BAB 3 METODELOGI PENELITIAN
3.1 Parameter Desain
Dalam perancangan mesin berbagai parameter yang berpengaruh terhadap kualitas hasil rancangan adalah merupakan parameter utama untuk menentukan dimensi dan geometr. Pertimbangan yang menyeluruh terhadap parameter-parameter tersebut harus dilakukan untuk menjamin bahwa perancangan memenuhi fungsi dengan kualitas yang diinginkan. Dalam penelitian ini parameter desain yang digunakan diperlihatkan pada gambar 3.1.
Gambar 3.1 Parameter desain
3.2 Peralatan Desain
Peralatan desain yang digunakan dalam peneletian ini ada dua macam yaitu hardware dan software.
3.2.1 Hardware
Hardware atau peralatan keras yang digunakan dalam penelitian ini memiliki spesifikasi yang ditunjukkan oleh tabel 3.1 sebagai berikut.
Tabel 3.1 Spesifikasi Hardware
Name Operating System Display
SAMSUNG RV413/RV513
Windows 7 ultimate 64-bit
AMD Radeon HD 6320 Graphics
3.2.2 Software
Software atau perangkat lunak yang digunakan dalam penilitian ini adalah:
1. Microsoft Excel
Microsoft Excel adalah software yang dibuat oleh Microsoft Corporation untuk mengolah data secara otomatis meliputi perhitungan dasar, penggunaan fungsi-fungsi, pembuatan grafik, dan manajemen data. Lembar kerja microsoft excel diperlihatkan pada gambar 3.2 berikut.
Gambar 3.2 Lembar kerja Microsoft Excel
2. SolidWorks
SolidWorks adalah software CAD 3D untuk mechanical design yang dikembangkan oleh SolidWorks Corporation yang sekarang sudah diakuisisi oleh Dassault Systèmes, S. A. Dalam penelitian ini software ini digunakan untuk mendesain sepatu kuda seperti yang diperlihatkan pada gambar 3.3.
Gambar 3.3 Tampilan SolidWork 3. ANSYS Workbench
ANSYS Workbench adalah salah satu perangkat lunak berbasiskan metode elemen hingga yang dipakai untuk menganalisa masalah-masalah rekayasa (engineering). ANSYS Workbench menyediakan fasilitas untuk berinteraksi antar solvers family ANSYS. ANSYS Workbench juga dapat berintegrasi dengan perangkat lunak CAD sehingga memudahkan pengguna dalam membangun model geometri dengan berbagai perangkat lunak CAD seperti AutoCAD, CATIA, dan SolidWork.
Dalam penelitian ini penggunaan ANSYS bertujuan untuk menganalisa distribusi tegangan equivalent (von-misses) yang terjadi pada sepatu kuda. Tampilan lembar kerja ANSYS workbench diperlihat pada gambar 3.4.
Gambar 3.4 Lembar kerja Ansys Workbench
3.3 Tempat dan Waktu 3.3.1 Tempat
Tempat penelitian dilakukan di laboratorium Pusat Riset Impak dan Keretakan (IFRC) Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara, pelaksanaan kegiatan ini dapat diliat terperinci pada tabel 3.2.
Tabel 3.2 Lokasi dan Aktivitas Penelitian
No Kegiatan Lokasi Penelitian Keterangan
1 Pembuatan gambar 3D model Sepatu
Kuda
Lab. IFRC Unit 1 Pembuatan model dengan menggunakan software
SOLIDWORK
2 Simulasi Sepatu Kuda
Lab. IFRC Unit 1 Simulasi menggunakan Software ANSYS
3.3.2 Waktu
Waktu pelaksanaa penelitian ini mulai dilaksanakan pada bulan Agustus 2017 setelah persetujuan proposal penelitian hingga 2018.
3.4 Desain Sepatu Kuda
Pada penelitian ini menggunakan model sepatu kuda model U, model ini adalah model yang digunakan dari survei. Sepatu kuda jenis ini memiliki jumlah paku 6 buah. Gambar 3.5 menunjukkan Sketsa 2D dan Gambar 3.6 3D SolidWork.
