BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Aluminium
Aluminium diambil dari bahasa Latin: alumen, alum. Orang-orang Yunani dan Romawi kuno menggunakan alum sebagai cairan penutup pori-pori dan bahan penajam proses pewarnaan. Pada tahun 1787, Lavoisier menduga bahwa unsur ini adalah Oksida logam yang belum ditemukan. Pada tahun 1761, de Morveau mengajukan nama alumine untuk basa alum. Pada tahun 1827, Wohler disebut sebagai ilmuwan yang berhasil mengisolasi logam ini. Pada 1807, Davy memberikan proposal untuk menamakan logam ini Aluminum, walau pada akhirnya setuju untuk menggantinya dengan Aluminium. Nama yang terakhir ini sama dengan nama banyak unsur lainnya yang berakhir dengan “ium”.
Aluminium ditemukan pada tahun 1825 oleh Hans Christian Oersted. Baru diakui secara pasti oleh F. Wohler pada tahun 1827. Sumber unsur ini tidak terdapat bebas, bijih utamanya adalah bauksit. Penggunaan Aluminium antara lain untuk pembuatan kabel, kerangka pesawat terbang, mobil dan berbagai produk peralatan rumah tangga. Senyawanya dapat digunakan sebagai obat, penjernih air, fotografi serta sebagai ramuan cat, bahan pewarna, ampelas dan permata sintesis.
Aluminium murni adalah logam yang lunak, tahan lama, ringan dan dapat ditempa dengan penampilan luar bervariasi antara keperakan hingga abu-abu, tergantung kekasaran permukaannya. Kekuatan tarik Aluminium murni adalah 90 MPa, sedangkan aluminium paduan memiliki kekuatan tarik berkisar hingga 600 MPa. Aluminium memiliki berat sekitar satu pertiga baja, mudah ditekuk, dicor, ditarik, diperlakukan dengan mesin, dan diekstrusi. Resistansi terhadap korosi terjadi akibat fenomena pasivasi, yaitu terbentuknya lapisan Aluminium Oksida ketika Aluminium terpapar dengan udara bebas. Lapisan Aluminium Oksida ini mencegah terjadinya oksidasi lebih jauh. Aluminium paduan dengan tembaga kurang tahan terhadap korosi akibat reaksi galvanik dengan paduan Tembaga.
Dalam keadaan murni aluminium terlalu lunak, terutama kekuatannya sangat rendah untuk dapat dipergunakan pada berbagai keperluan teknik. Dengan
pemaduan ini dapat diperbaiki tetapi seringkali sifat tahan korosinya berkurang, demikian juga keuletannya.
2.2 Proses Pembuatan Aluminium
Aluminium adalah logam yang sangat reaktif yang membentuk ikatan kimia berenergi tinggi dengan oksigen. Dibandingkan dengan logam lain, proses ekstrasi aluminium dari batuannya memerlukan energi yang tinggi untuk mereduksi Al2O3. Proses reduksi ini tidak semudah mereduksi besi dengan menggunakan batu bara, karena aluminium merupakan reduktor yang lebih kuat dari karbon. Proses produksi aluminium dimulai dari pengambilan bahan tambang yang mengandung aluminium (bauksit, corrondum, gibbsite, boehmite, diaspore, dan lainnya). Selanjutnya, bahan tambang dibawa menuju proses Bayer yang ditunjukkan pada gambar 2.1.
Gambar 2.1 Proses Bayer
Sumber: http://yarayaa.blogspot.com/2013/05/proses-pembuatan-aluminium.html
Proses Bayer menghasilkan alumina (Al2O3) dengan membasuh bahan tambang yang mengandung aluminium dengan larutan natrium hidroksida pada temperatur 175 0C sehingga menghasilkan aluminium hidroksida, Al(OH)3. Aluminium hidroksida lalu dipanaskan pada suhu sedikit di atas 1000 0C sehingga terbentuk alumina dan H2O yang menjadi uap air. Setelah Alumina dihasilkan, alumina dibawa ke proses Hall-Heroult. Proses Hall-Heroult dimulai dengan melarutkan alumina dengan lelehan Na3AlF6, atau yang biasa disebut cryolite. Larutan lalu dielektrolisis dan akan mengakibatkan aluminium cair menempel pada anoda, sementara oksigen dari alumina akan teroksidasi bersama anoda yang terbuat dari karbon, membentuk karbon dioksida. Aluminium cair memiliki massa jenis yang lebih ringan dari pada larutan alumina, sehingga pemisahan dapat dilakukan dengan mudah.
2.3 Mikrostruktur Aluminium
Gambar 2.2 memperlihatkan struktur mikro aluminium murni. Aluminium murni 100% tidak memiliki kandungan unsur apapun selain aluminium itu sendiri.
