2.1
2.1 FisioterapiFisioterapi
Fisioterapi adalah bentuk pelayanan kesehatan yang ditujukan kepada Fisioterapi adalah bentuk pelayanan kesehatan yang ditujukan kepada
individu dan/atau kelompok untuk mengembangkan, memelihara dan memulihkan individu dan/atau kelompok untuk mengembangkan, memelihara dan memulihkan
gerak dan fungsi tubuh sepanjang rentang kehidupan dengan menggunakan gerak dan fungsi tubuh sepanjang rentang kehidupan dengan menggunakan
penanganan
penanganan secara secara manual, manual, peningkatan peningkatan gerak, gerak, peralatan peralatan (fisik,(fisik, elektroterapeutiselektroterapeutis
dan mekanis) pelatihan fungsi, komunikasi. Kegiatan fisioterapi dilakukan oleh dan mekanis) pelatihan fungsi, komunikasi. Kegiatan fisioterapi dilakukan oleh
sorang fisioterapis. Fisioterapis adalah setiap orang yang telah lulus pendidikan sorang fisioterapis. Fisioterapis adalah setiap orang yang telah lulus pendidikan
fisioterapi sesuai ketentuan peraturan perundang-undangan. (Peraturan Menteri fisioterapi sesuai ketentuan peraturan perundang-undangan. (Peraturan Menteri
Kesehatan RI no 80, 2013) Kesehatan RI no 80, 2013)
2.1.1
2.1.1 Macam – macam Fisioterapi (Hasuki, Macam – macam Fisioterapi (Hasuki, 2011)2011)
a.
a. Exercise Therapy atau Terapi LatihanExercise Therapy atau Terapi Latihan
Terapi ini dimaksudkan untuk mengembalikan fungsi Terapi ini dimaksudkan untuk mengembalikan fungsi
sekaligus memberi penguatan dan pemeliharaan gerak agar bisa sekaligus memberi penguatan dan pemeliharaan gerak agar bisa
kembali normal atau setidaknya mendekati kondisi normal. Kepada kembali normal atau setidaknya mendekati kondisi normal. Kepada
anak, akan diberikan latihan memegang maupun menggerakkan anak, akan diberikan latihan memegang maupun menggerakkan
tangan dan kakinya. Setelah mampu, akan dilanjutkan dengan tangan dan kakinya. Setelah mampu, akan dilanjutkan dengan
latihan mobilisasi, dimulai dengan berdiri, melangkah, berjalan, latihan mobilisasi, dimulai dengan berdiri, melangkah, berjalan,
lari kecil, dan seterusnya. Pada kasus patah kaki, contohnya, akan lari kecil, dan seterusnya. Pada kasus patah kaki, contohnya, akan
dilakukan fisioterapi secara bertahap, kapan si anak harus sedikit dilakukan fisioterapi secara bertahap, kapan si anak harus sedikit
menapak sampai bisa menapak penuh. Latihan-latihan yang menapak sampai bisa menapak penuh. Latihan-latihan yang
diberikan bertujuan mempertahankan kekuatan otot-otot dan diberikan bertujuan mempertahankan kekuatan otot-otot dan
kemampuan fungsionalnya dengan mempertahankan kemampuan fungsionalnya dengan mempertahankan
sendi-sendinya agar tak menjadi kaku. Hal ini perlu dilakukan karena sendinya agar tak menjadi kaku. Hal ini perlu dilakukan karena
kaki patah yang dipasangi gips umumnya akan mengalami kaki patah yang dipasangi gips umumnya akan mengalami
pengecilan otot, sehingga kekuatanny
pengecilan otot, sehingga kekuatannya pun berkurang. Lewat terapia pun berkurang. Lewat terapi
yang dilakukan sambil bermain akan kelihatan bagian mana yang yang dilakukan sambil bermain akan kelihatan bagian mana yang
mengalami penurunan fungsi. mengalami penurunan fungsi.
b.
b. Heating Therapy atau Terapi PemanasanHeating Therapy atau Terapi Pemanasan
Sesuai dengan namanya, terapi ini memanfaatkan kekuatan Sesuai dengan namanya, terapi ini memanfaatkan kekuatan
panas
panas yang biasyang biasanya anya digunakan digunakan pada pada kelainan kelainan kulit, kulit, otot, otot, maupunmaupun
jaringan
jaringan tubuh tubuh bagian bagian dalam dalam lainnya. lainnya. Penggunaannya Penggunaannya tentu tentu sajasaja
disesuaikan dengan tingkat keluhan. Bila hanya sampai di bagian disesuaikan dengan tingkat keluhan. Bila hanya sampai di bagian
kulit, maka pemanasannya pun hanya diperuntukkan bagi kulit saja kulit, maka pemanasannya pun hanya diperuntukkan bagi kulit saja
dengan menggunakan Infra Red Radiation (IRR) atau radiasi infra dengan menggunakan Infra Red Radiation (IRR) atau radiasi infra
merah. Bila gangguan terjadi pada otot, digunakanlah micro merah. Bila gangguan terjadi pada otot, digunakanlah micro
diathermy atau diatermi mikro. Sementara, jika gangguan muncul diathermy atau diatermi mikro. Sementara, jika gangguan muncul
di bagian terdalam seperti rangka tubuh, maka yang digunakan di bagian terdalam seperti rangka tubuh, maka yang digunakan
adalah short
adalah short wave diathermy wave diathermy atau diateratau diatermi gelombang mi gelombang pendek.pendek.
Intinya, jenis terapi yang dilakukan akan disesuaikan dengan hasil Intinya, jenis terapi yang dilakukan akan disesuaikan dengan hasil
diagnosis. diagnosis.