(a)
Gambar 3.5 Sketsa Sepatu Kuda (a) Pandangan Depan
(b)
Gambar 3.5 Lanjutan (b) pandangan samping
Gambar 3.6 Model 3D
Sepatu kuda berbahan komposit polymeric foam pada Gambar 3.6 telah dibuat di Lab. IFRC Departemen Teknik Mesin FT-USU. Dan foto produk ditunjukkan pada Gambar 3.7.
Gambar 3.7 Sepatu kuda komposit polymeric foam
Seperti diperlihatkan pada Gambar 3.7, Sepatu kuda berbahan komposit polymeric foam berbentuk U. Model ini adalah model yang paling banyak terdapat di pasaran.
3.5 Material Yang Digunakan
Material yang dikembangkan pada penelitian ini yaitu polymeric foam yang diperkuat dengan fibreglass. Komposisi dari material pembentuk (Resin, foam, serat, dan katalis), telah ditentukan dari penelitian sebelumnya yaitu dengan material polymeric foam A, polymeric foam B, dan polymeric foam C. Komposisi dari komposit material tersebut di tunjukan pada data material yang digunakan untuk engineering data dalam ANSYS ditunjukkan pada Tabel 3.3.
Tabel 3.3 Data material hasil pengujian [14]
Material Density (kg/m3)
Modulus Young
(MPa) Poisson’s Ratio
Polymeric Foam A 716 131.956 0.285
Polymeric Foam B 745 431.500 0.169
Polymeric Foam C 744 494.776 0.295
3.6 Simulasi Ansys 3.6.1 Engineering Data
Pada penelitian ini digunakan material baru yaitu polymeric foam dengan fibreglass yang belum terdaftar pada ANSYS workbench sehingga kita perlu memasukan data materialnya ke engineering data.
Double click pada engineering data, kemudian menu engineering data akan tertampil, pada “outline of schematic A2: engineering data” terdapat kotak bertuliskan “click here to add a new material”, klik pada kotak lalu dimasukkan nama data material baru yang ingin kita simulasikan, disini penulis memasukan nama material baru “polymeric foam” seperti yang terlihat pada gambar 3.8 berikut.
Gambar 3.8 Data material
Lalu pada toolbox klik physical Properties → Density lihat gambar 3.9 (a).
Kemudian tentukan satuannya dibawah kolom C lihat Gambar 3.10 (a) untuk polymeri foam A. Kemudian pada toolbox klik linear elastic→isotropic elasticity ( gambar 3.9 (b), lalu masukan nilai “modulus young dan poisson’s ratio” dibawah kolom B lihat gambar 3.10 (b) polymeric foam B, diperlihatkan pada gambar sebagai berikut.
(a)
(b)
Gambar 3.9 Data toolbox density statik (a) physical properties (b) table of properties
Masukkan nilai data setiap material sehingga diperlihatkan pada gambar 3.10 (a), 3.10 (b), dan 3.10 (c).
(a)
(b)
Gambar 3.10 Data toolbox isotropic elasticity dan density (a) polymeric foam A (b) polymeric foam B
(c)
Gambar 3.10 lanjutan (c) PFC
Setelah semua langkah dilakukan maka langkah pada engineering data selesai Kemudian klik return to project maka akan kembali ke menu project schematic dan akan muncul tanda checklist pada engineering data.
3.6.2 Geometri
Setelah melakukan engineering data, tahap atau langkah selanjutnya adalah melalukan pemodelan geometri lihat gambar 3.11 (a). Hal ini dilakukan dengan cara klik ganda pada geometri lalu akan muncul jendela geometri, lihat gambar 3.11 (b).
(a)
(b)
Gambar 3.11 Tampilan ANSYS (a) lembar kerja Static Structural (b) jendela geometri
Pemodelan geometry juga dapat dilakukan di SolidWork dan kemudian di import di ANSYS. Cara ini dilakukan dengan cara mengklik kanan pada pada
“geometri” kemudian pilih “import geometri” lalu “browse” lihat gambar 3.12.
