BAB V
ANALISA MODEL
5.1. Metode Analisa
Setelah model geometri vessel telah siap, maka langkah selanjutnya adalah memasukkan model geometri tersebut ke dalam modul penganalisa MSC Nastran 4.5. Pada perangkat lunak tersebut analisa dilakukan berdasarkan skenario pembebanan yang telah ditentukan, dengan setiap skenario pembebanan dilakukan 3 analisa dasar yaitu analisa statis, analisa buckling, dan analisa deformasi yang terjadi terutama pada kondisi analisa statis.
Pada analisa statis, hal yang diteliti adalah mengenai dimana saja daerah-daerah rawan yang terjadi saat vessel mengalami kondisi kritis. Di analisa ini dilihat bagaimana hasil perbandingan tegangan yang terjadi pada daerah rawan tersebut terhadap kekuatan yield dari material yang bersangkutan. Pada analisa sebuah desain, jika tegangan yang terjadi lebih besar daripada kekuatan yield material maka dapat dikatakan desain tersebut telah mengalami kegagalan.
Pada analisa buckling, hal yang diteliti adalah mengenai bagaimana ketahanan vessel terhadap fenomena kegagalan buckling selama mengalami kondisi kritis. Hal yang dilihat pada analisa ini adalah seberapa besar nilai eigenvalue yang diperoleh pada daerah-daerah rawan yang terjadi. Dengan semakin besarnya nilai eigen yang muncul maka vessel tersebut dapat dikatakan semakin aman terhadap kemungkinan terjadinya kegagalan akibat buckling.
Selain kedua hal di atas, hal lain yang perlu diteliti dan dianalisa adalah seberapa besar deformasi yang terjadi pada setiap daerah-daerah rawan tersebut. Deformasi yang terlampau besar dapat menyebabkan perubahan bentuk dari vessel terutama di daerah rawan yang mengalami tegangan tinggi dan akan berakibat deformasi yang permanen pada tubuh vessel.
5.2 Analisa pada Skenario Pembebanan 1
Pada skenario pembebanan 1 seperti yang telah disebutkan pada bab-bab sebelumnya mencoba untuk mensimulasikan kondisi operasional vessel saat sedang melakukan unloading muatannya. Pada kondisi ini truk berada dalam keadaan stasioner dan vessel berada dalam keadaan sesaat hendak mengangkat.
Analisa ini dilakukan sepenuhnya dengan menggunakan modul penganalisa dari perangkat lunak MSC Nastran 4.5. Dengan memasukkan seluruh komponen baik model geometri yang telah di meshing dan kondisi-kondisi pembebanan yang diterapkan untuk mensimulasikan skenario pembebanan 1 tersebut baru analisa dapat dilakukan.
5.2.1 Analisa Statis pada Skenario Pembebanan 1
Analisa statis pada skenario pembebanan 1 berusaha untuk mengetahui dimana dan bagaimana daerah rawan serta kondisi vessel saat mengalami pembebanan tersebut. Pada perangkat lunak MSC Nastran 4.5 perintah untuk menganalisa statis model geometri tersebut dapat diakses melalui perintah File>Analyze. Dari kotak dialog yang muncul kemudian pilih opsi untuk menganalisa pada kondisi Static. Setelah kondisi beban dan tumpuan ditentukan maka analisa dapat mulai dijalankan dengan memilih opsi OK.
Setelah analisa selesai dijalankan, maka hasil dari analisa tersebut dapat dilihat dengan memasukkan perintah F5 untuk membuka menu view select seperti terlihat pada Gambar 5.1. Dari menu view select tersebut dipilih opsi deformed and contour data untuk mengatur tampilan hasil analisa yang diinginkan. Kali ini tampilan yang diinginkan adalah untuk melihat tegangan-tegangan yang terjadi pada vessel maka dipilih opsi seperti terlihat pada Gambar 5.2 sebagai berikut.
Gambar 5.1 Tampilan menu view select
Gambar 5.2. Tampilan menu untuk mengatur hasil dari postprocess data
Pada tampilan ini output set yang dipilih adalah MSC/Nastran case 1 dengan output vectors pada deformation adalah total translation dan pilihan contour adalah plate top vonmisses stress.
