksimum Berbagai Jumlah Spoke dengan Pemberian

Gaya pada S poke……………………………………….……….………….…………17

Gambar 10. Distribusi Tegangan Cast Wheel Berbagai Jumlah dengan

Pemberian Gaya Antar Spoke………………………...……….………….…………18


Pemberian Gaya pada Daerah Antar Spoke …………………………….…………18

Gambar 12. Deformasi Cast Wheel Berbagai Jumlah Spoke dengan Pemberian

Gaya Antar Spoke …………………………... …………………………….…………19

Gambar 13. Deformasi Maksimum Berbagai Jumlah Spoke dengan Pemberian

Gaya Antar Spok e………………………………….……………………….…………20



DAFTAR ISTILAH

A

Aeronautical ilmu pesawat

C

Constrain sama

Comparison komparasi

D

Diferensial turunan

Deformasi perubahan bentuk

E

Elastisitas sifat lentur

M

Meshing isitlah FEM

Matrix titik

N

Netron kutub positif

S

Spoke bagian velg

Stress tegangan

Shear patahan



1

BAB I

PENDAHULUAN

1 Latar Belakang

Dalam dunia idustri yang sangat berkembang sekarang ini, banyak sekali

design-design yang baru dan inovatif sesuai dengan permintaan pasar yang

menginginkan produk baru dalam kurun waktu yang relative pendek

.Disamping design yang inovatif , para designer juga memperlukan suatu

inovatif dalam bentuk kekuatan dan qualitas sebuah produk yang menunjang.

Untuk menghadapi semua itu diperlukanlah sebuah perangkat yang dapat

membatu sang designer untuk membatu pekerjaan tidak hanya untuk

mendeisgn melainkan merekayasa kekuatan stress (tegangan)dan deformasi

(perubahan bentuk) pada bidang struktur bangungan, jembatan,

penerbangan, dan otomotif, sampai pada analisa aliran fluida, perpindahan

panas, medan magnet, dan masalah non-struktur lainnya.

Kemajuan yang sangat pesat di bidang komputer baik piranti lunak maupun

hardware dalam dua dekade terakhir telah menyebabkan pengguaan CAE

(Computer Aided Engineering) semakin diterapkan secara massif pada level

yang belum pernah dibayangkan sebelumnya. Dengan kecanggihan piranti

lunak-keras komputer sekarang, masalah rekayasa yang rumit dapatdimodelkan dengan relatif mudah. Waktu yang diperlukan untuk

memecahkan problem pun semakin singkat. Sebagai ilustrasi, simulasi

tabrakan mobil dua puluh tahun lalu memerlukan waktu berminggu-minggu



2

dengan manggunakan superkomputer. Tetapi pada hari ini simulasi serupa

hanya memerlukan waktu belasan jam dengan menggunakan personal

computer.

2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah yang diambil antara lain:

1. Pengertian FEM (Finite Elemen Method) sebagai alat bantu Indrustri

2. Study Kasus FEM (Finite Elemen Method) sederhana sebagai perkenalan

3 Tujuan

Pelaksanaan tugas ini memiliki tujuan, yaitu untuk menerapkan ilmuyang sudah didapatkan pada mata kuliah CAD/CAM dalam dunia indrusti .

Penulis berharap mampu berinovasi dan memberikan solusi atas kebutuhan

dalam dunia pekerjaan, meningkatkann dan mengembangkan diri mahasiswa

untuk berinovasi serta berproduksi, menyinergikan kompetensi yang sudah

dimiliki dalam konteks identifikasi, implementasi, dan penyelesaian masalah

konkret ilmu pengetahuan dalam lingkup sebuah team. Dengan kata lain

mahasiswa mampu memenuhi standar kompetensi yang dibutuhkan di dunia

kerja.