Gambar 2.2 Struktur mikro dari aluminium murni Sumber: Skripsi Boy Harpit Akroma, tahun 2011
Gambar 2.3 Struktur mikro dari paduan aluminium-silikon Sumber: Skripsi Boy Harpit Akroma, tahun 2011
Gambar 2.3 Struktur mikro dari paduan aluminium-silikon. Gambar (a) merupakan paduan Al-Si tanpa perlakuan khusus. Gambar (b) merupakan paduan Al-Si dengan perlakuan termal. Gambar (c) adalah paduan Al-Si dengan perlakuan termal dan penempaan. Perhatikan bahwa semakin ke kanan, struktur mikro semakin baik.
2.4 Sifat-Sifat Aluminium
Sifat teknik bahan aluminium murni dan aluminium paduan dipengaruhi oleh konsentrasi bahan dan perlakuan yang diberikan terhadap bahan tersebut. Aluminium terkenal sebagai bahan yang tahan terhadap korosi. Hal ini disebabkan oleh fenomena pasivasi, yaitu proses pembentukan lapisan aluminium oksida di permukaan logam aluminium segera setelah logam terpapar oleh udara bebas. Lapisan aluminium oksida ini mencegah terjadinya oksidasi lebih jauh. Namun, pasivasi dapat terjadi lebih lambat jika dipadukan dengan logam yang bersifat lebih katodik, karena dapat mencegah oksidasi aluminium.
2.4.1 Sifat Fisik Aluminium
Sifat fisik dari aluminium dapat dilihat pada tabel 2.1.
Tabel 2.1 Sifat fisik aluminium Nama, Simbol, dan Nomor Atom Aluminium, Al, 13 Sifat Fisik
Wujud Padat
Massa jenis 2,70 gram/cm3
Massa jenis pada wujud cair 2,375 gram/cm3
Titik lebur 933,47 K. 660,32 0C. 1220,58 0F Titik didih 2792 K. 251,9 0C. 4566 0F Kalor jenis (25 0C) 24,2 J/mol K
Resistansi listrik (20 0C) 28,2 nΩ m Konduktivitas termal (300 K) 237 W/m K Pemuaian termal (25 0C) 23,1μm/m K
Modulus Young 70 Gpa
Modulus geser 26 Mpa
Poisson ratio 0,35
Kekerasan skala Mohs 2,75
Kekerasan skala Vickers 167 Mpa Kekerasan skala Brinnel 12-16 BHN
Sumber: http://id.wikipedia.org/wiki/aluminium
2.4.2 Sifat Mekanik Aluminium
Adapun sifat-sifat mekanik dari aluminium adalah sebagai berikut.
2.4.2.1 Kekuatan Tarik
Kekuatan tarik adalah besar tegangan yang didapatkan ketika dilakukan pengujian tarik. Kekuatan tarik ditunjukkan oleh nilai tertinggi dari tegangan pada kurva tegangan-regangan hasil pengujian, dan biasanya
terjadi ketika terjadinya necking. Kekuatan tarik bukanlah ukuran kekuatan yang sebenarnya dapat terjadi di lapangan, namun dapat dijadikan sebagai suatu acuan terhadap kekuatan bahan.
Kekuatan tarik pada aluminium murni pada berbagai perlakuan umumnya sangat rendah, yaitu sekitar 90 Mpa, sehingga untuk penggunaan yang memerlukan kekuatan tarik yang tinggi, aluminium perlu dipadukan. Dengan dipadukan dengan logam lain, ditambah dengan berbagai perlakuan termal, aluminium paduan akan memiliki kekuatan tarik hingga 600 Mpa (paduan 7075).
2.4.2.2 Kekerasan
Kekerasan gabungan dari berbagai sifat yang terdapat dalam suatu bahan yang mencegah terjadinya suatu deformasi terhadap bahan tersebut ketika diaplikasikan suatu gaya. Kekerasan suatu bahan dipengaruhi oleh elastisitas, plastisitas, viskoelastisitas, kekuatan tarik, ductility, dan sebagainya. Kekerasan dapat diuji dan diukur dengan berbagai metode. Yang paling umum adalah metode Brinnel, Vickers, Mohs, dan Rockwell.
Kekerasan bahan aluminium murni sangatlah kecil, yaitu ekitar 20 skala Brinell, sehingga dengan sedikit gaya saja dapat mengubah bentuk logam. Untuk kebutuhan aplikasi yang membutuhkan kekerasan, aluminium perlu dipadukan dengan logam lain dan atau diberi perlakuan termal atau fisik. Aluminium dengan 4,4% Cu dan diperlakukan dengan quenching, lalu disimpan pada temperatur tinggi dapat memiliki tingkat kekerasan Brinell sebesar 160.
2.4.2.3 Ductile (Liat)
Ductility didefinisikan sebagai sifat mekanis dari suatu bahan untuk
menerangkan seberapa jauh bahan dapat diubah bentuknya secara plastis tanpa terjadinya retakan. Dalam suatu pengujian tarik, ductility ditunjukkan dengan bentuk neckingnya, material dengan ductility yang tinggi akan
mengalami necking yang sangat sempit, sedangkan bahan yang memiliki
ductility rendah, hampir tidak mengalami necking. Sedangkan dalam hasil
pengujian tarik, ductility diukur dengan skala yang disebut elongasi.