Dengan opsi tersebut maka tampilan hasil akan menunjukkan daerah-daerah kritis tegangan yang
terjadi pada vessel. Setelah opsi-opsi tersebut dipilih maka selanjutnya hasil analisa statis tersebut dapat dilihat seperti yang ditunjukkan pada Gambar 5.3 sebagai berikut.
Gambar 5.3 Hasil analisa skenario pembebanan 1 secara keseluruhan
Pada Gambar 5.3 terlihat bahwa hampir keseluruhan bagian dari vessel masih berada dalam kondisi yang sangat aman. Tetapi jika dilihat dari tegangan maksimum yang terjadi pada skenario pembebanan 1 terjadi tegangan maksimum mencapai 420,7 MPa. Jika dilihat dari lokasi tempat tegangan maksimum itu terjadi, maka dapat diketahui bahwa tegangan paling besar terjadi di daerah rumah pin bagian depan. Daerah tersebut dapat terlihat pada Gambar 5.4 sebagai berikut.
Tetapi seperti yang sudah disebutkan pada bab-bab sebelumnya, karena daerah ini tidak termasuk dalam daerah yang dianalisa maka daerah tegangan maksimum ini dapat diabaikan. Oleh karena itu perlu dilihat bagian lain dari vessel tersebut yang memiliki wilayah tegangan kedua tertinggi setelah daerah rumah pin depan dari vessel. Untuk dapat melihat daerah tersebut perlu diputar pandangan vessel menjadi pandangan bawah seperti terlihat pada Gambar 5.5 sebagai berikut.
Gambar 5.4 Daerah kritis pertama pada analisa statis skenario pembebanan 1
Gambar 5.5. Pandangan bawah hasil analisa statis skenario pembebanan 1
Dari pandangan tersebut dapat terlihat bahwa terdapat daerah kritis lain di bagian end frame 2 dari vessel tersebut. Daerah end frame 2 merupakan daerah penempatan rumah pin di bagian belakang vessel. Daerah tersebut dapat terlihat lebih jelas setelah diperbesar seperti terlihat pada Gambar 5.6 sebagai berikut.
Gambar 5.6. Daerah kritis kedua pada analisa statis skenario pembebanan 1
Dari daerah tersebut terlihat telah terjadi tegangan hingga mencapai 289,3 MPa. Sedangkan berdasarkan data material yang digunakan pada end frame 2 tegangan sebesar itu telah melebihi kemampuan yield dari material yang digunakan.Komponen end frame 2 menggunakan jenis material baja STEEL PLATE GRADE 250 yang memiliki kekuatan yield hanya 245 MPa saja. Berdasarkan data-data tersebut terlihat bahwa daerah tersebut dapat dikategorikan sebagai daerah yang tidak aman.
Setelah mengetahui tegangan-tegangan kritis yang terjadi, hal berikut yang perlu dilihat adalah seberapa besar deformasi yang terjadi pada vessel tersebut. Hasil analisa deformasi maksimum pada skenario pembebanan 1 ini dapat langsung dilihat dengan mengubah tampilan hasil analisa pada menu postprocessing data. Di tampilan menu tersebut pada kolom contour pilihan yang sebelumnya plate top vonmisses stress diubah menjadi total translation. Setelah opsi itu diubah maka tampilan hasil analisa akan berubah menjadi seperti terlihat pada Gambar 5.7 sebagai berikut.
Dari hasil analisa tersebut dapat langsung terlihat bahwa deformasi maksimum terjadi pada daerah yang berwarna merah yaitu pada daerah lantai (floor) dengan nilai deformasi maksimum mencapai 19.98 mm. Hal ini dapat terjadi karena tiadanya tulangan ada bagian bawah vessel tersebut.
Walaupun begitu nilai ini dapat dikatakan cukup aman karena perbandingan antara besarnya deformasi dengan panjang sebenarnya dari vessel tersebut cukup besar. Hasil rangkuman dari hasil analisa statis pada skenario pembebanan 1 ini dapat dilihat pada tabel 5.1 sebagai berikut.