3

BAB II

DASAR TEORI

1 Pengertian Finite Elemen Method

Finite Element Method pada awalnya merupakan kebutuhan untuk

memecahkan permasalahan elastisitas yang kompleks dan masalah

analisis struktural di dalam sipil dan aeronautical engineering. Finite

element method (metode elemen hingga) atau FEM adalah salah satu

metode numerik yang paling banyak dipakai di dunia engineering (sipil,

mesin, penerbangan, mikroelektronik, bioengineering, material) dan

diajarkan di dunia (baik akademika maupun industri). Usianya lebih dari

40 tahun, dan hingga kini masih tetap dipakai, bahkan makin disukai.

Metode ini berusaha memecahkan partial differential equations dan

persamaan integrasi lainnya yang dihasilkan dari hasil diskritisasi benda

kontinum. Meski berupa pendekatan, metode ini dikenal cukup ampuh

memecahkan struktur-struktur yang kompleks dalam analisis mekanika

benda padat (solid mechanics) dan perpindahan panas (heat transfer ).

Biasanya matematikawan mencari closed-form solution untuk suatu

kasus fisika, dan karena mentok mereka lalu memanfaatkan metode

numerik ini untuk memecahkan kasusnya.



4

Gambar 1. Peran FEM Terhadap Proses Manufacturing

Saat ini, banyak sekali software FEM di pasar indrustri dengan

berbagai mutu dan kemudahan. Software ini biasanya sangat mudah

dalam penggunaannya dan dapat dijangkau dengan buget yang rendah.

Contoh dari software ini adalah MSC.NASTRAN, ABAQUS, ANSYS,

LSDYNA, dan lainnya. Pengguna software FEM kemudian terbiasa

melihat GUI (graphic user interface) di mana suatu benda didiskritisasi

menjadi sekian puluh bahkan ribu elemen. Istilah baru kemudian muncul

yaitu Finite Element Modeling, karena pengguna hanya memodelkan fisik

suatu benda dengan elemen-elemen kecil, mendefinisikan sifat-sifatmaterial, memberikan kondisi batas dan pembebanan, menjalankan

software. Ini yg dinamakan pre-processing. Fase post-processing

biasanya lebih sulit karena pengguna diharapkan bisa menginterpretasi

hasil, menganalisis angka dan fisik yang dihasilkan dan melakukan



5

trouble-shooting jika hasilnya kurang memuaskan. Untuk mengatasi ini,

pengguna diharapkan sudah memahami formulasi, jenis elemen,

kelebihan dan kelemahan suatu metode sebelum menggunakan FEM

software.

Finite Element Analysis dibangun sebagai metode numeric untuk

analisa tegangan, tapi sekarang pemakainanya telah meluas sebagai

metode yang umum untuk banyak permasalahan engineering kompleks

dan ilmu-ilmu fisika. Mengandung banyak perhitungan, pertumbuhannya

berhubungan dekat dengan pengembangan teknologi komputer.

Finitie Element adalah salah satu dari metode numerik yang

memanfaatkan operasi matrix untuk menyelesaikan masalah-masalah

fisik. Metode lain yang adalah metode analitik, yang untuk melakukannya

diperlukan suatu persamaan matematik yang merupakan model dari

perilaku fisik. Semakin rumit perilaku fisiknya (karena kerumitan bentuk

geometri, banyaknya interaksi beban, constrain, sifat material, dll) maka

semakin sulit atau bahkan mustahil di bangun suatu model matematik

yang bisa mewakili permasalahan tersebut. Alternatif metodenya adalah

dengan cara membagi kasus tadi menjadi bagian-bagian kecil yang

sederhana yang mana pada bagian kecil tersebut kita bisa membangun

model matematik dengan lebih sederhana. Kemudian interaksi antar

bagian kecil tersbut ditentukan berdasarkan fenomena fisik yang akan

diselesaikan. Metode ini dikenal sebagi metode elemen hingga, karena

kita membagi permasalahan menjadi sejumlah elemen tertentu (finite)

untuk mewakili permasalah yang sebenarnya jumlah elemennya adalah

tidak berhingga (kontinum).