Elongasi adalah seberapa besar pertambahan panjang suatu bahan ketika dilakukan uji kekuatan tarik. Elongasi ditulis dalam persentase pertambahan panjang per panjang awal bahan yang diujikan. Aluminium murni memiliki ductility yang tinggi. Aluminium paduan memiliki ductility yang bervariasi, tergantung konsentrasi paduannya, namun pada umumnya memiliki ductility yang lebih rendah dari pada aluminium murni, karena
ductility berbanding terbalik dengan kekuatan tarik, serta semua aluminum
paduan memiliki kekuatan tarik yang lebih tinggi dari pada aluminium murni.
2.4.2.4 Modulus Elastisitas
Aluminium memiliki modulus elastisitas yang lebih rendah bila dibandingkan dengan baja maupun besi, tetapi dari sisi strength to weight
ratio, aluminium lebih baik. Aluminium yang memiliki titik lebur yang
lebih rendah dan kepadatan. Dalam kondisi yang dicairkan dapat diproses dalam berbagai cara. Hal ini yang memungkinkan produk-produk dari aluminium yang akan dibentuk, pada dasarnya dekat dengan akhir dari desain produk.
2.4.2.5 Recyclability (Mampu untuk didaur ulang)
Aluminium adalah 100% bahan yang didaur ulang tanpa penurunan dari kualitas awalnya, peleburannya memerlukan sedikit energi, hanya sekitar 5% dari energi yang diperlukan untuk memproduksi logam utama yang pada awalnya diperlukan dalam proses daur ulang.
2.4.2.6 Reflectivity (Mampu pantul)
Aluminium adalah reflektor yang baik dari cahaya serta panas, dan dengan bobot yang ringan, membuatnya ideal untuk bahan reflektor.
2.5 Aplikasi Aluminium Pada Velg Mobil
Velg adalah komponen utama dalam sebuah kendaraan. Tanpa velg, kendaraan baik itu mobil ataupun motor tidak akan dapat berjalan. Velg ada dua jenis yang dikenal di kalangan masyarakat yaitu velg standar pabrikan dan velg jenis racing. Velg standar atau velg dari pabrikan banyak yang tidak menyukai karena beberapa 12las an salah satunya adalah trend. Oleh karena itu banyak yang menggantinya dengan velg yang lebih gaya atau yang di sebut dengan velg racing.
2.6 Spesifikasi Velg Mobil
Terdapat beberapa kode-kode yang dipakai untuk menggambarkan spesifikasi detail dari sebuah velg mobil yang ditunjukkan pada gambar 2.4.
Gambar 2.4 Konstruksi velg mobil
Sumber: http://hangar-besi.blogspot.com/2013/01/kode-kode-pada-velg.html
2.6.1 PCD
PCD adalah singkatan dari "Pitch Circle Diametre" (diameter lingkaran pitch). Ini adalah diameter lingkaran, yang diambil melalui pusat lubang baut pada roda. PCD diukur dalam millimeter dan juga menunjukkan jumlah baut roda yang ada. Misalnya kode 5/114,3 merupakan kode untuk menunjukkan jumlah baut yaitu 5 baut dan 114,3 merupakan PCD yang terlihat pada gambar 2.5.
Pengukurannya dengan mengambil titik terlurus dari masing-masing lubang baut roda. Misalnya 4 baut yang diukur antara titik berseberangan dan satuan milimeter. Tetapi kalau yang 5 baut, penarikan garis PCD ada di antara dua titik lubang baut yang ada di seberang lubang baut roda yang ditarik ukurannya. Dari ukuran itu, didapat angka paling standar 100 mm buat mobil-mobil kebanyakan. Maka disebutnya PCD 100. Untuk mobil-mobil MPV dan light-SUV, PCD-nya 114,3 mm, sedangkan sedan kecil dan hatchback, seperti Honda Jazz, Toyota Yaris, atau Chevrolet Aveo, ber-PCD 100 mm. Kalau mobil Mercedes Benz 112 mm, BMW 120 mm, dan SUV yang besar 139,7 mm.
Gambar 2.5 PCD velg mobil
Sumber: http://www.jipku.com/artikodevelg.html
2.6.2 Offset
Atau juga sering disebut dengan istilah "ET" yang diambil dari prefix Bahasa Jerman "Einpresstiefe" (press depth), adalah ukuran seberapa besar tekukan penampang / permukaan tengah velg bagian dalam yang ke luar ataupun ke dalam, semakin kecil ukuran offset maka penampang dalamnya semakin tebal
sehingga membuat velg apabila terpasang di mobil akan semakin keluar dari
fender. Offset menunjukkan jarak dari titik tengah velg ke bagian dudukan baut as
roda (bisa rem cakram atau tutup tromol) yang menggunakan satuan milimeter. Seperti yang terlihat dalam gambar 2.6, offset disebut dengan "+" (positif) jika permukaan yang menyentuh dudukan as roda melampaui garis tengah pelek, dan disebut "-" (negatif) ketika lebih dalam daripada garis tengah velg. Pemilihan jenis offset ini perlu diperhatikan agar ban tidak terlalu masuk ke dalam dan menyentuh rongga spatbor kendaraan atau velg dapat menyentuh/ menabrak kaliper rem.