Gambar 5.7. Hasil analisa skenario pembebanan 1 dengan tampilan total translation
Tabel 5.1 Hasil analisa statis dan deformasi pada skenario pembebanan 1 Titik
Kritis
Tegangan Maksimum Von Misses
(MPa)
Posisi Material Yield Strength
(MPa)
Safety Factor
Remark
1 420,7 Pin depan n/a n/a n/a n/a
2 289,3 End Frame
2
STEEL PLATE GRADE
250
245 0,847 Tidak aman
Titik Kritis
Deformasi Maksimum (mm) Posisi Remark
1 19,98 Lantai aman
5.2.2 Analisa Buckling pada Skenario Pembebanan 1
Pelaksanaan analisa buckling pada perangkat lunak MSC Nastran 4.5 memiliki prosedur yang hampir sama dengan yang dilakukan pada analisa statis. Seperti menyiapkan model geometri yang telah di meshing, menyiapkan pemodelan beban yang sesuai serta menyiapkan tumpuan-tumpuan yang sesuai. Hanya saja pada perintah File>analyze selain memilih opsi static, opsi yang dipilih pada analisa ini adalah opsi buckling dan setelah itu analisa dapat dijalankan.
Setelah analisa selesai dijalankan, hal berikutnya yang perlu dilakukan adalah mengatur tampilan dari hasil analisa tersebut. Pada hasil analisa buckling di tampilan menu postprocess data
pada bagian contour dipilih menjadi total translation. Selain itu pada tampilan menu yang sama pada kolom output set juga harus diubah menjadi buckling case. Setelah semua pengaturan selesai dilakukan maka tampilan hasil analisa akan berubah menjadi seperti yang terlihat pada Gambar 5.8 sebagai berikut.
Gambar 5.8. Hasil analisa buckling pada skenario pembebanan 1
Dari hasil analisa tersebut dapat terlihat bahwa daerah yang memiliki kemungkinan terjadi buckling pada skenario pembebanan 1 terletak pada daerah dinding depan (frontwall). Tetapi jika dilihat dari nilai eigenvalue yang muncul maka sebenarnya kemungkinan terjadinya buckling sangatlah sulit terjadi. Nilai eigen pada analisa buckling seperti yang telah dijelaskan di Bab II dapat dikatakan sebagai safety factor yang dimiliki oleh vessel. Nilai eigen yang dihasilkan pada analisa ini mencapai 7,5364, sehingga hal ini dapat diartikan bahwa agar bagian dinding depan mengalami kegagalan yang diakibatkan oleh fenomena buckling maka diperlukan beban sebesar 7,5364 kali lebih besar dari beban yang diterima pada kondisi pembebanan saat itu. Oleh karena itu dari hasil analisa buckling ini dapat dikatakan vessel berada dalam kondisi aman pada skenario pembebanan 1. Tabel 5.2 berikut merangkum hasil analisa buckling pada skenario pembebanan 1 ini.
Tabel 5.2 Hasil analisa buckling pada skenario pembebanan 1
Titik Kritis
Posisi Total Beban Yg Bekerja
(ton)
Eigen Value
Beban Kritis (ton)
Safety Factor
remarks
1 Front Wall 2,36 7,53646 17,79 7,53646 aman
5.3 Analisa pada Skenario Pembebanan 2
Pada analisa skenario pembebanan 2, terdapat perbedaan yang cukup berarti dari skenario pembebanan 1. Pada skenario 2 ini truk dikondisikan berada dalam keadaan yang bergerak yaitu dalam kondisi mengerem dan berberlok sekalingus dengan kondisi vessel yang berisi muatan penuh.
Oleh karena itu pada vessel diperlukan tambahan gaya untuk mensimulasikan gaya-gaya yang bekerja akibat gaya sentrifugal dan inersia yang diakibatkan oleh pergerakan truk tersebut.
Seperti yang dilakukan pada analisa skenario pembebanan 1, pada skenario pembebanan 2 analisa juga dilakukan sepenuhnya dengan menggunakan perangkat lunak MSC Nastran 4.5. Analisa dilakukan dengan menggunakan 2 tipe analisa yaitu analisa statis dan analisa buckling seperti yang telah dilakukan sebelumnya pada analisa skenario pembebanan 1.
5.3.1 Analisa Statis pada Skenario Pembebanan 2
Dalam skenario pembebanan 2 pengaturan pembebanan dan tumpuan pada model geometri mengacu pada kriteria pembebanan yang telah disebutkan pada bab-bab sebelumnya. Dalam kriteria tersebut pembebanan dilakukan dengan adanya penambahan gaya akibat gaya sentrifugal dan inersia yang dialami oleh vessel. Selain itu terdapat juga penambahan tumpuan akibat berubahnya kondisi pembebanan dibandingkan dengan skenario-skenario lainnya. Setelah semua perubahan dilakukan, baru model geometri siap dianalisa.