6

Metode Elemen Hingga (Finite Element Method, FEM) adalah suatu

metode numerik dengan tujuan memperoleh pemecahan pendekatan dari

suatu persamaan diferensial parsial (Partial Differential Equation, PDE).

Meskipun cikal bakal teori FEM sudah ada sejak tahun 1940-an, baru

pada tahun 1970-an metode ini dirumuskan secara formal. Pada awalnya

metode ini digunakan dibidang teknik penerbangan untuk perhitungan

kekuatan bangun-raga (structure) pesawat pada industri pesawat

terbang. Tetapi dewasa ini FEM telah diterapkan dalam berbagai

persoalan teknik: seperti struktur, dinamika fluida, perpindahan panas,

akustik, maupun elektromagnetik.

Finite Element Method (FEM) atau Metode Elemen Hingga dewasa

ini telah menjadi bagian tak terpisahkan dari solusi numerik di dunia

teknik rekayasa. FEM diaplikasikan secara luas mulai dari analisa stress

(tegangan) dan deformasi (perubahan bentuk) pada bidang struktur

bangungan, jembatan, penerbangan, dan otomotif, sampai pada analisa

aliran fluida, perpindahan panas, medan magnet, dan masalah non-

struktur lainnya.

Selain finite element, metode lain yang merupakan metode numerik

adalah finite different. Finite different adalah metode yang menggunakan

derivatif dari suatu formula untuk menyelesaikan suatu persoalan.

Derivatif dihitung menggunakan nilai yang sangat kecil namun finite atau

terhingga. Seperti yang telah diketahui bahwa setiap formula diferensial

orde satu mengandung sebuah konstanta integral. Oleh karena itu dalam

perhitungannya dibutuhkan suatu kondisi batasan yang akan memenuhi

nilai konstanta integral tersebut. Sebagai contoh adalah bila ada exact

solution, f (x ) = 1 − x 2/2, dan finite different didapat dengan ∆x = 0.1.

Hasil penyelesaian finite different ditunjukkan hanya pada titik diskrit,



7

sedangkan variasi secara umum dari hasil perhitungan tiap titik tidak

dapat diketahu dengan metode finite different tatapi dapat dilihat dengan

cara interpolasi. Maka dapat dilihat beberapa persamaan dan gambar di

bawah ini.

Gambar 2 . Hasil Finite Elemen Cara Interpolasi

Finite element dengan finite different adalah berbeda. Pada metode

finite element variasi dari field variable dalam domain fisik merupakan

sebuah bagian utuh dari prosedur. Maksudnya adalah berdasarkan

fungsi interpolasi yang dipilih, field variable diseluruh bagian sebuah

elemen hingga dispesifikasikan sebagai sebuah bagian utuh dari

prosedur. Pada metode finite different, field variable dihitung hanya pada

titik tertentu. Namun finite different dapat digunakan untuk menyediakan

data variable dan selanjutnya dapat dilakukan dengan metode finite

element. Contohnya pada permasalah struktur, kedua metode dapat

menyediakan penyelesaian displacement (perpindahan), namun

penyelesaian finite element dapat digunakan secara langsung untuk



8

menghitung strain, turunan pertama. Sedangkan penyelesaian finite

different membutuhkan pertimbangan tambahan.

2 Jenis-jenis Finite Elemen Method

Secara umum ada beberapa jenis metode didalam Finite Elemen

Method (FEM) yang bisa digunakan untuk mengatasi masalah-masalah

yang ada di dalam dunia teknik. Perluasan dari metode finite elemen

tersebut memang banyak macamnya. Berikut beberapa perluasan dari

Finite Elemen Method (FEM).

• hp-FEM

hp- FEM adalah versi umum dari metode elemen hingga (FEM),

sebuah numerik metode untuk memecahkan persamaan diferensial

parsial berdasarkan perkiraan piecewise-polinomial menggunakan unsur-

unsur variabel ukuran (h) dan derajat polinomial (p).