Terapi pemanasan biasanya diberikan bersamaan dengan Terapi pemanasan biasanya diberikan bersamaan dengan
jenis
jenis terapi terapi lain. lain. Seperti Seperti pada pada terapi terapi inhalasi inhalasi untuk untuk anak-anakanak-anak
dengan masalah lendir pada saluran napas; pada nyeri otot maupun dengan masalah lendir pada saluran napas; pada nyeri otot maupun
sendi. Bila dikombinasikan dengan bentuk pengobatan lain tentu sendi. Bila dikombinasikan dengan bentuk pengobatan lain tentu
lebih menguntungkan karena dosis obat yang harus diminum anak lebih menguntungkan karena dosis obat yang harus diminum anak
jadi lebih kecil untuk meminimalisir efek negatifnya. jadi lebih kecil untuk meminimalisir efek negatifnya.
c.
c. Electrical Stimulations Therapy atau Terapi Stimulasi ListrikElectrical Stimulations Therapy atau Terapi Stimulasi Listrik
Terapi yang menggunakan aliran listrik bertenaga kecil ini Terapi yang menggunakan aliran listrik bertenaga kecil ini
cocok diterapkan pada anak yang menderita kelemahan otot akibat cocok diterapkan pada anak yang menderita kelemahan otot akibat
patah
patah tulang tulang ataupun ataupun kerusakan kerusakan saraf saraf otot. otot. Cara Cara penggunaannya,penggunaannya,
dengan menempelkan aliran listrik pada otot-otot untuk mengatasi dengan menempelkan aliran listrik pada otot-otot untuk mengatasi
rasa nyeri. Terapi ini bertujuan untuk mempertahankan massa otot rasa nyeri. Terapi ini bertujuan untuk mempertahankan massa otot
dan secara tidak langsung merangsang regenerasi saraf. dan secara tidak langsung merangsang regenerasi saraf.
Pada pasien anak yang menderita gangguan pernapasan, Pada pasien anak yang menderita gangguan pernapasan,
terapi ini pun bisa digunakan untuk pengobatan. Efeknya, sirkulasi terapi ini pun bisa digunakan untuk pengobatan. Efeknya, sirkulasi
darah di rongga dada dan saluran pernapasan menjadi lebih lancar, darah di rongga dada dan saluran pernapasan menjadi lebih lancar,
sehingga dapat membantu relaksasi serta membantu mengeluarkan sehingga dapat membantu relaksasi serta membantu mengeluarkan
lendir dari saluran pernapasan, sehingga akan mempercepat proses lendir dari saluran pernapasan, sehingga akan mempercepat proses
penyembuhan. penyembuhan.
d.
d. Cold Therapy atau Terapi DinginCold Therapy atau Terapi Dingin
Terapi dingin biasanya diberikan bila cedera anak masih Terapi dingin biasanya diberikan bila cedera anak masih
akut sehingga proses peradangan tidak menjadi kronis. Terapi ini akut sehingga proses peradangan tidak menjadi kronis. Terapi ini
umumnya hanya diperuntukkan bagi otot saja, biasanya akibat umumnya hanya diperuntukkan bagi otot saja, biasanya akibat
terjatuh dan mengalami memar. Nah, terapi dingin ini pun berguna terjatuh dan mengalami memar. Nah, terapi dingin ini pun berguna
mengurangi bengkak. Itulah kenapa, ketika anak terjatuh dan mengurangi bengkak. Itulah kenapa, ketika anak terjatuh dan
bagian tubuhnya ada yang benjol, orang
bagian tubuhnya ada yang benjol, orang tua sering mengompresnyatua sering mengompresnya
dengan air dingin. Namun terapi dingin harus dengan pengawasan dengan air dingin. Namun terapi dingin harus dengan pengawasan
ketat karena kalau fase akutnya sudah lewat, tapi masih terus diberi
terapi, justru dapat merusak jaringan.
e. Chest Physiotherapy atau Terapi Bagian Dada
Anak dengan keluhan batuk-pilek biasanya mendapat chest
physiotherapy yang bermanfaat membersihkan saluran pernapasan
dan memperbaiki pertukaran udara. Yang termasuk dalam
fisioterapi ini di antaranya inhalasi/nebulizer, clapping, vibrasi dan
postural drainage.
Inhalasi yaitu memasukkan obat-obatan ke dalam saluran
pernapasan melalui penghirupan. Jadi, partikel obat dipecah
terlebih dulu dalam sebuah alat yang disebut nebulizeer hingga
menjadi molekul-molekul berbentuk uap. Uap inilah yang
kemudian dihirup anak, hingga obat akan langsung masuk ke
saluran pernapasan. Keuntungan cara ini, dosis obat jauh lebih
kecil, hingga dapat mengurangi efek samping obat.
Obat-obat inhalasi yang umum diberikan adalah obat untuk
melonggarkan saluran napas, pengencer dahak, dan NaCl sebagai
pelembab saluran napas. Sedangkan lamanya setiap inhalasi cukup
sekitar 10 menit. Tindakan lanjut untuk membantu pengeluaran
lendirnya, antara lain clapping atau tepukan pada dada dan
punggung. Bisa di sisi kanan, kiri, depan dada. Tepukan dilakukan
secara kontinyu dan ritmik. Sertai pula dengan pengaturan posisi
anak (postural drainage), semisal anak ditengkurapkan dengan
mengalir ke cabang pernapasan utama sekaligus lebih mudah untuk
dibatukkan. Ini akan menguntungkan karena biasanya anak tak bisa
meludah, hingga lendir yang menyumbat saluran pernapasan sulit
dikeluarkan.
Khusus pada bayi atau anak di bawah usia 2 tahun, bila
perlu, lakukan tindakan suction atau penyedotan lendir dengan alat
khusus lewat hidung atau mulut. Bisanya tindakan ini dilakukan
pada bayi dimana refleks batuknya belum cukup kuat untuk
mengeluarkan lendir.
f. Hydro Therapy atau Aquatik Therapy
Terapi dengan air berguna bagi anak-anak yang mengalami
gangguan, terutama gangguan gerak akibat spastisitas, misal pada
anak CP (Cerebral Palsy). Sedangkan pada anak yang terlambat
berjalan, tentu saja sebelum diterapi mereka akan dievaluasi dulu
baik dari usia, tingkat kemampuan, maupun tingkat kesulitan yang
dialami. Untuk bisa berjalan, anak tentu saja harus melalui
berbagai tahapan yang dimulai dengan tengkurap, duduk,
merangkak sampai berdiri. Biasanya anak tidak akan langsung
diajarkan berjalan bila tahap sebelumnya belum mampu ia lakukan.
Pada anak yang mengalami kesulitan bergerak karena
spastisitas/kekakuan, ketika di air, umumnya dia akan lebih mudah
bergerak. Dengan demikian diharapkan spastisitas anak akan
berkurang mengingat adanya bantuan berupa dorongan air yang
dengan gangguan tersebut dapat diberikan hidro terapi air, tapi
terapi ini bisa dijadikan sebagai salah satu alternatif.
g. Orthopedhic dan Rheumathoid Arthritis
Sebetulnya fisioterapi ortopedik ini dilakukan untuk
mengatasi gangguan tulang dan otot akibat patah tulang, post
fracture (retak), artritis sendi, keseleo, atau terkilir. Umumnya
ditujukan untuk kalangan dewasa karena kasusnya jarang sekali
terjadi pada anak.