Prosedur analisa yang dilakukan pada skenario pembebanan 2 ini sama dengan prosedur yang dilakukan pada skenario pembebanan 1. Yaitu dengan memasukkan perintah File>analyze lalu memilih opsi static. Setelah analisa selesai dijalankan maka hal berikut yang perlu dilakukan adalah mengatur tampilan hasil analisa tersebut. Tampilan hasil analisa yang diinginkan kali ini adalah tampilan yang menunjukkan daerah-daerah yang mengalami tegangan kritis pada badan vessel secara keseluruhan. Tampilan hasil analisa secara keseluruhan pada skenario pembebanan 2 dapat terlihat pada Gambar 5.9.
Pada Gambar 5.9 tersebut dapat terlihat bahwa hampir sebagian besar badan vessel tidak mengalami tegangan yang cukup berarti. Rata-rata tegangan yang terjadi pada sebagian besar badan vessel hanya mencapai 84,54 MPa saja. Tetapi tegangan maksimum yang terjadi pada badan vessel dapat mencapai 339,8 MPa. Tegangan ini terjadi pada daerah rumah pin depan yang diabaikan, sehingga tegangan maksimum yang terjadi sebenarnya berada pada tegangan 318,5 MPa yang terletak pada daerah lantai vessel dekat dengan posisi end frame 2 seperti dapat terlihat pada Gambar 5.10.
Gambar 5.9 Tampilan hasil analisa statis skenario pembebanan 2 secara keseluruhan
Gambar 5.10 Daerah kritis pertama pada analisa statis skenario pembebanan 2
Daerah lain yang mengalami tegangan kritis pada kasus skenario pembebanan 2 juga terjadi pada daerah end frame 2. Pada daerah ini terjadi tegangan maksimum hingga mencapai 276,1 MPa.
Tampilan hasil analisa daerah kritis kedua ini dapat terlihat pada Gambar 5.11 sebagai berikut.
Gambar 5.11 Daerah kritis kedua pada analisa statis skenario pembebanan 2
Pada titik kritis yang pertama, walaupun tegangan yang terjadi lebih besar daripada tegangan yang terjadi pada titik kritis yang kedua, pada titik kritis pertama masih dapat dikatakan aman. Karena titik kritis pertama terjadi pada daerah lantai vessel yang menggunakan material baja WEAR PLATE HBN 400 yang memiliki kekuatan yield hingga mencapai 1000 MPa. Sehingga pada titik kritis pertama tegangan yang terjadi cukup aman. Sedangkan pada titik kritis kedua yang terjadi pada daerah komponen endframe 2 tegangan yang terjadi telah melebihi kapasitas kekuatan yield dari material yang digunakan. Pada end frame 2 seperti yang sudah disebutkan sebelumnya menggunakan jenis material baja STEEL PLATE GRADE 250 yang hanya memiliki kekuatan yield sampai 245 MPa saja. Dimana tegangan yang terjadi pada end frame 2 di skenario pembebanan 2 ini mencapai 276,1 MPa dan telah melebihi kapasitas kekuatan yield dari material tersebut. Sehingga pada titik kritis kedua dapat dibilang memiliki kondisi yang tidak aman.
Setelah mengecek hasil analisa tegangan tersebut, maka langkah selanjutnya adalah mengecek deformasi maksimum yang terjadi pada skenario pembebanan 2 ini. Prosedur yang digunakan hampir sama dengan yang dilakukan pada skenario pembebanan 1 yaitu cukup dengan mengubah tampilan analisa dari tampilan untuk memperlihatkan tegangan ke tampilan untuk memperlihatkan deformasi maksimum yang terjadi pada vessel. Hasil dari analisa deformasi tersebut dapat terlihat pada Gambar 5.12 sebagai berikut.