• Extended finite element method (XFEM)

Extended finite element method (XFEM) adalah metode tekniknumerik yang memperpanjang klasik metode elemen hingga (FEM)

dengan pendekatan memperluas ruang untuk solusi solusi untuk

persamaan diferensial dengan fungsi kontinu.

• Spectral method

Metode spektral adalah sebuah teknik yang digunakan dalam

matematika terapan dan komputasi ilmiah tertentu untuk menyelesaikan

secara numerik dengan menggunakan persamaan diferensial parsial

(PDEs),dan sering juga melibatkan penggunaan Fast Fourier Transform.

Metode spectral memiliki tingkat error yang sangat baik yang disebut

dengan “exponential convergen” sehingga membuat metode ini menjadi

yang tercepat.



9

• Meshfree methods

Metode meshfree merupakan kelas tertentu dari numerical

simulation algorithms untuk mensimulasikan fenomena-fenomena yang

berupa fisik. Simulasi algoritma tradisional mengandalkan pada grid atau

mesh sedangkan metode meshfree menggunakan pendekatan simulasi

geometri dalam peghitungannya. Hal ini menjadi salah satu kelebihan

dari metode meshfree dibanding dengan metode konvensional.

• Discontinuous Galerkin method

Metode Galerkin diskontinu pertama kali diusulkan dan dianalisis

pada awal 1970-an sebagai suatu teknik untuk menyelesaikan secara

numerik persamaan diferensial parsial. Pada tahun 1973 Reed dan Hill

memperkenalkan metode Discontinuous Galerkin untuk memecahkan

persamaan transpor netron hiperbolik. Metode ini digunakan untuk

memecahkan persamaan diferensial parsial dengan menggabungkan fitur

dari finite element dan volume element, dan berhasil diaplikasikan untuk

ukuran seperti hiperbolik, elips dan parabola.

Ketidaktahuan dasar atau variabel bidang dalam persoalan

engineering ;

Displacement pada mekanika solid

Kecepatan pada mekanika fluida

Potensial magnetik dan elektrik dalam teknik elektro

Temperatur pada permasalahan aliran panas.

Pada rangkaian kesatuan (continuum) dilakukan dengan

mengabaikan ruang kosong yang terdapat pada antar partikel sehingga

metode ini hanyalah sebuah pendekatan dengan kondisi realita yang



10

terjadi dengan derajat kebebasan tidak berhingga. Prosedur elemen

hingga mereduksi yang tidak diketahui menjadi jumlah yang terbatas

dengan membagi bidang penyelesaian menjadi bidang-bidang kecil

disebut elemen dan dengan mengekspresekan variabel bidang anu

(unknown) dengan mengasumsikan fungsi pendekatan (fungsi

interpolasi/fungsi bentuk)umumnya dalam dunia engineering ada 3

macam bentuk elemen yang digunakan dalam perhitungan pada elemen

hingga, elemen tersebut adalah adalah membran, shell, maupun elemen

solid.

Elemen membran adalah elemen datar yang memiliki 2 dimensi,

pada umumnya element ini berbentuk segitiga maupun segiempat, pada

elemen yang berbentuk segitiga, biasanya dimodelkan dengan 3 hingga

6 node, sedangkan pada segi empat dimodelkan dari 4 hingga 9 node,

element ini memiliki 2 arah perpindahan derajat kebebasan pada tiap

node yang terdapat didalam element. element ini biasa digunakan untuk

memodelkan permasalahan elastisitas dengan 2 dimensi, arah tegangan

dan arah regangan. itu bisa menghasilkan 2 normal force dan 1 shearstress pada element. elemen membran tidak memiliki rotational stifness

maupun stiffness normal yang menuju arah dari elemen.

Secara umum langkah-langkah dalam FEM bisa diringkas sebagai berikut:

1. Membagi obyek analisa ke dalam elemen-element kecil.

2. Melakukan modelisasi sederhana yang berlaku untuk setiap elemen.

Misalnya dimodelkan sebagai pegas, di mana pegas ini sifatnya sederhana,

yaitu tegangan berbanding lurus dengan perubahan bentuknya.