Pada bayi, terapi ortopedik ini akan dipakai jika ia
mengalami proses pemendekan otot leher (lehernya jadi miring)
akibat pembengkakan otot leher yang membuat ototnya tertarik ke
satu arah. Fiosioterapi ini dilakukan dalam bentuk latihan-latihan
gerakan, pijat, dan peregangan. Bisa juga dibarengi dengan
ultrasound (gelombang suara berfrekuensi lebih tinggi dari yang
dapat didengar manusia) dan pemanasan untuk melepaskan
perlengketan/gumpalan di leher. Fisioterapi ini bisa diterapkan
sejak bayi berusia 2 minggu.
Fisioterapi rheumathoid arthritis dilakukan pada anak
dengan keluhan kaki bengkak atau mengalami gangguan sendi.
Untuk mengurangi rasa nyeri, terapi dingin diberikan saat akut dan
selanjutnya diberikan terapi panas dengan electrical stimulations
therapy. Ini bisa dilakukan pada anak usia 4-5 tahunan, tergantung
2.1.2 Alat Fisioterapi Latihan Berjalan
Fisioterapi latihan berjalan merupakan salah satu bagian dari
exercise therapy atau terapi berjalan. Terapi ini dimaksudkan untuk
mengembalikan fungsi sekaligus memberi penguatan dan pemeliharaan
gerak agar bisa kembali normal atau setidaknya mendekati kondisi normal.
Kepada anak, akan diberikan latihan memegang maupun menggerakkan
tangan dan kakinya. Setelah mampu, akan dilanjutkan dengan latihan
mobilisasi, dimulai dengan berdiri, melangkah, berjalan, lari kecil, dan
seterusnya.
Pada kasus patah kaki, contohnya, akan dilakukan fisioterapi
secara bertahap, kapan si anak harus sedikit menapak sampai bisa
menapak penuh.Latihan-latihan yang diberikan bertujuan mempertahankan
kekuatan otot-otot dan kemampuan fungsionalnya dengan
mempertahankan sendi-sendinya agar tak menjadi kaku. Hal ini perlu
dilakukan karena kaki patah yang dipasangi gips umumnya akan
mengalami pengecilan otot, sehingga kekuatannya pun berkurang. Lewat
terapi yang dilakukan sambil bermain akan kelihatan bagian mana yang
mengalami penurunan fungsi.
Ada beberapa metode untuk melatih berjalan pada pasien, antara lain :
1. Metode latihan berjalan secara manual atau tanpa bantuan alat,
Artinya pasien berlatih berjalan secara mandiri tanpa bantuan dari
siapapun atau alat apapun. Proses ini dapat memakan waktu yang
potensi juga cedera terjadi kembali dikarenakan tidak ada
pengamanan untuk untuk metode ini.
2. Metode latihan berjalan menggunakan alat bantu manual
Metode ini menggunakan alat bantu berjalan namun digunakan
secara manual digerakan oleh pasien. Alat ini memudahkan pasien
berjalan
Gambar 1. Metode latihan berjalan manual menggunakan paralel bar
Gambar 2 Metode latihan berjalan manual menggunakan walker (Sumber: www.google.com: fisioterapi berjalan)
3. Metode latihan berjalan dengan menggunakan alat bantu mekanik
(mesin)
Metode ini menggunakan alat bantu mekanik berjalan yang
dirancang untuk memudahkan pasien dalam melatih alat gerak
motorik kakinya dan tidak dibebani oleh berat tubuhnya sehingga
pasien dapat menggerakan dan melatih kakinya secara lebih
leluasa. Alat ini belum diproduksi di Indonesia
Metode ini yang dipilih untuk perancangan tugas akhir,
akan berguna untuk membantu terapi berjalan bagi pasien
penderita patah tulang alat gerak bawah (kaki), dengan
menggunakan sistem treadmill agar pergerakan kecepatannya dapat
diatur dan dikontrol sesuai kebutuhan pasien.
Gambar 3. Metode latihan berjalan menggunakan sistem mekanik (Sumber: www.google.com: fisioterapi berjalan)
2.2 Metode Perancangan Pahl & Beitz
Harsokoesoemo (2004) Perancangan merupakan kegiatan awal dari usaha
merealisasikan suatu produk yang kebutuhannya sangat dibutuhkan oleh
masyarakat. Setelah perancangan selesai maka kegiatan yang menyusul adalah
pembuatan produk. Kedua kegiatan tersebut dilakukan dua orang atau dua
kelompok orang dengan keahlian masing-masing, yaitu perancangan dilakukan
oleh tim perancang dan pembuatan produk oleh ti m kelompok pembuat produk.
Pahl dan Beitz mengusulkan cara merancang produk sebagaimana yang
dijelaskan dalam bukunya; Engineering Design : A Systematic Approach. Cara
merancang Pahl dan Beitz tersebut terdiri dari 4 kegiatan atau fase, yang
masing-masing terdiri dari beberapa langkah. Keempat fase tersebut adalah :
1. Perencanaan dan penjelasan tugas
2. Perancangan konsep produk
3. Perancangan bentuk produk (embodiment design)
4. Perancangan detail
Sebenarnya langkah-langkah dalam keempat fase proses perancangan
diatas tidaklah perlu dikelompokkan dalam 4 fase secara kaku, sebab seperti
misalnya, pada langkah pada fase perancangan detail (fase ke-4) cara pembuatan
komponen produk sudah diperlukan detail dan banyak lain contohnya seperti itu.
Setiap fase proses perancangan berakhir pada hasil fase, seperti fase
pertama menghasilkan daftar persyaratan dan spesifikasi perancangan. Hasil
setiap fase tersebut kemudian menjadi masukan untuk fase berikutnya dan
fase itu sendiri setiap saat dapat berubah oleh umpan balik yang diterima dari hasil
fase-fase berikutnya.
2.2.1 Perencanaan Proyek dan Penjelasan Tugas
Tugas fase ini adalah menyusun spesifikasi produk yang
mempunyai fungsi khusus dan karakteristik tertentu yang memenuhi
kebutuhan masyarakat. Produk ini dengan fungsi khusus dan karakteristik
tertentu tersebut merupakan olahan hasil survei bagian pemasaran atau atas
permintaan segmen masyarakat. Fase pertama tersebut perlu diadakan
untuk menjelaskan secara lebih detail sebelum produk tersebut
dikembangkan lebih lanjut. Pada fase ini dikumpulkan semua informasi (Sumber: buku pengantar perancangan teknik (perancangan produk)
tentang semua persyaratan atau requirement yang harus dipenuhi oleh
produk dan kendala-kendala yang merupakan batas-batas untuk produk.
