METODE PENELITIAN
3.2. Bahan dan Metode Penelitian
3.2.3.1. Pembuatan Alat Uji Jatuh Bebas
A. Pembuatan Rangka Alat Uji, tahapan pembuatannya adalah sebagai berikut: 1. Potong besi batangan profil U sepanjang 1 (satu meter) sebanyak 2 buah. 2. Potong besi batangan profil U sepanjang ½ meter sebanyak 3 buah.
3. Dua batang untuk dudukan meja pengujian dan yang sebatang untuk dudukan pipa penyangga dan pipa luncur.
4. Lalu kelima batang tersebut di las sehingga membentuk rangka huruf H. 5. Untuk dudukan batang penyangga dan pipa luncur jatuh, dilas pada kedua sisi
kanan dan kiri rangka bawah alat uji.
6. Pada keempat sudut dipasang Plat setebal 10 mm sebanyak 4 buah masing - masing berfungsi sebagai baut penahan tracker atau penahan tegaknya batang penyangga. Rangka alat uji jatuh bebas seperti pada gambar 3.4. yang dipakai pada penelitian ini dibuat sedemikian kokoh agar tidak mengalami masalah pada saat dilakukan penarikan test rig sesuai dengan jarak pengimpakan yang kita inginkan.
Gambar 3.4. Rangka Bawah
7. Lalu selanjutnya kita memotong besi Plat 2 buah sepanjang 25 cm yang berfungsi untuk dudukan Loadcell
8. Potong besi batangan profil U sepanjang ½ meter sebanyak 1 buah
9. Untuk dudukan batang penyangga dan pipa luncur jatuh, dilas pada kedua sisi kanan dan kiri rangka bawah alat uji.
10.Pada tengah rangka atas gambar 3.5. kita pasangkan sebuah katrol aluminium yang berfungsi sebagai katrol penarik test rig sehingga akan menghasilkan rangka atas seperti pada gambar 3.6.
Gambar 3.5. Rangka Atas
B. Pembuatan Pipa Penyangga dan Pipa Luncur, tahapan pembuatannya adalah sebagai berikut:
Gambar 3.7. Batang Penyangga
1. Potong pipa segi empat (40 x 60 mm) sebanyak 2 (dua) buah dengan panjang masing-masing 5 (lima) meter.
2. Lalu dilaskan cincin tempat kaitan tracker sebanyak 4 (empat) buah di masing-masing sisi sekitar 1 meter dari batang bawah sehingga menjadi batang penyangga seperti pada gambar 3.7.
3. Selanjutnya potong pipa stainless sepanjang 5 (lima) meter sebanyak 2 buah yang berfungsi sebagai batang luncur pada gambar 3.8.
4. Pada batang luncur bagian bawah dipasangkan pegas dengan ukuran diameter dalam 5 cm dan tinggi 45 cm serta diameter kawat pegas 6 mm yang berfungsi sebagai peredam hentakan pada saat pengujian berlangsung pada gambar 3.9..
Gambar 3.9. Pegas Peredam
5. Selanjutnya dipasangkan kerangka bawah dan kerangka atas tepat disamping batang penyangga.
6. Lalu ikatkan keempat tracker pada baut agar dapat dibongkar pasang. C. Pembuatan Test Rig, tahapan pembuatannya adalah sebagai berikut:
a. Potong pipa steam diameter 2 ½ inch dengan panjang 100 (seratus) mm sebanyak 2 buah, lalu bubut dalam pipa steam menjadi diameter 51 (lima puluh satu) mm.
b. Pipa Bushing dengan diameter 1 inch ditempel pada dinding bagian atas, ± 20 (dua puluh) mm dari atas. Lalu gabungkan pipa bushing membentuk +, lalu pasang besi As sepanjang 130 mm sebagai gantungan pemegang helm, dan juga penghubung antara kedua pipa.
c. Bor kedua pipa bushing yang berukuran 1 inch kemudian di buat ulir untuk memasang baut, kemudian hubungkan dengan kedua As.
d. Masukkan rangkaian tersebut pada kedua pipa
Gambar 3.10. Test Rig
7. Pembuatan headform terlebih dahulu kita potong plat dengan ketebalan 6 (enam) mm dengan diameter 250 mm.
8. Lalu potong plat strip dengan panjang ± 100 mm yang kita bentuk setengah lingkaran., kemudian las pada plat membentuk kontur dalam helm.