Gambar 3.12 Import geometri 3.6.3 Model
Setelah membuat atau mengimport geometri, tahap selanjutnya adalah melukan Model. Pada bagian ini ada beberapa tahap yang dilakukan yaitu :
1. Geometri
Pada bagian geometri dimasukkan material yang ingin di input pada geometri sepatu kuda yang telah di desain sebelumnya. Pemasukkan material ini dilakukan dengan cara klik geometri pada outline lalu klik part 1 lalu pada jendela detail of “part 1” pilih material yang ingin diterapkan pada desain seperti pada gambar 3.13.
Gambar 3.13 Tampilan Model pada Anys
2. Meshing
Mesh merupakan pembagian objek menjadi bagian yang lebih kecil.
Semakin kecil meshing yang dibuat maka hasil perhitungan akan semakin teliti namun membutuhkan daya komputasi yang besar. Pada penelitian ini ukuran meshing yang digunakan adalah 1 mm. Sedangkan jenis mesh yang digunakan adalah Hex Dominant Method dengan tipe permukaan mesh adalah Quad seperti yang terlihat pada gambar 3.14 (b).
(a)
(b)
Gambar 3.14 Meshing pada ansys (a) Tampilan jendela (b) Hasil Mesh
3. Static Structural
Setelah tahap dalam melakukan Mesh. Yang selanjutnya dilakukan adalah penetuan posisi pressure dan fix support. Ada tiga macam tekanan yang disimulasikan pada sepatu kuda ini yaitu :
a. Tekanan penuh pada luas area
Luas area ini adalah sebesar 5188.87 mm2
Gambar 3.15 Pressure pada bagian permukaan penuh b. Tekanan yang terjadi pada bagian depan
Luas area ini adalah sebesar 3018.54 mm2
Gambar 3.16 Pressure bagian depan c. Tekanan yang terjadi pada bagian belakang
Luas area ini adalah sebesar 2170.33 mm2
Gambar 3.17 Pressure bagian belakang
Dari hasil survei, di dapat bahwasanya jenis kuda yang ada di berastagi masuk dalam jenis equus caballus orientalis, sedangkan berat kuda sebesar 300 kg.
Kaki depan kuda menopang pada sebesar 60% dari total beban kuda. Beban untuk
satu kaki depan adalah setengah dari 60% yaitu 30%. Maka beban untuk satu kaki depan kuda dapat di hitung dengan menggunakan persamaan berikut:
𝐅𝐅 = m . g . 2.4
F = 300 (30%) kg . 9.81 𝑚𝑚 𝑠𝑠� . 2.4 = 2119 N 2
Maka tegangan yang terjadi pada sepatu kuda untuk seluruh permukaan dapat dihitung dengan persamaan 2.2 sebagai berikut :
σ =F A =
2119 N
5188.87 mm2 = 0.414 MPa
Maka tegangan yang terjadi pada sepatu kuda untuk bagian depan permukaan dapat dihitung sebagai berikut :
σ =F A =
2119 N
3018.54 mm2 = 0.702 MPa
Maka tegangan yang terjadi pada sepatu kuda untuk bagian belakang permukaan dapat dihitung sebagai berikut :
σ =F A =
2119 N
2170.33 mm2 = 0.976 MPa
Besaran tegangan yang telah di dapat untuk ketiga bagian, selanjutnya di input pada kotak dialog Details of “Nodal Pressure” pada Name Selection tentukan bagian yang akan di berikan tegangan seperti pada gambar 3.18 berikut.