Gambar 2.6 Offset velg mobil
Sumber: http://donnishare.blogspot.com/2010/09/belajar-mengenai-profil-ban-velg-dan.html
2.6.3 Centre Bore
Merupakan lubang di tengah-tengah lubang baut pada velg mobil, yang berfungsi untuk menahan velg agar tetap berada dipusat roda atau sering juga disebut Centre Hole.
2.6.4 Rim Marking
Pada umumnya format penulisannya seperti ini 18x8J ET 35, yang artinya velg mobil tersebut berukuran diameter 18 inch dengan lebar velg 8 inch dan offset 35 mm seperti pada gambar 2.7.
Gambar 2.7 Ukuran velg mobil
Sumber: http://www.jipku.com/artikodevelg.html
2.7 Velg Baja dan Velg Aluminium
Industri velg mobil pada umumnya dapat dibagi menjadi dua yaitu velg aluminium dan velg baja yang terlihat pada gambar 2.8. Untuk angkutan umum dan komersial yang memerlukan velg dengan kekuatan tinggi dan kualitas penampilan yang rendah, baja merupakan bahan logam yang paling efisien dan efektif. Namun untuk mobil penumpang, selain kekuatan dan keringanan velg, penampilan velg yang indah juga diminati oleh pemakai.
Logam aluminium lebih tahan karat dibandingkan baja sehingga penampilan logam aluminium lebih tahan lama keindahannya daripada logam baja, selain itu logam aluminium dapat menimbulkan kilauan indah yang mengkilap bila dipoles. Kelebihan logam aluminium yang terakhir terletak pada beratnya yang lebih ringan dibandingkan logam baja. Oleh karena itu, velg dengan bahan dasar logam aluminium menjadi velg standar bagi mobil penumpang pada umumnya.
(a) (b) Gambar 2.8 (a) Velg baja (b) Velg Aluminium
2.7.1 Kualitas Velg Aluminium
Kualitas velg aluminium dipengaruhi oleh kriteria-kriteria sebagai berikut:
1. Penampilan
velg bersifat fashion yang digunakan untuk memperindah penampilan mobil secara keseluruhan.
2. Mode
karena velg bersifat fashion maka tentunya mode dari sebuah velg mempengaruhi minat pelanggan yang ingin membeli velg.
3. Warna (finishing)
finishing sebuah velg meningkatkan daya tarik pelanggan dari produk
fashion tersebut.
4. Kekuatan
velg yang tidak kuat dapat membahayakan keselamatan penumpang mobil tersebut, terutama untuk kalangan yang menggemari kegiatan rally dimana kekuatan velg diutamakan untuk melewati jalanan off-road yang lebih menantang.
5. Keringanan
velg yang ringan akan meningkatkan kecepatan sebuah mobil dan juga dapat mengurangi kebutuhan bahan bakar mobil tersebut.
2.7.2 Kategori Velg Aluminium
Velg aluminium memiliki beberapa kategori style yang memiliki pangsa pasar tersendiri sebagai berikut:
1. Standard atau OEM
velg aluminium standard atau OEM digunakan untuk mengkategorikan velg-velg aluminium yang merupakan velg keluaran standar dari manufaktur mobil. Mayoritas pengguna mobil penumpang menggunakan velg standard yang telah disediakan oleh manufaktur mobil ketika membeli sebuah mobil.
2. Racing
velg aluminium yang termasuk dalam model ini lebih fokus pada keringanan berat dan keseimbangan dari velg tersebut. Velg yang ringan akan meningkatkan laju kecepatan sebuah kendaraan. Keseimbangan (balance) velg racing sangat mempengaruhi kestabilan kendaraan saat melaju dengan kecepatan tinggi.
3. Rally
velg aluminium rally kualitasnya diukur dari ketangguhan velg tersebut bila digunakan dalam kondisi jalan yang buruk atau off-road. Penggemar
rally pada umumnya lebih peduli dengan kekuatan velg dibandingkan
4. VIP Style
velg aluminium VIP style lebih difokuskan kepada penampilan velg yang dapat memperindah penampilan mobil mewah. Penggemar velg dengan style ini mengingini penampilan velg yang akan membuat penampilan mobilnya menjadi lebih mewah.
5. Replika
karena velg aluminium adalah barang fashion maka terdapat permintaan terhadap replika atau tiruan dari merek terkenal.
2.8 Paduan Aluminium
Aluminium merupakan logam ringan yang mempunyai sifat ketahanan korosi yang baik. Material ini digunakan dalam bidang yang luas bukan hanya untuk peralatan rumah tangga saja tetapi juga dipakai untuk kepentingan industri, misalnya untuk industri pesawat terbang, komponen-komponen mobil, komponen regulator dan konstruksi-konstruksi yang lain.