3. Membuat formula sederhana untuk setiap element tersebut. Misalnya untuk

pegas berlaku hukum f = k.x . Di mana k adalah konstanta pegas, dan x

adalah pertambahan panjang pegas. Pada langkah ini kita akan memperoleh



11

sebuah persamaan yang disebut “element stiffness matrix” atau matriks

kekakuan elemen.

4. Mengkombinasikan seluruh elemen dan membuat persamaan simultan yang

mencakup semua variabel. Untuk elemen yang dimodelkan dengan pegas,mencakup f, k, dan x dari semua elemen.Biasanya pada langkah ini kita akan

memperoleh sebuah persamaan yang disebut “global stiffness matrix” atau

matriks kekakuan global

Gambar 3. Langkah-langkah FEM



12

Bab III

Study Kasus Finite Elemen Method (FEM)

Aspek keselamatan merupakan hal yang paling wajib diperhitungkan

dalam dunia otomotif karena berhubungan erat dengan nyawa dari penumpang.

Sehingga dalam pemodifikasian setiap komponennya haruslah dipertimbangkan

secara matang, tepat dalam pemilihan material, melalui perhitungan yang benar

dan desain yang baik. Dalam dunia otomotif telah banyak kecelakaan yang

disebabkan oleh velg sepeda motor (motor cycle cast wheel ) yang pecah.

Dengan mempertimbangkan aspek keselamatan tersebut, maka masalah yang

dibahas dalam penelitian ini adalah tentang pengaruh jumlah spoke pada velg

cast wheel pada sepeda motor (motor cycle) terhadap tegangan dan deformasi

yang terjadi.

Cast wheel pada sepeda motor adalah kerangka dari sebuah ban yang

menahan gaya dan tegangan akibat dari berat kendaraan dan impak atau

pukulan dari permukaan jalan. Pukulan dari permukaan jalan tersebut dapat

mengakibatkan terjadinya tegangan dan deformasi pada cast wheel.

Kerusakan yang terjadi pada velg cast wheel (motor cycle cast wheel )

adalah pecahnya bibir velg atau pecahnya spoke pada velg cast wheel akibat

gaya dan tegangan yang terjadi melebihi tegangan maksimum yang diijinkan.

Dengan mempertimbangkan masalah ini maka perlu dilakukan penelitian

mengenai pengaruh jumlah spoke terhadap tegangan dan deformasi dengan

menggunakan Metode Elemen Hingga berbasis komputer yaitu ANSYS

software, untuk mempermudah proses desain.



13

1 METODE PENELITIAN

Gambar 4. Diagram Alir Penelitian

Pemodelan dalam penelitian ini meliputi pemodelan dengan penerapan

metode elemen hingga dengan bantuan software ANSYS, yang bertujuan untuk

melakukan analisa tegangan dan deformasi yang terjadi pada velg . Dengan

Metode Elemen Hingga, model yang telah dibuat di meshing dan disolusikan

untuk mendapat tegangan maksimum dan deformasi maksimum pada setiap

bagian pada velg . Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini dapat

dilihat pada Gambar 1.

2 HASIL DAN ANALISA

Velg yang di uji simulasi adalah velg cast wheel dengan jumlah spoke 3,

5, dan 7. Dalam penelitian ini, masing –masing velg cast wheel memiliki massa

3.05 Kg. Dalam pengujian, velg cast wheel di assembly (dirakit) dengan

pencekam (lihat Gambar 2).



14

Gambar 5. Velg Cast Wheel dan Pencekam

Supaya saat diberi gaya, velg tidak berpindah tempat tapi dalam keadaan

diam ditempat. Dalam penelitian masing –masing velg akan diberi gaya sebesar

10000 N. Material velg yang digunakan adalah Aluminum Alloy dengan sifat fisik

dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Physical Properties of Aluminum Alloy for Motor Cycle Cast

Wheel

Penelitian akan dilakukan dengan 2 variasi arah pemberian gaya, yaitu

dengan diberi gaya di spoke dan diberi gaya di range antar spoke. Berikut

adalah hasil penelitian dengan mengunakan ANSYS software pada pemberian

gaya di spoke. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 6.