9. Setelah itu potong besi beton berdiameter 10 mm dan dilas ke plat strip sebagai penahan plat strip yang membentuk kontur helm tersebut.
10.Selanjutnya potong 1 (satu) buah plat 6 mm dengan ukuran 100 x 100 mm dan ikatkan ball joint pada bagian atas plat dengan menggunakan baut.
11.Sambung dengan las ball joint dengan As berdiameter 19 sepanjang ± 150 mm 12.Sesuai standard uji, berat test rig yang dibuat adalah seberat 5 kg, sehingga
tampak pada gambar 3.10.
D. Landasan (anvil)
1. Anvil Bentuk Peluru, tahapan pembuatannya adalah sebagai berikut:
a. Bubut besi As dengan diameter 2 inch, membentuk radius pada salah satu ujungnya.
b. Kemudian sambung As tersebut dengan pipa pada bagian yang tidak dibubut. Panjang antara ujung radius dengan ujung pipa ± 150 mm. Selanjutnya sambung ujung pipa dengan plat □ 100 x 100 mm menggunakan
las tepat di tengah-tengah plat tersebut.
c. Selanjutnya potong besi As berdiameter 40 mm dengan panjang 100 mm dilas tepat dibawah plat sebagai penopang di Anvil support sehingga terlihat pada gambar 3.11.
Gambar 3.11. Anvil Bentuk Peluru
2. Anvil Bentuk Plat Miring, tahapan pembuatannya adalah sebagai berikut: a. Potong plat bordes dengan ukuran 400 x 300 mm, lalu potong 1 (satu) buah
batang profil U dengan panjang 300 mm dan selanjutnya las profil tersebut pada bagian bawah plat bordes buat posisi plat miring.
b. Selanjutnya potong besi As berdiameter 40 mm dengan panjang 100 mm dilas tepat dibawah plat sebagai penopang di Anvil support pada gambar 3.12.
Gambar 3.12. Anvil Bentuk Tidak Rata
3. Anvil Bentuk Plat Rata, tahapan pembuatannya adalah sebagai berikut: a. Potong 1 (satu) buah plat dengan diameter 220 mm, lalu sambungkan pada
pipa yang berdiameter 5 inch dengan tinggi ± 100 mm seperti pada gambar 3.13.
4. Anvil Bentuk Setengah Lingkaran, tahapan pembuatannya adalah sebagai berikut:
a. Plat yang dipress berbentuk setengah lingkaran dicor dengan semen dan pasir batu agar padat dan tidak ada rongga udara.
b. Selanjutnya potong besi As berdiameter 40mm dengan panjang 100 mm Kemudian dilas tepat dibawah plat sebagai penopang di Anvil support seperti pada gambar 3.14.
Gambar 3.14. Anvil Bentuk Setengah Lingkaran 3.2.3.2. Alat Pengukur Beban Dan Gaya Impak
A. Loadcell, dengan muata sebagai berikut:
1. Alat yang terlihat pada gambar 3.15. ini berfungsi sebagai alat penerima beban dan pengukur gaya impak.
2. Merupakan sebuah sensor gaya yang bekerja menggunakan strain gage full
bridge dengan tahanan SG 350 ohm
3. Kapasitas maksimum loadcell yang dipergunakan pada penelitian ini sebesar 30.000 kg beban statis.
4. Loadcell yang digunakan dalam penelitian ini sudah dikalibrasi oleh
Komite Akreditasi Nasional (KAN) sebesar 20.000kg.
5. Untuk pemakaian pada program DAQ sistem dikalibrasi sebesar 3.500 kg.
Gambar 3.15. Loadcell
B. Ball End Penetrator, dengan tahapan pembuatan sebagai berikut:
1. Bubut besi As ST.37 dengan diameter 100 mm dan panjang 63 mm, membentuk radius sebesar 38 mm pada salah satu ujungnya dengan diameter 58mm.
2. Pada ujung yang lainnya dibubut dengan ukuran 31 mm dengan panjang 25 mm, dan tepat ditengahnya dibor dengan diameter 6 mm untuk pengetapan M8 dengan kedalaman 15 mm .seperti pada gambar 3.16.
Gambar 3.16. Ball End Penetrator
1. Bubut besi As ST.37 dengan diameter 100 mm dengan panjang 150 mm. 2. Pada sisi tepat ditengahnya dibor tembus dengan diameter 14 mm. 3. Selanjutanya di bubut dalam dengan diameter 40 mm panjang 100 mm 4. Dan disisi lainnya juga di bubut dalam dengandiameter 47 mm dengan
panjang 31 mm seperti pada gambar 3.17..