Hasil fase ini adalah spesifikasi produk yang dimuat dalam suatu daftar
persyartan teknis. Fase perencanaan produk tersebut baru dapat
memberikan hasil yang baik, jika fase tersebut memperhatikan kondisi
pasar, keadaan perusahaan dan ekonomi negara.
Pada perencanaan proyek dibuat jadwal kegiatan dan waktu
penyelesaian setiap kegiatan dalam proses perancangan.
2.2.2 Perancangan Konsep Produk
Berdasarkan spesifikasi produk hasil fase pertama, dicarilah
beberapa konsep produk yang dapat memenuhi persyaratan-persyaratan
dalam spesifikasi tersebut. Konsep produk tersebut merupakan solusi dari
masalah perancangan yang harus dipecahkan. Beberapa alternatif konsep
produk dapat ditemukan. Konsep produk biasanya berupa gambar skets
atau gambar skema yang sederhana, tetapi telah memuat semua.
Beberapa alternatif konsep produk kemudian dikembangkan lebih
lanjut dan setelah dievaluasi. Evaluasi tersebut haruslah dilakukan
beberapa kriteria khusus seperti kriteria teknis, kriteria ekonomis dan
lain-lain. Konsep produk yang tidak memenuhi persyaratan-persyaratan dalam
spesifikasi produk, tidak diproses lagi dalam fase-fase berikutnya,
sedangkan dari beberapa konsep produk yang memenuhi kriteria dapat
dipilih solusi yang terbaik.Mungkin terjadi, ditemukan beberapa konsep
Dari diagaram alir cara merancang Pahl dan Beitz dapat dilihat
bahwa fase perancangan konsep produk terdiri dari beberapa langkah.
2.2.3 Perancangan Bentuk (Embodiment Design)
Dari diagram alir cara merancang Pahl dan Beitz dapat dilihat
bahwa fase perancangan bentuk terdiri dari beberapa langkah, yang
jumlahnya lebih banyak dari jumlah langkah-langkah pada fase
perancangan konsep produk.
Pada fase perancangan bentuk ini, konsep produk “diberi bentuk”,
yaitu komponen-komponen konsep produk yang dalam gambar skema atau
gambar skets masih berupa garis atau batang saja, kini harus diberi bentuk,
sedemikian rupa sehingga komponen-komponen tersebut secara bersama
menyusun bentuk produk, yang dalam geraknya tidak saling bertabrakan
sehingga produk dapat melakukan fungsinya. Konsep produk yang sudah
digambarkan pada preliminary layout, sehingga dapat diperoleh beberapa
preliminary layout.
Preliminary layout masih dikembangkan lagi menjadi layout yang
lebih baik lagi dengan meniadakan kekurangan dan kelemahan yang ada
dan sebagainya. Kemudian dilakukan evaluasi terhadap beberapa
preliminary layout yang sudah dikembangkan lebih lanjut berdasarkan
kriteria teknis, kriteria ekonomis dan lain-lain yang lebih ketat untuk
memperoleh layout yang terbaik yang disebut definitive layout.
Definitive layout telah dicek dari segi kemampuan melakukan
2.2.4 Perancangan Detail
Pada fase perancangan detail, maka susunan komponen produk,
bentuk, dimensi, kehalusan permukaan, material dari setiap komponen
produk ditetapkan. Demikian juga kemungkianan cara pembuatan setiap
produk sudah dijajagi dan perkiraan biaya sudah dihitung. Hasil akhir fase
ini adalah gambar rancangan lengkap dan spesifikasi produk untuk
pembuatan; kedua hal tersebut disebut dokumen untuk pembuatan produk.
2.3 Perhitungan Kekuatan Bahan Dalam Perancangan 2.3.1 Tegangan (Mott, 2009)
a. Tegangan statis
Bila suatu komponen menerima beban yang diberikan secara lambat, tanpa kejutan dan ditahan pada nilai konstan, maka tegangan yang dihasilkan pada komponen tersebut disebut tegangan statis ( static stress). Contohnya beban pada sebuah struktur karena bobot mati dari bahan – bahan bangunan. Dengan adanya gaya luar dengan besar yang tetap untuk selamanya, maka tegangan akan naik dari nol hingga maksimum dan terus tetap/constant.
b. Tegangan berulang dan berbalik
Tegangan berbalik terjadi bila suatu elemen tertentu pada bagian suatu struktur pembawa beban menerima tingkat tegangan tarik tertentu yang diikuti oleh tegangan tekan dalam tingkat yang sama. Jika siklus tegangan ini berulang beberapa ribu kali, maka tegangannya disebut tegangan berulang dan berbalik. Beban maksimum diberikan sewaktu – waktu maka tegangan naik dari nol ke harga tertinggi lalu kembali ke
nol dan terus berulang – ulang. c. Tegangan yang berubah – ubah
Bila suatu bagian struktur pembawa beban dikenai trgangan bolak – balik dengan nilai rata-rata tidak nol, maka pembebanan ini akan
besar yang sama diberikan dengan arah berganti – ganti, maka tegangan akan naik ke harga positif dan turun melewati harga 0 ke harga negative.
2.3.2 Pembebanan dan Tegangan (Hakim, 2010)
Dilihat dari arah beban yang diberikan dan berpengaruh terhadap komponen yang menahannya. Serta tegangan adalah gaya dalam yang terjadi ditahan oleh penampang potong batang, maka didalam batang tersebut terjadi tegangan, jadi definisi tegangan adalah gaya per satuan luar penampang, pembebanan dan tegangan terdiri dari 5 jenis.
1. Pembebanan dan Tegangan Tarik : Gaya bekerja sejajar sumbu/ tegak lurus penampang kearah luar (menjauh), yang mengakibatkan batang/elemen konstruksi mengalami perpanjangan.
=
(1)
σt : Tegangan tarik (N/mm ) Fn : Gaya tarik (N)
A : Luas penampang (mm2)
2. Pembebanan dan Tegangan Tekan : Gaya bekerja sejajar sumbu/tegak lurus penampang kearah dalam (menuju), yang mengakibatkan batang/elemen konstruksi mengalami perpendekan.