Menurut Aluminum Association (AA) dapat diidentifikasi dengan sistem empat digit berdasarkan komposisi paduan seperti xxx.1 dan xxx.2 untuk ingot yang dilebur kembali. Sedangkan simbol xxx.0 untuk menentukan batas komposisi pengecoran dan simbol A356, B356 dan C356 untuk paduan cor gravitasi. Masing-masing paduan ini identik dengan kandungan yang mendominasi tetapi berkurang batas penggunaan karena impuritinya, khususnya kandungan besi.
Berikut ini beberapa contoh aplikasi aluminium:
1. Aluminium seri 1xxx
Memiliki kekuatan yang rendah, ketahanan terhadap korosi yang tinggi, tingkat reflektif yang tinggi, dan konduktifitas termal dan listrik yang tinggi sehingga kombinasi ini cocok untuk digunakan dalam pengemasan, perangkat listrik, peralatan pemanas, pencahayaan, dekorasi dan lain-lain.
2. Aluminium seri 2xxx
Melalui pengerasan dengan precipitation hardening dapat digunakan untuk penerbangan dan roda, kendaraan militer, cocok juga untuk sekrup, baut, komponen permesinan, dan lain-lain.
3. Aluminium seri 3xxx
Tipikal aplikasi seri ini rata-rata untuk kaleng dan untuk paduan yang memerlukan pembentukan dengan cara ditekan dan penggulungan. Selain untuk pengemasan, bangunan, peralatan rumah, alloy ini digunakan juga untuk benda yang memerlukan kekuatan, formabilitas, weldabilitas, dan korosi yang tinggi serta untuk perlengkapan pemanasan seperti helaian brazing dan pipa pemanas.
4. Aluminium seri 4xxx
Kandungan silikon yang tinggi digunakan untuk produk yang memerlukan tingkat kekakuan yang tinggi atau keuletan yang rendah.
5. Aluminium seri 5xxx
Kombinasi kekuatan sedang, ketahanan korosi yang luar biasa, dan
weldabilitas biasa digunakan untuk bagian luar (outdoor), arsitektur, khususnya
dalam bidang kelautan (perkapalan), dan juga untuk otomotif untuk bodi mobil dan komponen casis.
6. Aluminium seri 6xxx
Kombinasi yang baik antara kekuatan tinggi, formabilitas, ketahanan korosi, dan weldabilitas sehingga digunakan untuk transport (bodi luar otomotif dan lain-lain), bangunan (pintu, jendela, dan lain-lain), kelautan, pemanasan, dan lain-lain.
7. Aluminium seri 7xxx
Bagian terpenting dari penggunaan seri ini berdasarkan kekuatan yang tinggi, contohnya pada bidang penerbangan, penjelajahan luar angkasa, militer dan nuklir. Tetapi juga bagian structural bangunan sama baiknya dengan atribut olah raga raket tenis, ski, dan lain-lain.
Jenis paduan aluminium saat ini sangat banyak dan tidak menutup kemungkinan ditemukannya lagi jenis paduan aluminium baru, oleh karena itu dibuatlah sistem penamaan sesuai dengan komposisi dan karakteristik paduan aluminium tersebut untuk memudahkan pengklasifikasiannya. Salah satu penamaan paduan aluminium adalah dengan standar AA, seperti pada Tabel 2.2.
Pada aluminium tempa, seri 1xxx digunakan untuk aluminium murni. Digit kedua dari seri tersebut menunjukkan komposisi aluminium dengan limit pengotor alamiahnya, sedangkan dua digit terakhir menunjukkan persentase minimum dari aluminium tsb. Digit pertama pada seri 2xxx sampai 7xxx menunjukkan kelompok paduannya berdasarkan unsur yang memiliki persentase komposisi terbesar dalam paduan.
Tabel 2.2 Daftar seri paduan aluminium tempa
No. Seri Komposisi Paduan
1xxx Aluminium murni
2xxx Paduan aluminium – tembaga 3xxx Paduan aluminium – mangan 4xxx Paduan aluminium – silicon 5xxx Paduan aluminium – magnesium 6xxx Paduan aluminium – magnesium – silicon 7xxx Paduan aluminium – seng
8xxx Paduan aluminium – timah – litium 9xxx Disiapkan untuk penggunaan di masa depan
Digit kedua menunjukkan modifikasi dari unsur paduannya, jika digit kedua bernilai 0 maka paduan tersebut murni terdiri dari aluminium dan unsur
paduan. Jika nilainya 1 – 9, maka paduan tersebut memiliki modifikasi dengan unsure lainnya. Dua angka terakhir untuk seri 2xxx – 8xxx tidak memiliki arti khusus, hanya untuk membedakan paduan aluminium tersebut dalam kelompoknya.
Paduan aluminium tuang penamaannya memakai sistem tiga digit diikuti dengan satu bilangan desimal. Tabel 2.3 menunjukkan seri paduan aluminium tuang berdasarkan unsur paduannya.