15

Gambar 6. Distribusi Tegangan pada Cast Wheel Berbagai Variasi Jumlah

Spoke dengan Pemberian Gaya pada Spoke



16


Pemberian Gaya pada Spoke

Pada Gambar 6 dan Gambar 7, dapat dilihat stress maksimum terendah

dimiliki oleh spoke 7. Semakin banyak jumlah spoke, stress maksimum yang

terjadi pada velg semakin kecil.



17

Gambar 8. Deformasi pada Cast Wheel Berbagai Variasi Jumlah Spoke

dengan Pemberian Gaya pada Spoke

Gambar 9. Deformasi Maksimum Berbagai Jumlah Spoke dengan

Pemberian Gaya pada Spoke

Pada Gambar 8 dan Gambar 9 dapat dilihat deformasi maksimum

terendah dimiliki oleh spoke 7. Semakin banyak jumlah spoke, deformasi

maksimum yang terjadi pada velg semakin kecil.

Penelitian berikutnya, velg akan diberi gaya di range antar spoke atau

jarak antar spoke. Dalam penelitian ini stress maksimum tertinggi dimiliki oleh

spoke 3 dan stress maksimum terendah dimiliki oleh spoke 7.



18

Gambar 10. Distribusi Tegangan Cast Wheel Berbagai Jumlah dengan

Pemberian Gaya Antar Spoke

Gambar 11. Tegangan Maksimum Berbagai Variasi Jumlah Spoke

dengan Pemberian Gaya pada Daerah Antar Spoke



19

Pada grafik stress maksimum diatas mengalami penurunan stress dari

spoke 3 ke spoke 7, maka deformasi maksimum juga mengalami penurunan

deformasi.

Gambar 12. Deformasi Cast Wheel Berbagai Jumlah Spoke dengan




20

Gambar 13. Deformasi Maksimum Berbagai Jumlah Spoke dengan


Pada gambar 13, dapat dilihat deformasi maksimum terendah dimiliki oleh

spoke 7. Semakin banyak jumlah spoke, deformasi maksimum yang terjadi pada

velg semakin kecil.

Dari penjelasan yang telah dijelaskan menunjukan bahwa dari spoke 3 ke spoke 7

terjadi penurunan stress (tegangan) dan deformasi maksimum. Berdasarkan hasil

penelitian dengan menggunakan metode elemen hingga (software ANSYS) dapat

diketahui bahwa velg dengan jumlah spoke 7 merupakan velg yang paling baik, hal

ini dikarenakan spoke 7 memiliki tegangan maksimum dan deformasi maksimum

yang paling kecil diantara velg dengan jumlah spoke 3 dan 5. Jika ditinjau dari, arah

pemberian gaya untuk velg dengan jumlah spoke 7, maka tegangan maksimum

terkecil (143000000 Pa) terjadi pada pemberian gaya di spoke dan deformasi

maksimum terkecil (0.0010939 m) terjadi pada pemberian gaya di range antar

spoke.

Tabel 2. Pugh’s Concept Selection Method Pemilihan Velg Cast Wheel



21

Dalam menentukan desain yang paling optimum dapat digunakan Pugh’s

Concept Selection Method dengan pembandingan absolute comparison seperti

dapat dilihat pada tabel 2. Motor cycle cast wheel dengan spoke number 7

adalah desain yang paling baik dan optimal berdasar pemilihan desain dengan

menggunakan sustainable product design using finite element application and

Pugh’s concept selection method (Total weighing value terbesar).