Gambar 3.17. Anvil Support
D. Ring Stopper, dengan tahapan pembuatan sebagai berikut:
1. Bubut besi Plat ST.37 dengan diameter 120 mm dengan tebal 20 mm. 2. Tepat pada sisi ditengahnya dibubut dalam dengan diameter 100,2 mm. 3. Selanjutanya di sisi sampingnya dibor dengan diameter 5 mm untuk
selanjutnya di tap dengan ulir M6 untuk baut stoppernya.
Pada gambar 3.19 berikut ini akan diperlihatkan susunan alat pengukur beban mulai dari Loadcell, karet peredam, Ball End Penetrator dan Anvil Support serta Ring Stopper.
Gambar 3.19. Posisi peletakan unvil support dan loadcell
E. Teplon Base, dengan tahapan pembuatan sebagai berikut:
1. Potong Plat teplon dengan ukuran 180 mm x 130 mm dan tebal 8 mm. 2. Selanjutnya di Freis alur untuk tempat baut dengan ukuran titik sumbu
100 mm x 100 mm sebanyak 4 alur.
3. Teplon Base ini berfungsi sebagai peredam, agar tidak terjadi kontak
Gambar 3.20. Teplon Base
F. Bottom Base, dengan tahapan pembuatan sebagai berikut:
1. Potong Plat ST 37 dengan ukuran 130 mm x 130 mm dan tebal 15 mm. 2. Selanjutnya di Freis alur untuk tempat baut dengan ukuran titik sumbu
100 mm x 100 mm sebanyak 4 alur.
3. Bottom base ini berfungsi sebagai alas dasar dari perangkat alat loadcell.
Gambar 3.21. Bottom Base.
G. Sensor
1. Sensor Proximity, dengan muatan sebagai berikut:
a. Sensor pada gambar 3.22. ini adalah proximity jenis induktif dimana sensor akan ON pada saat berdekatan dengan logam pada jarak maksimum 4 mm.
b. Sesuai dengan spesifikasi sensor merupakan tipe NPN dan harus mendapatkan suplay tegangan minimal 5 vdc, dipasang ke pemegang sensor.
Gambar 3.22. Sensor
2. Pemegang Sensor, dengan tahapan pemasangan sebagai berikut:
a. Potong plat lebar 2 cm sepanjang 14 cm, kemudian dibentuk dan di Bor untuk baut skrup pengikat kebatang penyangga.
b. Kemudian skrupkan kebatang penyangga mulai dari titik 0 m, 0,5 m, 1 m dan seterusnya sebanyak 8 sensor seperti pada gambar 3.23.
c. Untuk penentuan titik 0 m, disini mengacu pada tingginya anvil yang telah kita pasang di atas Anvil Support. Dalam hal ini dipilah anvil yang paling tinggi yaitu anvil bentuk tidak rata.
H. DAQ Labjack U3-LV, dengan muatan sebagai berikut:
1. Alat seperti pada gambar 3.24. ini berfungsi sebagai alat untuk menangkap signal gerak logam dengan ketinggian yang ditentukan.
2. Selain itu alat ini juga dapat merekam data Aqusisi dari Loadcell yang akan dirubah menjadi data di komputer, sehingga diperoleh hasil grafik dari pengujian tersebut.
3. Signal conditioning dan programable amplifier adalah rangkaian
elektronik presisisi tinggi menggunakan IC AD524 dan AD584 untuk mengkondisikan signal elektrik dari loadcell dan diperbesar sampai 1000x. Rangkaian ini dilengkapi dengan programable Excitation voltage (2,5 volt, 5 volt dan 10 volt). Tegangan masukan untuk amplifier adalah -15 vdc, 0, +15vdc. Output amplifier 0-10 vdc.
Gambar 3.24. DAQ Labjack U3-LV
I. Grounding (Pengurang noise), dengan tahapan pembuatan sebagai berikut:
1. Potong besi nako berulir sepanjang 2.85 m, bubut salah satu ujungnya membentuk tirus, hal ini akan memudahkan untuk penanaman ketanah.
Gambar 3.25. Alat Pengaman Listrik
2. Selanjutnya bubut ujung yang lain untuk tempat melilitkan kabel listrik tunggal sebagai perantaraan ke alat Data Aquisisi.
3. Alat pada gambar 3.25 ini berfungsi untuk mengurangi besarnya noise dan sekaligus pengaman listrik.