=
(2)
σd : Tegangan tekan (N/mm ) Fn : Gaya tarik (N)
A : Luas penampang (mm2)
3. Pembebanan dan Tegangan Bengkok (Bending) : Gaya bekerja dengan jarak tertentu terhadap penampang, yang mengakibatkan momen bengkok batang/elemen konstruksi mengalami bengkokan.
=
(3)
=
. (4)
σb : Tegangan bengkok (N/mm2) Mb : Momen Bengkok (Nmm)
Wb : Momen Tahanan Bengkok (mm ) Ix : Momen Inersia penampang (mm4) Y : Jarak elemen terhadap sumbu
4. Pembebanan dan Tegangan Geser : Gaya bekerja sejajar penampang/tegak lurus sumbu yang mengakibatkan batang/elemen
konstruksi mengalami geseran.
=
(5)
τg : Tegangan geser (N/mm2) Fg : Gaya Geser (N)
A : Luas penampang (mm )
5. Pembebanan dan Tegangan Puntir : Gaya bekerja sejajar penampang dengan radius tertentu terhadap sumbu batang, yang mengakibatkan momen puntir sehingga batang konstruksi men
galami puntiran
=
(6)
τp : Tegangan puntir (N/mm2) Mp : Momen puntir (Nmm)
Wp : Momen tahanan puntir (mm ) 2.3.3 Faktor keamanan
Supriyanto (2010) Faktor keamanan adalah angka yang menjamin agar benda yang dipakai atau direncanakan aman.
dibutuhkan
yang
kekua
sebenarnya
kekua
keamanan
Faktor
tan
tan
Faktor keamanan haruslah lebih besar daripada 1,0. Untuk
menghindari kegagalan, biasanya angka ini berkisar antara 1,0 sampai 15.
Faktor keamanan dapat ditentukan dengan mempertimbangkan berikut ini.
a. Kemungkinan pembebanan melampaui batas dari struktur.
b. Jenis pembebanan (statis, dinamis).
c. Ketidaktelitian dalam struktur.
d. Variasi dalam sifat-sifat bahan.
e. Keburukan yang disebabkan kondisi atau efek-efek lingkungan yang
Apabila pengambilan faktor keamanan sangat rendah, maka kemungkinan kegagalan akan menjadi tinggi. Karena itu, rancangan strukturnya mungkin tidak diterima. Sebaliknya, bila faktor keamanan sangat besar, maka pemakaian bahan akan boros dan struktur menjadi berat sehingga tidak cocok dari segi fungsi. Dalam praktek terdapat beberapa cara melaksanakan faktor keamanan. Untuk kebanyakan struktur, perlu diperhatikan agar bahannya tetap berada dalam jangkauan elastis untuk menghindari adanya deformasi permanen apabila bebannya diambil. Oleh karena itu, metode perencanaan yang lazim adalah menggunakan faktor keamanan terhadap tegangan luluh maupun tegangan batas dari bahan, sehingga diperoleh tegangan izin (allowable stress) atau tegangan
kerja working stress), yang tak boleh dilampaui di setiap bagian dalam struktur.
Klasifikasi faktor keamanan berdasarkan bahan (Mott, 2009) : Bahan – bahan ulet :
1. N = 1,25 hingga 2,0. Perancangan struktur yang menerima bahan beban statis dengan tingkat kepercayaan yang tinggi untuk semua data perancangan.
2. N = 2,0 hingga 2,5. Perancangan elemen – elemen mesin yang menerima pembebanan dinamis dengan tingkat kepercayaan rata-rata untuk semua data perancangan.
3. N = 2,5 hingga 4,0. Perancangan struktur statis atau elemen – elemen mesin yang menerima pembebanan dinamis dengan ketidakpastian mengenai beban, sifat - sifat bahan, analisis tegangan, atau lingkungan. 4. N = 4,0 atau lebih. Perancangan struktur statis atau elemen – elemen
mesin yang menerima pembebanan dinamis dengan ketidakpastian mengenai beberapa kombinasi beban, sifat-sifat bahan, analisis tegangan, atau lingkungan. Keinginan untuk memberikan keamanan ekstra komponen yang kritis dapat juga memilih nilai-nilai ini.
2.3.4 Pemilihan Bahan
(Mott, 2009) Menentukan bahan dari suatu komponen individu sebuah produk yang akan dibuat merupakan hal yang sangat penting, proses pemilihan bahan harus dimulai dengan pemahaman yang jelas
mengenai fungsi, syarat perancangan, dan kriteria evaluasi untuk produk dan komponen individu.
1. Fungsi menyatakan apa yang harus dikerjakan oleh peralatan itu, dengan menggunakan pernyataan umum yang menggunakan frasa aksi, seperti :
a. Untuk menyangga suatu beban, b. Untuk mengangkat peti kayu,
c. Untuk mentransmisikan daya, atau
d. Untuk menopang dua batang struktural secara bersamaan.
2. Syarat perancangan adalah pernyataan terperinci yang biasanya bersifat kuantitatif mengenai:
a. tingkat unjuk kerja yang diharapkan,
b. Kondisi lingkungan di mana peralatan harus beroperasi, c. Keterbatasan ruang atau berat, atau bahan – bahan, d. Komponen yang tersedia yang dapat digunakan, e. Nilai efisiensi peralatan,
f. Standar keamanan dari pemerintah dan industri harus terpenuhi, g. Banyaknya jumlah produksi perhari.
3. Kriteria evaluasi adalah pernyataan tentang karakteristik kualitatif yang diharapkan dari perancangan yang membantu perancang dalam memutuskan alternatif perancangan mana yang optimal, yaitu perancangan yang memperbesar manfaat, seperti :
a. Keamanan
b. Unjuk kerja (tingkat di mana konsep perancangan melebihi syarat – syaratnya),
c. Kemudahan dalam pembuatan,
f. Biaya awal yang murah,
g. Biaya pengoperasian dan perawatan yang murah, h. Ukuran yang kecil dan berat yang rendah,
i. Kebisingan dan getaran yang rendah (operasi yang halus atau lancar),
j. Penggunaan yang siap sedia dan komponen yang siap beli,
k. Penggunaan yang hati-hati baik terhadap bagian-bagian yang dirancang secara khusus atau terhadap komponen - komponen yang tersedia secara komersial,
2.4 Perencanaan Elemen Mesin
Elemen – elemen mesin yang digunakan dalam perancangan alat fisioterapi treadmill diantaranya:
1. Motor penggerak (Motor listrik) 2. Transmisi (V- Belt)
3. Walking belt (Belt Conveyor) 4. Roller (Poros)
5. Bearing (Bantalan)
6. Sambungan pengikat ( baut, las)
7. Sistem Kontrol (Variable speed drive sistem inverter, push button dan emergency stop button)
2.4.1 Motor Penggerak (Motor Listrik)
Motor penggerak yang digunakan adalah motor AC. Motor AC
atau motor arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan
arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu. Motor listrik memiliki
dua buah bagian dasar listrik, yakni stator dan rotor. Stator adalah
komponen listrik statis sedangkan rotor adalah komponen listrik yang
berputar untuk memutarkan as motor. Motor AC itu sendiri dibagi menjadi
a. Motor Sinkron
Motor sinkron adalah motor AC yang bekerja pada kecepatan tetap
pada sistem frekuensi tertentu. Motor ini memerlukan arus searah (AC)
untuk pembangkit daya dan memiliki torque awal yang rendah.
