Pembuatan Alat Peraga Getaran Mekanis Satu Derajat Kebebasan Tanpa Peredam
LINK DOWNLOAD [235.14 KB]
ABSTRAK
Dalam proses belajar dan mengajar untuk mata kuliah getaran mekanis di Jurusan Teknik Mesin Undip, mahasiswa hanya
difokuskan pada analisa getaran secara matematik. Seringkali mahasiswa mengalami kesulitan dalam memahami fenomena getaran yang terjadi. Pengetahuan mahasiswa terhadap fenomena getaran mekanik akan semakin jelas jika mahasiswa dapat secara langsung melihat dan menganalisa fenomena getaran yang terjadi pada suatu sistem mekanik yang sederhana. Disebabkan satu dan lain hal saat ini Jurusan Teknik Mesin belum memiliki alat peraga ataupun alat pengujian getaran mekanik sebagai media untuk praktikum getaran mekanis.
Berdasarkan uraian sebelumnya, penulis menyadari perlu adanya alat peraga yang dapat membenkan pengertian dan pemahaman kepada mahasiswa Teknik Mesin UNDIP tentang getaran mekanis. Oleh sebab itu penulis mengajukan Tugas Sarjana dengan topik bahasan Pembuatan Alat Peraga Getaran Mekanis Satu Derajat kebebasan Tanpa Peredam.
Penulis berharap dengan adanya alat peraga getaran tersebut mahasiswa yang memiliki kemampuan terbatas akan tetap mampu memahami fenomena getaran, sedangkan mahasiswa yang memiliki kemampuan tinggi akan memahami fenomena getaran tersebut dengan cara yang lebih mudah.
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL... viii
DAFTAR GAMBAR... ix
NOMENKLATUR... '. x
BAB I PENDAHULUAN - LATAR BELAKANG MASALAH... 1
- ALASANPEMILIHANJUDUL... 1
- TUJUAN... 1
- METODE PENYUSUNAN LAPORAN... 1
- PEMBATASAN MASALAH... 2
- SISTEMATIKA PENULISAN... 2
BAB II. DASAR TEORI GET ARAN - KLASIFIKASI GET ARAN... 3
- LINIERITAS DAN PENDEKATANNYA... 3
- GETARAN BEBAS TANPA REDAMAN... 4
- GETARAN BEBAS DENGAN PEREDAMAN... 9
- GETARAN PAKSA TANPA REDAMAN YANG DIAKIBATKAN OLEH MASA TAK SEIMBANG... 10
- GETARAN BEBAS PADA BEAM... 15
- GETARAN PAKSA PADA BEAM... 17
- MOTOR DC... 19
- BEAM... 19
- PEGAS... 19
- MASSA TAK SEIMBANG... 21
- AMPLITUDO... 21
- SPESIFIKASIELEMEN GET ARAN DARI ALAT YANG DIBUAT. 22 - JANGKAUAN FREKUENSI... 22
BAB IV. PENGUJIAN GETARAN DENGAN ALAT YANG TELAH DIBUAT - PERSIAPAN-PERSIAPAN SEBELUM PENGUJIAN... 26
- PENGUKURAN KEKAKUAN PEGAS... 27
PENGUJIAN GETARAN BEBAS... 29
- PEGAS DIPOSISIKANPADAUJUNG BEAM... 29
- PEGASDIPOSISIKAN 5 CM DARI UJUNG BEAM... 31
- PEGASDIPOSISIKAN 10 CM DARI UJUNG BEAM... 31
PENGUJIAN GETARAN PAKSA... 32
- PEGAS DIPOSISIKANPADAUJUNG BEAM... 33
- PEGASDIPOSISIKANPADA 5 CM DARI UJUNG BEAM... 36
- PEG AS DIPOSISIKAN PAD A 10 CM DARI UJUNG BEAM.. 38
ANALISA DATA PENGUJIAN YANG DIPEROLEH TERHADAP TEORI... 40
- ANALISA DATA GETARAN BEBAS... 40
- ANALISA DATA GETARAN PAKSA... 41
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN - KESIMPULAN... 45
- SARAN... 47
DAFTAR PUSTAKA... 48
LAMPIRAN FOTO ALAT PERAGA GETARAN... 49
GAMBARTEKNIK ALAT PERAGA GETARAN... 50
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Macara-macam harga x,... 10
Tabel 3.1. Kesakhan Sin q = q... 21
Tabel 4.3 Data pengukuran untuk posisi pegas berada 10 Cm dari ujung beam 38
Tabel 4.4 Perbandingan data teori dan data pengujian getaran bebas... 40
Tabel 4.5 Perbandingan data teori dan data penguj ian getaran paksa... 41
Tabel 5.1 Perbandingan data teori dan data penguj ian getaran bebas... 45
Tabel 5.2 Perbandingan data teori dan data pengujian getaran paksa... 46
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Pendulum yang berayun... 4
Gambar 2.2. Sistem pegas massa... 5
Gambar 2.3. Penggambaran secara gratis... 7
Gambar 2.4. Sistem massa pegas... 8
Gambar 2.5. Penurunan amplitudo... 9
Gambar 2.6. Bentuk gaya-gaya pengeksitasi... 11
Gambar 2.7. Sistem massa pegas terkena gaya paksa... 12
Gambar 2.8. Perbandingan magnifikasi... 15
Gambar 2.9. Getaran bebas pada beam... 16
Gambar 2.10. Getaran paksa pada beam... 17
Gambar 4.1. Diagram konektor... 26
Gambar 4.2. Timing Light... 27
Gambar 4.3. Posisi awal beam... 28
Gambar 4.4. Saklar kontak platina dan mikrometer... 28
Gambar 4.5. Pemegang pena... 29
Gambar 4.6. Grafik getaran bebas untuk posisi pegas di ujung... 30