Tabel 2.3 Daftar seri paduan aluminium tuang
No. Seri Komposisi Paduan
1xx.x Aluminium murni
2xx.x Paduan aluminium – tembaga 3xx.x Paduan aluminium – silikon - magnesium 4xx.x Paduan aluminium – silikon 5xx.x Paduan aluminium – magnesium
6xx.x Tidak digunakan
7xx.x Paduan aluminium – seng 8xx.x Paduan aluminium – timah
9xx.x Disiapkan untuk penggunaan di masa depan
Dalam standar AA, angka pertama menunjukkan kelompok paduan, angka kedua dan ketiga menunjukkan kemurnian minimum untuk aluminium tanpa paduan dan sebagai nomor identifikasi untuk paduan tersebut, angka keempat menandakan bentuk produk (.0 = spesifikasi coran, .1 = spesifikasi ingot, .2 = spesifikasi ingot yang lebih spesifik).
2.8.1 Pengaruh Unsur-Unsur Pemadu Pada Paduan Aluminium
Jenis dan pengaruh unsur-unsur paduan terhadap perbaikan sifat aluminium antara lain:
1. Unsur Silikon (Si)
Unsur Si dalam paduan aluminium mempunyai pengaruh positif : a Meningkatkan sifat mampu alir (Hight Fluidity).
b. Mempermudah proses pengecoran
c. Meningkatkan daya tahan terhadap korosi d. Memperbaiki sifat-sifat atau karakteristik coran e. Menurunkan penyusutan dalam hasil cor
f. Tahan terhadap hot tear (perpatahan pada metal casting pada saat solidifikasi karena adanya kontraksi yang merintangi).
Pengaruh negatif yang ditimbulkan unsur Si berupa penurunan keuletan bahan terhadap beban kejut jika kandungan silikon terlalu tinggi.
2. Unsur Tembaga (Cu)
Pengaruh baik yang dapat timbul oleh unsur Cu dalam paduan aluminium: a. Meningkatkan kekerasan bahan dengan membentuk presipitat
b. Memperbaiki kekuatan tarik
c. Mempermudah proses pengerjaan dengan mesin.
Pengaruh buruk yang dapat ditimbulkan oleh unsur Cu : a. Menurunkan daya tahan terhadap korosi
b. Mengurangi keuletan bahan dan
c. Menurunkan kemampuan dibentuk dan dirol.
3. Unsur Magnesium (Mg)
Magnesium memberikan pengaruh baik yaitu: a. Mempermudah proses penuangan
b. Meningkatkan kemampuan pengerjaan mesin c. Meningkatkan daya tahan terhadap korosi d. Meningkatkan kekuatan mekanis
f. Meningkatkan ketahanan beban kejut atau impak.
Pengaruh buruk yang ditimbulkan oleh unsur Mg yaitu meningkatkan kemungkinan timbulnya cacat pada hasil pengecoran.
4. Unsur Besi (Fe)
Pengaruh baik yang dapat ditimbulkan oleh unsur Fe ada1ah mencegah terjadinya penempelan logam cair pada cetakan.
Pengaruh buruk yang dapat ditimbulkan unsur paduan ini adalah : a. Penurunan sifat mekanis
b. Penurunan kekuatan tarik
c. Timbulnya bintik keras pada hasil coran d. Peningkatan cacat porositas.
5. Unsur Mangan (Mn)
Dengan unsur mangan aluminium sangat mudah dibentuk, tahan terhadap korosi baik, sifat dan mampu lasnya baik.
6. Unsur Nikel (Ni)
Dengan unsur nikel aluminium dapat bekerja pada temperatur tinggi, misalnya piston dan silinder head untuk motor.
7. Unsur Seng (Zn)
Umumnya seng dapat ditambahkan bersama-sama dengan unsur tembaga dalam persentase kecil. Dengan penambahan ini akan meningkatkan sifat-sifat mekanik pada perlakuan panas, juga kemampuan mesin.
2.8.2 Macam–Macam Paduan Aluminium 2.8.2.1 Paduan Al-Si
Paduan Al-Si ditemukan oleh A. Pacz tahun 1921. Paduan Al-Si yang telah diperlakukan panas dinamakan Silumin. Sifat – sifat silumin sangat diperbaiki oleh perlakuan panas dan sedikit diperbaiki oleh unsur paduan. Paduan Al-Si umumnya dipakai dengan 0,15% – 0,4% Mn dan 0,5 % Mg. Paduan yang diberi perlakuan pelarutan (solution heat treatment), quenching, dan aging dinamakan silumin, dan yang hanya mendapat perlakuan aging saja dinamakan
silumin. Paduan Al-Si yang memerlukan perlakuan panas ditambah dengan Mg
juga Cu serta Ni untuk memberikan kekerasan pada saat panas. Bahan paduan ini biasa dipakai untuk piston kendaraan (Surdia, 1992).