Oleh sebab itu, motor sinkron cocok untuk penggunaan awal
dengabeban rendah, contohnya kompresor, perubahan frekuensi dan
generator motor.
b. Motor Induksi
Motor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada
berbagai peralatan industri. Hal ini dikarenakan motor induksi
memiliki rancangan yang sederhana, murah dan mudah didapat serta
dapat langsung disambungkan dengan ke sumber daya AC.
Motor induksi diklasifikasikan menjadi 2 kelompok, yaitu :
1. Motor induksi satu fase. Motor ini hanya memiliki satu gulungan
stator, beroperasi dengan pasokan daya satu fase, memiliki sebuah
rotor kandang tupai dan memerlukan sebuah alat untuk
menghidupkan motornya. Motor ini untuk penggunaan daya
sampai 4 Hp.
2. Motor induksi tiga fase. Medan magnet yang berputar dihasilkan
oleh pasokan tiga fase yang seimbang. Motor tersebut memiliki
kemampuan daya yang tinggi, dapat memiliki rotor kandang tupai
atau gulungan rotor dan penyalaan sendiri. Motor tiga fase tersedia
Pemilihan daya motor diperhitungkan berdasarkan kebutuhan, adapun cara
untuk menghitung daya motor yang diperlukan sebagai berikut.
P = F f x V (W) (7)
P = N x μx V (W) (8)
Dengan P adalah daya motor (satuan W) , F f adalah gaya gesek maksimum
yang terjadi (satuan N), V adalah kecepatan maksimum yang terjadi
(satuan m/s), N adalah gaya normal (satuan N), dan μ adalah koefisien
gesek bahan.
2.4.2 Transmisi
Sularso, dan Kiyokatsu (1983) Sistem transmisi dalam otomotif adalah sistem yang berfungsi untuk konversi torsi dan kecepatan (putaran) dari mesin menjadi torsi dan kecepatan yang berbeda-beda untuk diteruskan ke penggerak akhir. Konversi ini mengubah kecepatan putar yang tinggi menjadi lebih rendah tetapi lebih bertenaga, atau sebaliknya.
Jarak yang jauh antara 2 buah poros sering tidak memungkinkan transmisi langsung dengan menggunakan roda gigi. Untuk kondisi seperti ini, cara transmisi yang dapat diterapkan adalah dengan menggunakan Belt atau Chain yang dibelitkan sekeliling puli atau sprocket pada poros.
Transmisi belt dapat dibagi menjadi 3 type : a. Sabuk datar (Flat belt)
b. Sabuk-V (V-belt)
c. Sabuk bergigi (Toothed belt)
Flat belt dapat digunakan pada jarak antar poros yang relative lebih jauh dari pada type belt yang lain. Cara untuk menghitung sabuk – V sebagai berikut :
Daya rencana
Pemilihan penampang V-belt max n Pd belt V Penampang ..
(Menggunakan diagram pemilihan sabuk – V)
Pemilihan diameter puli
dp = diameter lingkar jarak bagi (pada tabel, mm) din = dp – 2.ko (mm) (10) dout = dp + 2.k (mm) (11) dp.n1 = Dp.n2 (mm) (12) Dp = . 1 2 (mm) (13) Dout = Dp + 2.k (mm) (14)
Gambar 5. Diagram pemilihan sabuk - V
Kecepatan belt
60 . .dp n
V (12)
Pengecekan C terhadap diameter puli
2
Dout dout
C (14)
Kapasitas daya transmisi dari satu V-be ( Po - Kw
(menggunakan tabel kapasitas daya yang ditransmisikan)
Sudut kontak 0 0 57 . 180 c dp Dp (15)
θ
Ko = factor koreksi Tabel 2. Ukuran Puli - VTabel 3. Kapasitas daya yang ditransmisikan untuk satu sabuk tunggal, Po(kW)
Jumlah V- belt Ko Po Pd . (16) Panjang V - belt
2 . 4 1 2 . 2 Dp dp c dp Dp c L (17) Keterangan :Daya yang akan ditransmisikan P : W Putaran poros motor penggerak n1 : rpm Putaran poros mesin/alat n2 : rpm Perbandingan putaran i : n1/n2 Jarak antar sumbu poros c : mm
2.4.3
Walking Belt
(Belt Conveyor)Konveyor atau ban berjalan adalah ban atau sabuk yang terhubung
ke dua atau lebih poros yang berputar yang digunakan untuk mengangkut
material. Satu atau lebih katrol terhubung ke motor sehingga akan
menggerakkan rangkaian ban atau sabuk tersebut. Belt konveyor khusus
treadmill tersedia dipasaran (standar)
2.4.4
Roller
(Poros)Dalam alat fisioterapi treadmill ini dibutuhkan poros untuk (Sumber: www.google.com: belt conveyor)
Poros adalah suatu bagian yang berputar, biasanya berpenampang bulat
dimana terpasang elemen-elemen seperti roda gigi, puli, flywheel , engkol,
sprocket , dan elemen pemindah lainnya. Poros bisa menerima beban
lenturan, beban tarikan, beban tekan, atau beban puntiran yang bekerja
sendiri-sendiri atau berupa gabungan satu dengan yang lainnya, adapun
pembagian poros seperti ini.
Poros transmisi lebih dikenal dengan sebutan shaft . Shaft akan mengalami
beban punter berulang, beban lentur berganti ataupun kedua-duanya. Pada
shaft, daya dapat ditransmisikan melalui roda gigi, puli, flywheel , sprocket,
dan lain-lain.