Gambar 3.18 Nodal Pressure 4. Solution
Tahap terakhir setelah menngatur jenis pembebanan dan fix support adalah Solution. Solution adalah proses analisa numerik yang dilakukan ANSYS untuk mendapatkan parameter yang diinginkan. Dalam penelitian ini, parameter yang ingin didapatkan adalah Tegangan equivalent akibat tegangan yang terjadi pada sepatu kuda dengan material komposit polymeric foam, serta dengan tiga area tegangan. Hal yang dilakukan untuk mendapatkan hasil dari solution ini adalah dengan cara mengklik kiri pada bagian Solution (A6) kemudian pilih insert dan pilih Equivalent (Von-Misses) seperti pada gambar 3.19
Gambar 3.19 Solution
3.7 Diagram Alir penelitian
Diagram alir proses pada penelitian simulasi sepatu kuda dengan menggunakan ANSYS dapat dilihat pada gambar sebagai berikut:
Gambar 3.20 Diagram alir penelitian Mulai
Penulisan Proposal dan Studi Literatur
Membuat Model Sepatu Kuda
Simulasi Numerik Ansys Static Structural
Berhasil
Laporan
Disetujui
Selesai ya
ya tidak
tidak
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pendahuluan
Pengujian simulasi uji tekan statik pada sepatu kuda bahan polymeric foam diperkuat dengan glass fibre dengan menggunakan software ANSYS dilaporkan pada bab ini hasil dari perbandingan tiga komposisi sepatu kuda yaitu polymeic foam A, polymeric foam B, dan polyemric foam C.
4.2 Hasil Simulasi Pada Bagian Permukaan Penuh
Pada simulasi ini sepatu kuda menerima tegangan penuh dari kaki kuda, ilustrasi pemberian tegangan pada sepatu kuda dengan tegangan sebesar 0.414 MPa di tunjukkan pada gambar 4.1.
(a)
Gambar 4.1 Set up (a) Tegangan Penuh Pada Sepatu Kuda
(b)
Gambar 4.1 Lanjutan (b) Fix Support
4.2.1 Hasil Tegangan Pada Polymeric Foam A
a. Hasil Tegangan Equivalent (Von-Misses)
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan equivalent maksimum sebesar 1.319 MPa pada polymeric foam A. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.2 (b).
(a)
(b)
Gambar 4.2 Hasil Tegangan Equivalent Pembebanan Penuh Polymeric Foam A (a) bagian atas (b) bagian bawah
b. Hasil Tegangang Normal x
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan sumbu x maksimum sebesar 0.194 MPa pada polymeric foam A. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.3 (b).
(a)
(b)
Gambar 4.3 Distribusi Tegangan Normal Sumbu x Pembebanan Penuh pada
c. Hasil Tegangan Normal y
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan sumbu y maksimum sebesar 0.451 MPa pada polymeric foam A. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.4 (b).
(a)
(b)
Gambar 4.4 Distribusi Tegangan Normal Sumbu y Pembebanan Penuh pada Polymeric Foam A (a) bagian atas (b) bagian bawah
d. Hasil Tegangan Normal z
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan sumbu z maksimum sebesar 0.211 MPa pada polymeric foam A. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.5 (b).
(a)
Gambar 4.5 Distribusi Tegangan Normal Sumbu z Pembebanan Penuh pada Polymeric Foam A (a) bagian atas
(b)
Gambar 4.5 Lanjutan (b) bagian bawah
Secara keseluruhan hasil simulasi pemebebanan penuh pada sepatu kuda polymeric foam A dapat dilihat pada tabel 4.1 berikut.
Tabel 4.1 Hasil Simulasi Pembebanan Bagian Penuh Polymeric Foam A
Material
Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa tegangan normal terkecil terjadi pada sumbu x dan tegangan normal terbesar pada sumbu y.
4.2.2 Hasil Tegangan Pada Polymeric Foam B
a. Hasil Tegangan Equivalent (Von-Misses)
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan equivalent maksimum sebesar 1.528 MPa pada polymeric foam B. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.6 (b).
(a)
(b)
Gambar 4.6 Hasil Tegangan Equivalent Pembebanan Penuh Polymeric Foam B (a) bagian atas (b) bagian bawah
b. Hasil Tegangang Normal x
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan sumbu x maksimum sebesar 0.187 MPa pada polymeric foam B. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.7 (b).