Gambar 4.7. Grafik getaran bebas untuk posisi pegas pada L-5... 31
Gambar 4.8. Grafik getaran bebas untuk posisi pegas pada L-10... 32
Gambar 4.9. Platina kontak... 32
Gambar 4.10. Beda fasa pada saat posisi pegas di ujung beam... 35
Gambar 4.11. Simpangan untuk pegas berada 5 cm dari ujung beam... 37
Gambar 4.12. Beda fasa untuk pegas berada 5 cm dari ujung beam... 37
Gambar 4.13. Simpangan pada saat pegas berada 10 cm dari ujung beam... 39
Gambar 4.14. Beda fasa pada saat pegas berada 10 cm dari ujung beam... 39
Gambar 4.15. Beda fasa teori dan pengujian... 43
Gambar 4.16. Puncak simpangan teori dan pengujian... 44
Gambar teknik alat peraga getaran... 50
NOMENKLATUR
Lambang Arti Satuan
b
Jarak pusat rotasi beam dengan gaya eksitasi meter, (m)
d
-dst Defleksi meter, (m)
Fe
Gaya eksitasi Newton, (N)
j
Beda fasa derajat, (°)
k
Konstanta kekakuan pegas N/m
i
Panjang beam Meter, (m)
m1
Massa motor+pemberat Kilogram, (Kg)
m2
Massa beam Kilogram, (Kg)
me
Massa tak seimbang Kilogram, (Kg)
M
Perbandingan magnifikasi
-r
meter, (m)
s
Kecepatan kertas Cm/menit
t Peri ode detik, (s)
q Sudut radian, (')
w
Frekuensi gaya eksitasi rad/s
wd
Frekuensi pribadi teredam rad/s
wn
Frekuensi pribadi rad/s
X Jarak meter, (m)
Kecepatan m/s
Percepatan m/s2
X
milimeter, (mm)
1.1. LATAR BELAKANG MASALAH
Dalam proses belajar dan mengajar untuk mata kuliah getaran mekanis, mahasiswa hanya difokuskan pada analisa getaran secara matematik. Pengetahuan mahasiswa terhadap fenomena getaran mekanik akan semakin jelas jika mahasiswa dapat secara langsung melihat dan menganalisa fenomena getaran yang terjadi pada suatu sistem mekanik yang sederhana. Disebabkan satu dan lain hal saat ini Jurusan Teknik Mesin belum memiliki alat peraga ataupun alat pengujian getaran mekanik sebagai media untuk praktikum getaran mekanis.
1.2. ALASAN PEMELIHAN JUDUL
Berdasarkan uraian sebelumnya, penulis menyadari perlu adanya alat peraga yang dapat memberikan pengertian dan pemahaman kepada mahasiswa Teknik Mesin UNDIP tentang getaran mekanis. Oleh sebab itu penulis mengajukan Tugas Sarjana dengan topik bahasan Pembuatan Alat Peraga Getaran Mekanis Satu Derajad kebebasan Tanpa Peredam.
1.3. TUJUAN
Tujuan penulisan laporan adalah memberikan diskripsi dan spesifikasi alat peraga getaran mekanis satu derajat kebebasan tanpa adanya peredam yang telah dibuat. Serta memberikan analisis terhadap perfomance dari alat peraga getaran tersebut.
1.4. METODE PENYUSUNAN LAPORAN
Metode yang digunakan di dalam penyusunan laporan tugas sarjana ini adalah:
- Studi literatur
- Konsultasi dengan dosen pembimbing
1.5. PEMBATASAN MASALAH
Tugas sarjana dengan juduL "PEMBUATAN ALAT PERAGA GETARAN MEKANIS SATU DERAJAT KEBEBASAN TANPA PEREDAM" ini hanya membahas pada getaran bebas akibat masa yatig berupa beam digantungkan pada pegas dan getaran paksa yang diakibatkan oleh adanya masa tak seimbang yang berputar, sedangkan adanya redaman viskous dan dinamik akan dibahas oleh mahasiswa yang lain.
1.6. STSTEMATIKA PENULISAN
BAB I. PENDAHULUAN
BAB II. DASAR TEORI GETARAN
BAB III. ELEMEN-ELEMEN GETARAN
BAB IV. PENGUJIAN GETARAN DENGAN ALAT YANG TELAH DIBUAT.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DASAR TEORI GETARAN MEKANIS
2.1. KLASIFIKASI GETARAN
Analisa getaran suatu sistem dapat dinyatakan secara, (1) kontinyu dan (2) model diskret. Sistem dengan jumlah derajad kebebasan yang tertentu disebut juga sistem diskrit. Selain model fisik, getaran dapat dimodelkan menjadi dua berdasarkan perilaku getaran, yaitu model linier dan tidak linier. Secara umum, getaran dikelompokkan menjadi dua, yaitu: getaran bebas dan getaran paksa. Gaya pemaksa dibedakan menjadi dua, yaitu: deterministik dan non deterministik. Gaya pemaksa deterministik dapat dibedakan menjadi dua, yaitu gaya periodik harmonik dan gaya periodik tidak harmonik.
2.2. LINIERITAS DAN PENDEKATANNYA
Kebanyakan getaran yang terjadi pada sistem mekanik merupakan getaran yang tidak linier. Dengan batasan atau asumsi yang ditentukan maka getaran yang tidak linier dapat diselesaikan dengan pendekatan secara linier.