1. KESIMPULAN

Pengembangan desain baru motor cycle cast wheel tidak dapat lagi

menggunakan cara trial and error karena memerlukan waktu, biaya dan tenaga

manusia yang banyak dan sangat tidak produktif. Untuk memudahkan proses

desain dan pengujian, digunakan ANSYS software yang berbasis finite element

method untuk menganalisa struktur motor cycle cast wheel . Pada penelitian

kekuatan dan deformasi pada motor cycle cast wheel ini telah berhasil

ditemukan tegangan maksimum dan deformasi maksimum yang terjadi dari

spoke number 3, 5, dan 7 yaitu tegangan maksimum sebesar 1.43 x 108 Pa dan

deformasi maksimum sebesar 0.0010939 m. Motor cycle cast wheel dengan

spoke number 7 adalah desain yang paling baik dan optimal berdasar pemilihan

desain dengan menggunakan sustainable product design using finite element

application and Pugh’s concept selection method .



22

BAB V

PENUTUP

1 Kendala dan Penyelesaian

Banyak ilmu yang sudah didapatkan pada mata kuliah CAD/CAM yang

dapat diterapkan dalam dunia indrusti .Namun inovasi dalan memberikan

solusi suatu pemecahan masalah dalam dunia kerja selalu diharapkan pada

jaman yang serba cepat ini. Oleh karena itu sebuah Finite Elemen Mothod

dapat sebagai contoh dalam dunia indrustri yang digunakan sebagai alat

bantu dalam mendesign sebuah produk dengan tidak meinggalkan sebuah

qualitas yang diharapkan.

Proses rekayasa stress dan deformasi yang dulunya membutuhkan

berbagai macam percobaan secara real , sekarang dapat dengan cepat

mendapatkan hasil dan dapat mensimulasikan nya dengan menggunakan

program Finite Elemen Method. Dengan FEM kita dapat memnganalisi tidak

hanya di dunia indrustri , namun juga dapat menganalisis dalam dunia

arsitektur , sampai dengan kedokteran. Kemajuan program analisi ini pastinya

juga membutuhkan perkembangan brainware sang designer juga dalam

bersaing .

Kemajuan yang sangat pesat di bidang komputer baik piranti

lunak maupun hardware menyebabkan pengguaan hal yang serupa

dengan FEM sangat membantu disamping banyak program serupa

yang lebih inovatif . Oleh karena itu sebagai mahasiswa Trisakti

patutlah kita juga berusaha untuk selalu berinovatif dalam segala

segala hal untuk menjadi sesuai dengan harapan almamater kita.



23

DAFTAR PUSTAKA

Bhafikatti, SS. 2005. Finite Element Analysis. New age international. New Delhi.

Hutton F, David. Fundamentals Of Finite Elements. 2004. McGraw-Hill?.

http://caswww.colorado.edu/courses.d/FEM.d/Home.html

http://komputasi.inn.bppt.go.id/semiloka06/B_Bandriyana.pdf

http://people.sc.fsu.edu

Introduction to Finite Element Methods (ASEN 5007) - Fall 2009 Department of

Aerospace Engineering Sciences University of Colorado at Boulder

http://pdm-mipa.ugm.ac.id/ojs/index.php/bimipa/article/viewFile/66/106

www.wikipedia.com

http://urbana.mie.uc.edu/yliu/FEM-525/FEM-525.htm

Mahmmod Aziz Muhammed, Adhi Susanto, F. Soesianto F. Soesianto, SoetrisnoSoetrisno

http://www.toodoc.com/finite-elements-ppt.html

http://people.sc.fsu.edu

www.infometrik.com

http://www.halamansatu.net/index2.php?option=com_content&do_pdf=1&id=469

Klaus Jurgen Bathe, Finite Element Procedures, Prentice Hall, 1996

http://commonemitter.wordpress.com

http://commonemitter.wordpress.com

http://ccitonline.com/mekanikal/tiki-editpage.php?page=McGraw-Hill

http://ccitonline.com/mekanikal/tiki-editpage.php?page=McGraw-Hill

Documents

CAD CAM Finite Elemen Method