(a)
Gambar 4.7 Distribusi Tegangan Normal Sumbu x Pembebanan Penuh pada polymeric foam B (a) bagian atas
(b)
Gambar 4.7 Lanjutan (b) bagian bawah c. Hasil Tegangan Normal y
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan sumbu y maksimum sebesar 0.519 MPa pada polymeric foam B. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.8 (b).
(a)
(b)
Gambar 4.8 Distribusi Tegangan Normal Sumbu y Pembebanan Penuh pada polymeric foam B (a) bagian bawah (b) bagian bawah
d. Hasil Tegangan Normal z
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan sumbu z maksimum sebesar 0.151 MPa pada polymeric foam B. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu
(a)
(b)
Gambar 4.9 Distribusi Tegangan Normal Sumbu z Pembebanan Penuh pada polymeric foam B (a) bagian atas (b) bagian bawah
Secara keseluruhan hasil simulasi pemebebanan penuh pada sepatu kuda polymeric foam B dapat dilihat pada tabel 4.2 berikut.
Tabel 4.2 Hasil Simulasi Pembebanan Penuh Polymeric Fom B
Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa tegangan normal terkecil terjadi pada sumbu z dan tegangan normal terbesar pada sumbu y.
4.2.3 Hasil Tegangan Pada Polymeric Foam C
a. Hasil Tegangan Equivalent (Von-Misses)
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan equivalent maksimum sebesar 1.129 MPa pada polymeric foam C. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.10 (b).
(a)
Gambar 4.10 Hasil Tegangan Equivalent Pembebanan Penuh polymeric
(b)
Gambar 4.10 Lanjutan (b) bagian bawah b. Hasil Tegangang Normal x
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan sumbu x maksimum sebesar 0.185 MPa pada polymeric foam C. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.11 (b).
(a)
Gambar 4.11 Distribusi Tegangan Normal Sumbu x Pembebanan Penuh pada polymeric foam C (a) bagian atas
(b)
Gambar 4.11 Lanjutan (b) bagian bawah c. Hasil Tegangan Normal y
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan sumbu y maksimum sebesar 0.326 MPa pada polymeric foam C. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.12 (b).
(a)
Gambar 4.12 Distribusi Tegangan Normal Sumbu y Pembebanan Penuh
(b)
Gambar 4.12 Lanjutan (b) bagian bawah d. Hasil Tegangan Normal z
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan sumbu z maksimum sebesar 0.179 MPa pada polymeric foam C. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.13 (b).
(a)
Gambar 4.13 Distribusi Tegangan Normal Sumbu z Pembebanan Penuh
(b)
Gambar 4.13 Lanjutan(b) bagian bawah
Secara keseluruhan hasil simulasi pemebebanan penuh pada sepatu kuda PF C dapat dilihat pada tabel 4.3 berikut.
Tabel 4.3 Hasil Simulasi Pembebanan Penuh Polymeric Foam C
Material
Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa tegangan normal terkecil terjadi pada sumbu x dan tegangan normal terbesar pada sumbu y.
4.2.4 Rangkuman Simulasi Pada Permukaan Penuh
Secara keseluruhan dari simulasi pada bagian permukaan penuh dapat
Tabel 4.4 Hasil Simulasi Pembebanan Pada Bagian Permukaan Penuh
Pada tabel di atas bahwa tegangan equivalent (von-misses) terkeceil terjadi pada polymeric foam C dan yang terbesar pada polymeric foam B. Pada tegangan normal sumbu x terjadi tegangan terkecil pada polymeric foam C dan terbesar pada polymeric foam A. Pada tegangan normal sumbu y terjadi tegangan terkecil pada polymeric foam C dan terbesar pada polymeric foam A. Pada tegangan normal sumbu z terjadi tegangan terkecil pada polymeric foam B dan terbesar pada polymeric foam A.
4.3 Hasil Simulasi Pada Bagian Depan
Pada simulasi simulasi ini sepatu kuda menerima tegangan penuh dari kaki kuda, ilustrasi pemberian tegangan pada sepatu kuda dengan tegangan sebesar 0.702 MPa di tunjukkan pada gambar 4.14.