Gambar 5.12 Hasil analisa skenario pembebanan 2 dengan tampilan total translation
Dari hasil tampilan tersebut dapat terlihat bahwa deformasi maksimum terjadi pada dinding samping vessel dengan besar deformasi mencapai 11,08 mm. Selain itu deformasi yang cukup besar juga terjadi pada daerah dinding depan vessel. Perbedaan yang terjadi dibandingkan dengan skenario pembebanan 1, pada skenario pembebanan 2 bagian yang terdeformasi lebih terpusat di suatu daerah, seperti pada dinding samping ke belakang dan bagian dinding depan. Berbeda dengan skenario pembebanan 1 yang lebih merata. Hal ini lebih disebabkan oleh kondisi skenario 2 yang lebih dinamis dibandingkan kondisi skenario 1. Tetapi walaupun begitu, dapat terlihat dari besarnya deformasi maksimum yang terjadi, skenario 2 dapat dikatakan aman dalam hal deformasi yang terjadi. Tabel 5.3 dan Tabel 5.4 berikut memberikan rangkuman hasil analisa statis pada skenario pembebanan 2.
Tabel 5.3 Hasil analisa statis pada skenario pembebanan 2 Titik
Kritis
Tegangan Maksimum Von Misses
(Mpa)
Posisi Material Yield Strength
(Mpa)
Safety Factor
Remark
1 316,5 Lantai Wear Plate
HBN 400
1000 3,0003 aman
2 276,1 End
Frame 2
Steel Plate GRADE 250
245 0,887 Tidak aman
Tabel 5.4 Hasil analisa deformasi pada skenario pembebanan 2
Titik Kritis
Deformasi Maksimum (mm) Posisi Remark
1 11,08 Front wall aman
5.3.2 Analisa Buckling pada Skenario Pembebanan 2
Pada skenario pembebanan 2, analisa buckling dilakukan dengan prosedur yang sama dengan yang dilakukan pada skenario pembebanan 1. Setelah model geometri dipersiapkan beserta kondisi pembebanan dan tumpuan, modul analisa buckling pada MSC Nastran 4.5 dijalankan. Lalu saat proses analisa selesai dijalankan, atur tampilan hasil analisa tersebut sehingga dapat terlihat translasi total dari mdoel tersebut akibat pengaruh buckling. Hasil analisa tersebut dapat terlihat pada Gambar 5.13 sebagai berikut.
Gambar 5.13 Hasil analisa buckling pada skenario pembebanan 2
Dari Gambar 5.13 tersebut dapat terlihat bahwa skenario pembebanan 2 memiliki daerah kritis yang sama dalam hal fenomena kegagalan buckling. Daerah kemungkinan terbesar untuk terjadi buckling terjadi pada daerah dinding depan vessel. Tetapi nilai eigen yang dihasilkan pada kondisi pembebanan skenario 2 lebih kecil dibandingkan dengan skenario 1. Pada skenario pembebanan 2 nilai eigen yang dihasilkan adalah 6,519. Sehingga pada dasarnya kemungkinan terjadinya buckling pada skenario 2 lebih besar dibandingkan dengan skenario 1. Walaupun sebenarnya angka tersebut masih dalam kategori sangat aman. Tabel 5.5 menunjukkan hasil analisa secara keseluruhan analisa buckling pada skenario pembebanan 2.
Tabel 5.5 Hasil analisa buckling pada skenario pembebanan 2
Titik Kritis
Posisi Total Beban Yg
Bekerja (ton)
Eigen Value
Beban Kritis (ton)
Faktor keamanan
Remarks
1 Front Wall 2,36 6,518 15,38 6,518 aman
5.4 Analisa pada Skenario Pembebanan 3
Analisa pada skenario pembebanan 3 memiliki cukup banyak perbedaan dibandingkan dengan analisa pada skenario-skenario sebelumnya. Pada analisa ini terdapat usaha untuk mensimulasikan kondisi dinamik impak dalam kondisi statis. Hal ini dilakukan karena keterbatasan kemampuan perangkat lunak MSC Nastran 4.5 dalam menganalisis kondisi impak serta kurangnya perangkat-perangkat lunak lain yang kompatibel dengan perangkat lunak MSC Nastran 4.5 tersebut.
Oleh karena itu kondisi impak tersebut diterjemahkan ke dalam kondisi statis dengan metode impuls seperti yang sudah dijelaskan pada Bab IV sebelumnya. Setelah diterjemahkan ke dalam kondisi statis, baru model dapat dianalisa dengan menggunakan prosedur analisa seperti yang telah digunakan pada skenario pembebanan 1 dan 2 yaitu menggunakan analisa statis dan analisa buckling.