Gambar 2.9 Diagram fasa Al-Si Sumber: ASM International, 2004
Pada diagram fasa Al-Si (gambar 2.9) dapat dibagi tiga daerah yaitu:
a. Daerah Hipoeutektik
Pada daerah ini terdapat kandungan silikon < 11,7% dimana struktur mikro akhir yang terbentuk pada fasa ini adalah fasa α – aluminium dan eutektik (gelap) yang kaya aluminium yang memiliki kekerasan 90 HB, Struktur mikro
b. Daerah Eutektik
Pada komposisi ini paduan Al-Si dapat membeku secara langsung (dari fase cair ke padat). Kandungan silikon yang terkandung didalamnya sekitar 11,7% sampai 12,2% untuk struktur mikro eutektik bisa dilihat pada gambar 2.9b. Material ini memiliki kekerasan 105 HB dan uji tarik 248 MPa sehingga banyak diaplikasikan pada komponen dengan tekanan yang tinggi, seperti:crank case,
wheel hub, cylinder barrel.(ASM Handbook vol 15, 1998)
c. Daerah Hypereutectic
Struktur mikro hypereutectic pada gambar 2.10 (c) menunjukan Komposisi silikon diatas 12,2% sehingga kaya akan silikon dengan fasa eutektik sebagai fasa tambahan dan memiliki kekerasan 110 HB. Contoh aluminium alloy jenis ini : AC8H, A.339
Gambar 2.10 Struktur mikro paduan Al-Si (a) Struktur mikro paduan hypoeutectic (1.65-12.6 wt% Si). 150X. (b) Struktur mikro paduan eutectic (12.6% Si). 400X.
(c) Struktur mikro paduan hypereutectic (>12.6% Si). 150X Sumber: ASM International, 2004
Tipe paduan tergantung pada presentase kandungan silikon ini akan berpengaruh terhadap titik beku (freezing point) yang dipakai pada proses pengecoran aluminium yang bisa dilihat pada tabel 2.2.
Tabel 2.2. Kandungan Si berpengaruh terhadap temperatur titik beku paduan aluminium
Alloy Si conten BS alloy Typical freezing range (0C)
Low silicon 4 – 6 % LM 4 625 – 525
Medium Silicon 7,5 – 9,5 % LM 25 615 – 550 Eutectic alloys 10 – 13 % LM 6 575– 565 Special hypereutectic alloys >16 % LM 30 650 - 505
Sumber: ASM International, 2004
2.8.2.2 Paduan Al-Cu dan Al-Cu-Mg
Paduan Al-Cu dan Al-Cu-Mg ditemukan oleh A. Wilm dalam usaha mengembangkan paduan alumunium yang kuat dinamakan duralumin ini sering diaplikasikan pada rangka sepeda motor, pulley, roda gigi, velg mobil. Paduan Al-Cu-Mg adalah paduan yang mengandung 4% Cu dan 0,5% Mg dapat ditingkatkan kekerasanya dengan prosesnatural aging setelah solution heat treatment dan
quenching.
2.8.2.3 Paduan Al-Mn
Mangan (Mn) adalah unsur yang memperkuat Aluminium tanpa mengurangi ketahanan korosi dan dipakai untuk membuat paduan yang tahan terhadap korosi. Paduan Al-Mn dalam penamaan standar AA adalah paduan Al 3003 dan Al 3004. Komposisi standar dari paduan Al 3003 adalah Al, 1,2 % Mn, sedangkan komposisi standar Al 3004 adalah Al, 1,2 % Mn, 1,0 % Mg. Paduan Al 3003 dan Al 3004 digunakan sebagai paduan tahan korosi tanpa perlakuan panas.
2.8.2.4 Paduan Al-Mg
Paduan dengan 2–3% Mg dapat mudah ditempa, dirol dan diekstrusi, paduan Al 5052 adalah paduan yang biasa dipakai sebagai bahan tempaan. Paduan
Al 5052 adalah paduan yang paling kuat dalam sistem ini, dipakai setelah dikeraskan oleh pengerasan regangan apabila diperlukan kekerasan tinggi. Paduan Al 5083 yang dianil adalah paduan antara (4,5% Mg) kuat dan mudah dilas oleh karena itu sekarang dipakai sebagai bahan untuk tangki LNG (Surdia, 2006).
2.8.2.5 Paduan Al-Mg-Si
Sebagai paduan Al-Mg-Si dalam sistem klasifikasi AA dapat diperoleh paduan Al 6063 dan Al 6061. Paduan dalam sistem ini mempunyai kekuatan kurang sebagai bahan tempaan dibandingkan dengan paduan–paduan lainnya, tetapi sangat liat, sangat baik mampu bentuknya untuk penempaan, ekstrusi dan sebagainya. Paduan 6063 dipergunakan untuk rangka–rangka konstruksi, maka selain dipergunakan untuk rangka konstruksi juga digunakan untuk kabel tenaga (Surdia, 2006).