Hal – hal yang harus diperhatikan dalam pemilihan poros adalah :
a. Kekuatan poros
Poros transmisi akan menerima beban puntir, beban lentur, ataupun
gabungan antara beban puntir dan lentur. Dalam perancangan poros perlu
memperhatikan beberapa factor, misalnya kelelahan, tumbukan dan
pengaruh konsentrasi tegangan bila menggunakan poros bertangga ataupun
penggunaan alur pasak pada poros tersebut. Poros yang dirancang tersebut
harus cukup aman untuk menahan beban-beban tersebut.
b. Kekakuan poros
Meskipun sebuah poros mempunyai kekuatan yang cukup aman dalam
menahan pembebanan tetapi adanya lenturan atau defleksi yang terlalu
besar akan mengakibatkan ketidaktelitian (pada mesin perkakas), vibration
(getaran mesin), dan noise (suara). Oleh karena itu diamping
dan sisesuaikan dengan jenis mesin yang akan ditransmisikan dayanya
dengan poros tersebut.
Sularso, dan Kiyokatsu Suga (1983) Untuk menghitung poros dengan
beban puntir, dapat diperoleh persamaan sebagai berikut :
Daya rencana Pd : P. fc (W) (18)
Torsi / Momen puntir Pd T . T Pd (Nmm)
(19)
Beban Lentur M : N.mm / kg.mm
Tegangan geser yang diijinkan
τ
a (N/mm2) Tegangan geser dihitung atas dasar kelelahan puntir. Kelelahan puntir = 40 % . kelelahan tarik Kelelahan tarik = 45 % . kekuatan tarik (σ
u)τ
a = 40 % . 45 % .σ
uτ
a = 1 / 5,6 .σ
u Untuk bahan SFτ
a = 1 / 6 .σ
u Untuk bahan SC Faktor ini dinyatakan dengan Sf 13 3 , 1 tan
2
Sf tegangan i konsentras gga ber poros pasak Alur ) / ( . 2 2 1mm
N
Sf
Sf
u
a
(20)Faktor ini dinyatakan dengan Sf 2
Faktor koreksi momen puntir (Kt)
tan 3 5 , 1 tan 5 , 1 1 sec 1 keju dengan dikenakan Beban Kt keju sedikit dikenakan Beban Kt halus ara dikenakan Beban Kt
Faktor koreksi momen lentur (Km)
ringan Tumbukan Km halus Tumbukan Km 2 1 5 , 1
Poros Pejal
3 / 1 2 2 . . . 1 , 5
Km M Kt T a ds (mm) (21) Poros Berongga
3 / 1 2 2 4 . . . 1 . 1 , 5
Km M Kt T k a do (mm) (22) Keterangan :Daya yang akan ditransmisikan P : Watt Putaran poros motor penggerak n1 : rpm Faktor koreksi daya yang akan fc : 1 - 2 ditransmisikan.
2.4.5
Bearing
(Bantalan)Bearing adalah suatu elemen mesin yang berfungsi sebagai penumpu poros berbeban, sehingga gerakan yang terjadi yaitu gerakan berputar atau menggelinding dan gerakan bolak-balik dapat berlangsung
dengan halus, aman, dan panjang umur.
Pemilihan bantalan haruslah benar sesuai dengan kaidah dan ketentuannya sehingga memungkinkan poros serta elemen mesin lainnya akan bekerja secara baik, apabila bantalan tidak bekerja denganbaik maka kerja suatu sistem akan menurun atau dapat dikatakan tidak dapat bekerja sebagaimana mestinya. Jadi bantalan dalam suatu kontruksi mesin dapat juga dikatakan sebagai pondasinya.
Klasifikasi Bearing berdasarkangerakan bearing terhadap poros ada 2, antara lain:
a. Journal bearing / bantalan luncur
Pada journal bearing terjadi gesekan luncur antara poros dengan journal bearing , karena permukaan poros ditumpu oleh permukaan journal bearing dengan perantaraan lapisan pelumas
b. Rolling bearing / bantalan gelinding
Pada rolling bearing terjadi gesekan gelinding antara bagian yang berputar dengan bagian yang diam melalui elemen gelinding (ball , roll ).
2.4.6 Sambungan Pengikat Las
Suatu proses penyambungan dua keping logam atau lebih, dilakukan pada logam yang sama atau pada logam yang tidak sama menjadi suatu sambungan yang tetap (permanen), dengan menggunakan sumber panas listrik dan bahan tambah/pengisi berupa elektroda terbungkus.
Pada proses las elektroda terbungkus, busur api listrik yang terjadi antara ujung elektroda dan logam induk (base metal ) akan menghasilkan
Gambar 7. Bantalan Luncur
Gambar 8. Bantalan Gelinding
Gambar 9. Mesin Las Listrik (Sumber: www.google.com: bantalan luncur)
(Sumber: www.google.com: bantalan gelinding)
benda kerja secara setempat. Dengan adanya pencairan ini maka kampuh las akan terisi oleh logam cair yang berasal dari elektroda dan logam induk, terbentuklah kawah cair, lalu membeku maka terjadilah logam las-andan terak ( slag ).
Parameter pengelasan: Panjang busur, Voltage, dan Arus (Current) Cara menghitung kekuatan sambungan las sebagai berikut [10] : 1. Tegangan Geser yang terjadi pada welding :
)
/
(
N
mm
2A
F
(23) troat = 0,707 x h (mm) (24) A = troat x L (mm2) (25) Keterangan: F = Beban (N) A = Luas pengelasan (mm2) L = Panjang Pengelasan (mm) h = Kaki las (mm)2. Tegangan Geser yang diijinkan :
)
/
(
N
mm
2Sf
y
a
(26) Keterangan:σ
y = Yield strength (N/mm2)(Sumber: buku bahan ajar elemen mesin I) Gambar 10. Penunjukan troat dan kaki las
τ
= 0,58 xσ
y (N/mm2) Sf = Safety factora
(25)3. Gaya max yang dapat di terima
F =
(N) (28)2.4.7 Sambungan Pengikat Baut
Cara menghitung kekuatan sambungan baut beban eksentrik tegak lurus dan sejajar sumbu baut sebagai berikut[10] :
Beban geser langsung.
n W Ws = . (N) (29) W = Beban eksentrik (N) Wo = Beban Rencana (N) Fc = Faktor koreksi ( 1-2) n = Jumlah baut
Beban pada setiap baut untuk jarak Ln :
Ln C
Wtn . (30)
Wtn = Beban tarik pada baut yang ke n (N) C = Beban baut setiap satuan jarak (N/mm)
Ln = Jarak baut yang ke n ke titik berat sambungan (mm)
Beban tarik ekivalen :
max max 4
..( ) 2 1 2 2 N Ws Wt Wt Wte (31)Beban geser ekivalen :
max 4
..( ) 2 1 2 2 N Ws Wt Wse (32)Diameter inti baut :
a Wte d . . 4 1 d1 diambil terbesar (mm) (33) (27)
a Wse d . . 4 1 d1 diambil terbesar (mm) (34) 2.4.8 Sistem Kontrol
Alat fisio treadmill ini menggunakan sistem kontrol pengatur putaran menggunakan variable speed drive sistem inverter. Aplikasi variable speed drive banyak digunakan digunakan di industri. Jika sebelumnya banyak dipergunakan sistem mekanik, kemudian beralih ke motor slip/pengereman, maka saat ini bnyak menggunakan semi
konduktor. Inverter menggunakan frekuensi tegangan masuk untuk mengatur kecepatan motor.