(a)
(b)
Gambar 4.14 Set up (a) Tegangan Depan Pada Sepatu Kuda (b) Fix Support
4.3.1 Hasil Tegangan Pada Polymeric Foam A
a. Hasil Tegangan Equivalent (Von-Misses)
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan equivalent maksimum sebesar 1.824 MPa pada polymeric foam A. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.15 (b).
(a)
(b)
Gambar 4.15 Hasil Tegangan Equivalent Pembebanan Depan polymeric foam A (a) bagian atas (b) bagian bawah
b. Hasil Tegangang Normal x
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan sumbu x maksimum sebesar 0.415 MPa pada polymeric foam A. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.16 (b).
(a)
(b)
Gambar 4.16 Distribusi Tegangan Normal Sumbu x Pembebanan Depan
c. Hasil Tegangan Normal y
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan sumbu y maksimum sebesar 0.603 MPa pada polymeric foam A. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.17 (b).
(a)
(b)
Gambar 4.17 Distribusi Tegangan Normal Sumbu y Pembebanan Depan pada polymeric foam A (a) bagian atas (b) bagian bawah
d. Hasil Tegangan Normal z
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan sumbu z maksimum sebesar 0.441 MPa pada polymeric foam A. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.18 (b).
(a)
(b)
Gambar 4.18 Distribusi Tegangan Normal Sumbu z Pembebanan Depan
Secara keseluruhan hasil simulasi pemebebanan depan pada sepatu kuda polymeric foam A dapat dilihat pada tabel 4.5 berikut.
Tabel 4.5 Hasil Simulasi Pembebanan Bagian Depan Polymeric Foam A
Material
Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa tegangan normal terkecil terjadi pada sumbu x dan tegangan normal terbesar pada sumbu y.
4.3.2 Hasil Tegangan Pada Polymeric Foam B
a. Hasil Tegangan Equivalent (Von-Misses)
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan equivalent maksimum sebesar 2.461 MPa pada polymeric foam B. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.19 (b).
(a)
(b)
Gambar 4.19 Hasil Tegangan Equivalent Pembebanan Depan polymeric foam B (a) bagian atas (b) bagian bawah
b. Hasil Tegangang Normal x
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan sumbu x maksimum sebesar 0.30 MPa pada polymeric foam B. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.20 (b).
(a)
(b)
Gambar 4.20 Distribusi Tegangan Normal Sumbu x Pembebanan Depan pada polymeric foam B (a) bagian atas (b) bagian bawah
c. Hasil Tegangan Normal y
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan sumbu y maksimum sebesar 0.887 MPa pada PF B. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.21 (b).
(a)
(b)
Gambar 4.21 Distribusi Tegangan Normal Sumbu y Pembebanan Depan pada polymeric foam B (a) bagian atas (b) bagian bawah
d. Hasil Tegangan Normal z
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan sumbu z maksimum sebesar 0.425 MPa pada polymeric foam B. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.22 (b).
(a)
(b)
Gambar 4.22 Distribusi Tegangan Normal Sumbu z Pembebanan Depan
Secara keseluruhan hasil simulasi pemebebanan depan pada sepatu kuda polymeric foam B dapat dilihat pada tabel 4.6 berikut.
Tabel 4.6 Hasil Simulasi Pembebanan Bagian Depan Polymeric Foam B
Material
Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa tegangan normal terkecil terjadi pada sumbu x dan tegangan normal terbesar pada sumbu y.
4.3.3 Hasil Tegangan Pada Polymeric Foam C
a. Hasil Tegangan Equivalent (Von-Misses)
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan equivalent maksimum sebesar 1.855 MPa pada polymeric foam C. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.23 (b).
(a)
(b)
Gambar 4.23 Hasil Tegangan Equivalent Pembebanan Depan polymeric foam C (a) bagian atas (b) bagia bawah
b. Hasil Tegangang Normal x
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan sumbu x maksimum sebesar 0.323 MPa pada polymeric foam C. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.24 (b).