Selain itu pada skenario pembebanan 3 terdapat 3 lokasi utama yang akan dianalisa yaitu bagian depan, tengah, dan belakang vessel. Hal ini dilakukan karena pada skenario ini beban muatan dihilangkan dan digantikan oleh beban impuls yang mengenai sebagian dari lantai vessel. Oleh karena itu pada skenario 3 ini prosedur analisa dibagi berdasarkan daerah yang terkena impak, dengan setiap daerah dilakukan analisa statis, deformasi, dan buckling.
5.4.1 Analisa Statis pada Skenario Pembebanan 3
Analisa statis pada skenario pembebanan 3 terbagi menjadi 3 daerah utama. Daerah-daerah tersebut antara lain bagian depan, tengah, dan belakang dari lantai vessel. Pembagian daerah ini dilakukan untuk melihat bagaimana dampak beban impak pada lantai vessel secara keseluruhan. Oleh karena sebelum melakukan analisis perlu disiapkan 3 model pembebanan berdasarkan daerah yang terkena beban impak. Setelah persiapan itu selesai baru analisa statis dijalankan di 3 daerah utama tersebut. Hasil dari analisa statis tersebut secara keseluruhan dapat terlihat pada Gambar 5.13, 5.14, dan 5.15 sebagai berikut.
Gambar 5.13 Hasil analisa statis pada skenario pembebanan 3 bagian depan pandangan atas
Gambar 5.14 Hasil analisa statis pada skenario pembebanan 3 bagian tengah pandangan atas
Gambar 5.15 Hasil analisa statis pada skenario pembebanan 3 bagian belakang pandangan atas
• Hasil analisa pembebanan pada bagian depan vessel
Dari hasil analisa yang terlihat pada Gambar 5.13 tampak tegangan maksimum pada bagian depan vessel mencapai 242,9 MPa. Tetapi tegangan maksimum tersebut tidak terjadi pada lantai vessel melainkan terjadi pada daerah rumah pin depan seperti yang terlihat pada Gambar 5.16 sebagai berikut.
Gambar 5.16 Daerah kritis pada skenario pembebanan 3 bagian depan
Dikarenakan lokasi daerah kritis yang terletak pada rumah pin depan, maka daerah kritis ini dapat diabaikan. Sedangkan pada lantai vessel itu sendiri tegangan yang terjadi hanya mencapai 136,7
MPa. Dengan memperhitungkan kekuatan material lantai yang dapat mencapai 1000 MPa, daerah kritis pada lantai depan dapat dikategorikan sebagai aman.
Setelah mengetahui daerah kritis di bagian depan vessel, langkah selanjutnya adalah mengetahui seberapa besar deformasi yang terjadi. Hasil analisa deformasi pada beban impak di bagian depan vessel dapat terlihat pada Gambar 5.17 sebagai berikut.
Gambar 5.17 Hasil tampilan analisa deformasi pada skenario pembebanan 3 bagian depan
Berdasarkan tampilan hasil tersebut dapat terlihat bahwa deformasi maksimum terjadi pada daerah lantai depan dan menyebar hingga bagian tengah vessel. Dengan deformasi maksimum mencapai 6,683 mm. Jumlah ini termasuk kecil jika dibandingkan dengan dimensi dari vessel itu sendiri sehingga dengan kondisi seperti ini deformasi yang terjadi dapat dikategorikan sebagai aman.
• Hasil analisa pembebanan pada bagian tengah vessel
Pada bagian tengah vessel tegangan maksimum yang terjadi di daerah yang hampir sama dengan analisa pada bagian depan vessel. Tetapi pada pembebanan di bagian tengah dampak tegangan yang terjadi lebih meluas dibandingkan pembebanan pada bagian depan. Walaupun secara besaran tegangan di bagian tengah lebih kecil dibandingkan dengan pembebanan pada bagian depan vessel.
Tegangan maksimum yang terjadi pada pembebanan bagian tengah mencapai 140,9 MPa dan terletak di daerah rumah pin depan. Oleh karena itu daerah kritis ini dapat diabaikan.
Sedangkan daerah kritis lainnya terletak pada lantai bagian tengah vessel dengan tegangan maksimum yang dialami pada bagian lantai tersebut mencapai 114,5 MPa. Besarnya tegangan yang terjadi pada daerah lantai bagian tengah ini masih jauh lebih kecil dibandingkan kekuatan yield yang
dimiliki oleh material yang digunakan untuk lantai yang mencapai 1000 MPa. Oleh karena itu pembebanan bagian tengah pada skenario pembebanan 3 dapat dikategorikan sebagai aman.