RPM = 120 . [12]
(35)
Dimana : RPM : Speed motor (Rpm) f : Frekuensi (Hz) p : Kutub motor (pole)Jadi, dengan memainkan perubahan frekuensi tegangan yang masuk pada motor, kecepatan akan berubah. Karena itu inverter disebut juga variable frequency drive.
2.5
F inite E lement Analysis
(FEA)Effendi (2015) Sebelumnya metoda penelitian analisis elemen hanya pada tingkat makro. Pendekatan ini disebut dengan pendekatan tradisional yang menitikberatkan merancang analisis melibatkan penerapan klasik atau teknik analitis. Pendekatan ini memiliki kekurangan yaitu penyebaran kondisi dan informasi dari material tidak menyebar secara merata. Informasi yang memadai tidak akan tersedia pada tegangan kritis pada bagian pada komponen. Perlu untuk
kompleks dan sistem. Jika analisis rancangan dilakukan dengan cara konvensional.
FEA merupakan alat yang memudahkan untuk analisis struktur sederhana dan kompleks. Analisis elemen hingga tidak terbatas pada sistem teknik mesin saja. FEA dapat diaplikasikan secara luas di bidang teknik listrik, teknik elektronika, elektro mikro, sistem mekanik, biomedis rekayasa dll. Pada dunia manufaktur, FEA digunakan dalam simulasi dan optimalisasi proses manufaktur seperti pengecoran, permesinan, molding, forging, forming, heat treatment, pengelasan dan lain sebagainya. Permasalahan struktur, dynamic, thermal, magnetic potencial, dan aliran fluida dapat ditangani dengan mudah dan akurat dengan FEA. Metode elemen hingga merupakan prosedur numeric. Metode ini melibatkan pemodelan struktur menggunakan sejumlah elemen kecil yang saling berhubungan. Contoh dengan mempertimbangkan sebuah plat 2D yang diberikan
gaya P.
Struktur plat 2D tersebut dibagi menjadi 20 elemen dan 33 nodal yang dilustrasikan pada Gambar 11 Nodal dalam hal ini adalah titik sudut dari setiap elemen persegi empat. Nodal dari nomor 1 sampai 33, masing-masing dibentuk oleh elemen persegi.Solusi didapatkan dengan perkiraaan FEA. Akurasi pada solusi tergantungn pada type elemen dan jumlah elemen yang digunakan.Sangat penting untuk memahami permasalahan fisik untuk menentukan elemen yang
sesuai pada permasalahan yang diberikan.
Gambar 12. Contoh aplikasi metode elemen hingga plat 2D (Sumber: www.google.com, metode elemen hingga )
2.5.1
SkemaF inite E lement Analysis
Secara garis besar kegiatan pada finite element modeling terdiri dari preprocessor, solving dan post- processor.
Kegiatan pada finite element modeling kegiatan yang dilakukan adalah pembuatan model geometri, meshing, menentukan kondisi batas dan beban, menentukan properti material, dan menentukan tipe analisis.Pada tahapan solving dilakukan analisis solusi yang ditampilkan pada tahap post-processor .
2.5.2
MeshF inite E lement Analysis
Jaringan elemen dan nodal yang membagi model menjadi elemen kecil disebutsebagai mesh. Jenis elemen pada mesh diilustrasikan pada. Kerapatan mesh meningkat sebagai elemen lainnya ditempatkan dalam suatu wilayah tertentu. perbaikan mesh adalah ketika mesh dimodifikasi dari satu model analisis ke analisis selanjutnya untuk mendapatkan hasil yang lebih baik. Hasil umumnya menjadi lebih baik ketika kerapatan mesh meningkat pada daerah stress gradien yang tinggi atau ketika zona transisi geometris dibuat mesh yang hasul. Umumnya, hasil the FEA konvergen menuju hasil yang lebih tepat apabila mesh terus diperbaiki. Untuk menilai
(Sumber: www.google.com, Finite Elemen Analysis ) Gam bar 13. Skema Finite Elemen Analysis
struktur dapat diperbaiki dengan kerapatan mesh yang lebih tinggi di lokasi yang diberbaiki. Jika ada perubahan dalam minimal dalam nilai maksimum tegangan.Ini adalah hasil yang wajar ketika setelah mengalami konvergen.
2.6 Teori Kegagalan Distorsi Energi Maksimum (Maximum Distorsi Energy Theory)
Jokowiyono dan Mulyadi (2012) Teori kegagalan ini digunakan untuk menentukan posisi tegangan terbesar dimana pada posisi ini akan terjadi awal kerusakan/kegagalan. Pertama kali diusulkan oleh M.T. Hueber (1904) kemudian diperbaiki dan diperjelas oleh R. Von Mises (1913) dan oleh H. Hencky (1925). Teori ini lebih dikenal dengan nama teori kegagalan Von Mises. Teori kegagalan ini dianalisa pertama melalui tegangan oktahedral yang menyatakan bahwa luluh akan terjadi bilategangan geser oktahedral maksimum yang terjadi melebihi harga batas yang diketahui dari hasiltes tarik material standar dengan beban uniaksial.
Dapat dirumuskan sebagai berikut:
= √ 22[
1−
2
2 +
2−
1
2 +
3−
1
2]½ (N/m2) (33)Dimana :
Sy = Tegangan luluh material (N/m2)
1,
2,
3 = Tegangan – tegangan principal (
1>
2>
3)Pemodelan analisa menggunakan bantuan software CATIA. Dan dari hasil pemodelan analisa didapatkan hasil komputasi analisa tegangan yang terjadi pada rangka dengan bantuan software CATIA, adapun contoh struktur yang diuji dengan menggunakan software CATIA adalah sebagai berikut :