(a)
(b)
Gambar 4.24 Distribusi Tegangan Normal Sumbu x Pembebanan Depan pada polymeric foam C (a) bagian atas (b) bagian bawah
c. Hasil Tegangan Normal y
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan sumbu y maksimum sebesar 0.540 MPa pada polymeric foam C. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.25 (b).
(a)
(b)
Gambar 4.25 Distribusi Tegangan Normal Sumbu y Pembebanan Depan pada polymeric foam C (a) bagian atas (b) bagian bawah
d. Hasil Tegangan Normal z
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan sumbu z maksimum sebesar 0.305 MPa pada PF C. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.26 (b).
(a)
(b)
Gambar 4.26 Distribusi Tegangan Normal Sumbu z Pembebanan Depan
Secara keseluruhan hasil simulasi pemebebanan depan pada sepatu kuda polymeric foam C dapat dilihat pada tabel 4.7 berikut.
Tabel 4.7 Hasil Simulasi Pembebanan Depan Polymeric Foam C
Material
Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa tegangan normal terkecil terjadi pada sumbu x dan tegangan normal terbesar pada sumbu y.
4.3.4 Rangkuman Simulasi Pada Permukaan Bagaian Depan
Secara keseluruhan dari simulasi pada bagian permukaan penuh dapat dilihat pada tabel 4.8 berikut.
Tabel 4.8 Hasil Simulasi Pembebanan Pada Bagian Depan
Pada tabel di atas bahwa tegangan equivalent (von-misses) terkeceil terjadi pada polymeric foam A dan yang terbesar pada polymeric foam B. Pada tegangan normal sumbu x terjadi tegangan terkecil pada polymeric foam B dan terbesar pada polymeric foam A. Pada tegangan normal sumbu y terjadi tegangan terkecil pada polymeric foam C dan terbesar pada polymeric foam B. Pada tegangan normal sumbu z terjadi tegangan terkecil pada polymeric foam C dan terbesar pada polymeric foam A.
4.4 Hasil Simulasi Pada Bagian Belakang
Pada simulasi simulasi ini sepatu kuda menerima tegangan penuh dari kaki kuda, ilustrasi pemberian tegangan pada sepatu kuda dengan tegangan sebesar 0.976 MPa di tunjukkan pada gambar 4.27.
(a)
(b)
Gambar 4.27 Set up (a) Tegangan Belakang Pada Sepatu Kuda (b) Fix Support
4.4.1 Hasil Tegangan Pada Polymeric Foam A
a. Hasil Tegangan Equivalent (Von-Misses)
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan equivalent maksimum sebesar 3.100 MPa pada polymeric foam A.
(a)
(b)
Gambar 4.28 Hasil Tegangan Equivalent Pembebanan Belakang polymeric foam A (a) bagian atas (b) bagian bawah
b. Hasil Tegangang Normal x
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan sumbu x maksimum sebesar 0.470 MPa pada polymeric foam A. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.29 (b).
(a)
(b)
Gambar 4.29 Distribusi Tegangan Normal Sumbu x Pembebanan Belakang pada polymeric foam A (a) bagian atas (b) bagian bawah
c. Hasil Tegangan Normal y
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan sumbu y maksimum sebesar 1.107 MPa pada polymeric foam A. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.30 (b).
(a)
(b)
Gambar 4.30 Distribusi Tegangan Normal Sumbu y Pembebanan Belakang pada polymeric foam A (a) bagian atas (a) bagian bawah
d. Hasil Tegangan Normal z
Dari hasil simulasi di dapatkan tegangan sumbu z maksimum sebesar 0.394 MPa pada polymeric foam A. Tegangan tersebut terjadi pada bagian bawah sepatu kuda seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.31 (b).
(a)
(b)
Gambar 4.31 Distribusi Tegangan Normal Sumbu z Pembebanan Belakang pada polymeric foam A (a) bagian atas (b) bagian bawah
Secara keseluruhan hasil simulasi pemebebanan belakang pada sepatu kuda
Secara keseluruhan hasil simulasi pemebebanan belakang pada sepatu kuda