Setelah tegangan maksimum diketahui maka selanjutnya adalah mengetahui deformasi maksimum yang terjadi pada bagian lantai tengah vessel tersebut. Hasil analisa deformasi maksimum dapat terlihat pada Gambar 5.18 sebagai berikut.
Gambar 5.18 Hasil tampilan analisa deformasi pada skenario pembebanan 3 bagian tengah
Pada Gambar 5.18 tersebut daerah deformasi lebih meluas dibandingkan dengan pembebanan pada bagian depan sebelumnya. Selain itu besarnya deformasi maksimum yang terjadi juga meningkat hingga mencapai lebih dari 2 kali lipatnya jika dibandingkan dengan pembebanan sebelumnya. Hal ini lebih disebabkan oleh tidak adanya tulangan pada wilayah tengah tersebut. Tetapi jika dilihat dari besarnya angka deformasi maksimum yang terjadi yaitu 14,05 mm, maka deformasi yang terjadi dapat dikategorikan sebagai aman dan tidak membahayakan.
• Hasil analisa pembebanan pada bagian belakang vessel
Analisa terakhir yang dilakukan adalah pada pembebanan bagian belakang vessel. Pada analisa ini terlihat pada Gambar 5.15 bahwa tegangan maksimum yang terjadi mencapai 102,4 MPa.
Tetapi daerah yang mencapai tegangan maksimum tidak terjadi di bagian lantai vessel tetapi terjadi pada komponen end frame 2 vessel. Hal ini dapat terjadi karena pembebanan impak terjadi tepat di atas end frame 2 yang menjadi daerah penempatan tumpuan vessel pada bagian belakang. Untuk dapat melihat lebih jelas tegangan maksimum yang terjadi pada daerah belakang vessel dapat dilihat melalui Gambar 5.19 sebagai berikut.
Gambar 5.19 Daerah kritis pada skenario pembebanan 3 bagian belakang
Pada Gambar 5.19 tersebut dapat terlihat dengan jelas bahwa daerah kritis yang digambarkan berwarna merah terletak pada komponen end frame 2. Jika dibandingkan dengan kemampuan yield material yang menyusun komponen tersebut yaitu sebesar 245 MPa. Maka tegangan kritis tersebut masih berada dalam batas normal dan dapat dikategorikan aman.
Hal berikut yang perlu diketahui adalah besarnya deformasi maksimum yang terjadi pada pembebanan bagian belakang tersebut. Dengan mengacu pada hasil analisa yang dapat dilihat pada Gambar 5.20 berikut deformasi maksimum yang terjadi hanya mencapai angka 1,948 mm saja. Hal ini dapat dikategorikan sebagai sangat aman, karena deformasi tersebut dapat dibilang sebagai deformasi yang paling minimum di antara 3 pembebanan yang telah dilakukan pada skenario pembebanan 3 ini. Hal ini disebabkan oleh daerah belakang vessel yang memiliki tulangan paling banyak dibandingkan bagian-bagian lain pada vessel ini.
Berdasarkan hasil analisa secara keseluruhan yang telah disebutkan di atas, maka Tabel 5.6 berikut akan menunjukkan hasil analisa statis dan deformasi maksimum yang terjadi pada skenario pembebanan 3.
Gambar 5.20 Hasil tampilan analisa deformasi pada skenario pembebanan 3 bagian belakang
Tabel 5.6 Hasil analisa statis dan deformasi pada skenario pembebanan 3 Titik
Kritis
Tegangan Maksimum Von Misses
(MPa)
Posisi Pembebanan
Material Yield Strength
(MPa)
Faktor Keamanan
Remark
1 136,7 Lantai depan Wear Plate HBN 400
1000 7,315 aman
2 114,5 Lantai
Tengah
Wear Plate HBN 400
1000 8,73 aman
2 102,4 End Frame 2 Steel Plate GRADE
250
251 2,45 aman
Titik Kritis
Deformasi Maksimum (mm) Posisi Remark
1 6,683 Lantai Depan aman
2 14,05 Lantai Tengah aman
3 1,948 Lantai Belakang aman
5.4.2 Analisa Buckling pada Skenario Pembebanan 3
Seperti pada skenario-skenario sebelumnya analisa berikutnya yang perlu dilakukan adalah analisa buckling. Pada analisa buckling ini juga dilakukan pada 3 bagian yang berbeda pada vessel
tersebut. Yaitu pada bagian depan, tengah, dan belakang vessel. Hal ini dilakukan untuk mengetahui tingkat keamanan vessel terhadap kemungkinan terjadinya kegagalan akibat buckling.
Prosedur yang digunakan hampir sama dengan yang dilakukan pada skenario sebelumnya.
Yaitu dengan mempersiapkan model beserta pemodelan beban dan tumpuannya lalu memasukkan set analisa buckling pada menu File>Analyze. Setelah analisa dijalankan maka tampilan hasil analisa di atur untuk menunjukkan terjadinya translasi pada vessel tersebut. Hasil dari analisa buckling pada setiap bagian vessel tersebut dapat terlihat pada Gambar 5.21, 5.22, dan 5.23 sebagai berikut.
Gambar 5.21 Hasil tampilan analisa buckling pada skenario pembebanan 3 bagian depan
Pada Gambar 5.21 tampak kemungkinan terjadinya buckling terjadi pada wilayah yang terkena impak langsung dari pembebanan pada bagian depan. Pada gambar tersebut daerah yang rawan terhadap gagal buckling merupakan daerah yang terkena impak langsung dari pembebanan tersebut. Jika dilihat dari nilai eigen yang dihasilkan yaitu 4.426789, kemungkinan terjadi buckling lebih besar dibandingkan pada skenario-skenario sebelumnya. Tetapi nilai eigen yang dihasilkan masih dapat dikategorikan sebagai aman.
Sedangkan pada Gambar 5.22 terlihat hasil dari analisa buckling memperlihatkan daerah yang rawan untuk terjadinya gagal buckling akibat pembebanan impak di bagian tengah vessel. Sama sepeti pembebanan sebelumnya kemungkinan buckling terjadi pada daerah yang terkena impak langsung oleh pembebanan tersebut. Jika dilihat dari nilai eigen yang dihasilkan pembebanan impak pada bagian tengah menghasilkan nilai eigen yang lebih kecil dari sebelumtnya yaitu 4,067055.
Sehingga kemungkinan terjadinya buckling menjadi lebih besar lagi pada pembebanan impak di bagian tengah ini. Hal ini dapat disebabkan oleh tidak adanya tulangan yang menyangga pada bagian lantai bawah vessel.
Gambar 5.22 Hasil tampilan analisa buckling pada skenario pembebanan 3 bagian tengah
Tetapi dengan melihat besaran nilai eigen yang dihasilkan hasil pembebanan ini juga masih dapat dikategorikan sebagai aman.
Terakhir pada hasil analisa pembebanan impak pada bagian belakang vessel yang ditunjukkan pada Gambar 5.23 terlihat bahwa daerah kemungkinan terjadinya buckling mengecil dengan cukup drastis jika dibandingkan dengan wilayah kemungkinan terjadinya buckling pada pembebanan impak pada bagian depan dan tengah vessel. Hal ini disebabkan pada bagian belakang vessel memiliki tulangan yang cukup banyak jika dibandingkan dengan bagian-bagian lainnya. Hasil analisa tersebut juga didukung dengan besarnya nilai eigen yang dihasilkan yaitu mencapai 15,75896. Dengan angka sebesar ini dapat diartikan bahwa dibutuhkan beban dengan besar hampir 16 kali lipat dari beban saat itu untuk menyebabkan terjadinya kegagalan akibat buckling. Sehingga terlihat jelas kalau pembebanan impak pada bagian belakang dapat dikategorikan sangat aman dari kemungkinan terjadinya gagal buckling.
Hasil keseluruhan dari analisa buckling pada skenario pembebanan 3 telah dirangkum dalam Tabel 5.7 sebagai berikut.
Gambar 5.23 Hasil tampilan analisa buckling pada skenario pembebanan 3 bagian belakang
Tabel 5.7 Hasil analisa buckling pada skenario pembebanan 3 Titik
Kritis
Posisi Pembebanan
Nilai Eigen
remarks
1 Lantai Depan 4,4267 aman 2 Lantai Tengah 4,06 aman 3 Lantai Belakang 15,789 aman