2.8.2.6 Paduan Al-Mn-Zn
Di Jepang pada permulaan tahun 1940 Iragashi dan kawan-kawan mengadakan studi dan berhasil dalam pengembangan suatu paduan dengan penambahan kira–kira 0,3% Mn atau Cr dimana butir kristal padat diperhalus dan mengubah bentuk presipitasi serta retakan korosi tegangan tidak terjadi. Pada saat itu paduan tersebut dinamakan ESD atau duralumin super ekstra. Selama perang dunia ke dua di Amerika serikat dengan maksud yang hampir sama telah dikembangkan pula suatu paduan yaitu suatu paduan yang terdiri dari: Al, 5,5 % Zn, 2,5 % Mn, 1,5% Cu, 0,3 % Cr, 0,2 % Mn sekarang dinamakan paduan Al-7075. Pengggunaan paduan ini paling besar adalah untuk bahan konstruksi pesawat udara, disamping itu juga digunakan dalam bidang konstruksi (Surdia, 2006).
2.9 Proses Pembuatan Velg
Proses pembuatan velg terdiri dari proses casting dan proses forging. Proses yang banyak dilakukan adalah proses casting, karena berbiaya murah dan teknologi proses casting sudah banyak digunakan dibanding dengan proses
forging yang memerlukan teknologi tinggi dan biaya produksi yang tinggi.
2.9.1 Tipe One-piece Cast Wheels 2.9.1.1 Gravity Casting
Gravity casting merupakan proses casting paling basic, yaitu hanya
dengan menuangkan lelehan aluminium ke dalam cetakan dengan memanfaatkan gravitasi bumi untuk memenuhi cetakannya. Jadi kunci utama adalah didesain cetakan yang benar-benar memperhitungkan arah gravitasi sehingga kepadatan bentuk bisa didapat. Keuntungannya harga produksi lebih murah. Tapi tentu desain seperti ini tidak bisa memenuhi faktor “weight reduction”, karena kepadatan hasil gravitasi membutuhkan lelehan dalam jumlah banyak, yang otomatis akan menambah berat velg seperti terlihat pada gambar 2.11. Kepadatan aluminium juga tidak bisa diatur sedemikian rupa, karena udara masih mudah ikut tercampur. Oleh karena itu, proses model ini akan menambah berat velg jika ingin menambah kekuatannya.
2.9.1.2 Low Pressure Casting
Low pressure casting menggunakan tekanan tambahan untuk menuangkan
lelehan aluminium ke dalam cetakan, sehingga proses penuangan lebih cepat dan kondisi aluminium bisa lebih padat daripada gravity casting. Tekanan bisa didapat dari pemutaran cetakan itu sendiri, ada juga yang dibantu beberapa alat. Dengan harga produksi yang tidak jauh dari gravity casting, proses casting tekanan rendah ini sekarang menjadi sangat umum. Beberapa produsen velg juga telah mengembangkan proses ini dengan berbagai alat dan ukuran tekanan tertentu, demi terbentuknya velg yang lebih ringan. Tentunya biaya pengembangan proses ini juga akan membuat harga velg menjadi naik.
2.9.1.3 Spun-Rim, Flow-Forming atau Rim Rolling Technology
Ini salah satu pengembangan dari low pressure casting; dengan menggunakan sebuah mesin khsuus yang memutar casting awal kemudian memanaskan bagian terluar casting nya dan menggunakan tekanan roller baja sehinggga meenghasilkan bentuk akhir velg. Kombinasi panas, tekanan dan pemutaran itu menghasilkan penampang velg yang kuat yang hampir serupa dengan sistem forged, tapi dengan biaya lebih murah dari sistem forged. Banyak velg yang menggunakan metode ini berhasil mencapai light wheel dengan biaya yang normal, walau tidak murah. Contoh tipe aftermarket nya adalah BBS RC yang terlihat pada gambar 2.12.
2.9.1.4 Forging
Teknologi ini menggunakan logam aluminium yang tidak dilebur untuk mencetaknya menjadi velg. Teknologi forging mengandalkan kekuatan mesinnya untuk mencetak velg menggunakan bahan baku aluminium yang masih dalam bentuk logam yang terlihat pada gambar 2.13, berbeda dengan die casting dimana bahan baku aluminiumnya harus dilebur. Produk velg yang dihasilkan dengan menggunakan teknologi forging ini umumnya dikategorikan dengan sebutan
forged wheels.
Hasilnya, sebuah produk aluminium yang sangat padat, kuat dan bisa sangat ringan. Tetapi faktor biaya peralatan, pengembangan dan proses, membuat cara ini tidak banyak produsen velg yang mampu melakukannya. Maka produsen velg yang mampu melakukan sistem forging, produk velg yang dihasilkan menjadi eksklusif. Harga menjadi tinggi walaupun permintaan konsumen tetap tinggi.
Gambar 2.13 Proses pembuatan velg sistem forging
Sumber: http://putrasaimima.blogspot.com/2011/03/proses-pembuatan-velg-mobil.html
2.9.2 Tipe Multi-Piece Wheels
Merk velg Enkei Sport RCS, adalah salah satu contoh velg two
pieces-welded construction. Bagian tengah velg dibuat terpisah, kemudian di las ke rim/bibir velg. Velg tipe ini menggunakan dua atau tiga komponen terpisah yang
dirakit menjadi satu wujud velg. Umumnya multi-piece wheels menerapkan lebih dari satu metode pembuatan. Misalnya, bagian tengah dibuat secara
casting atau forged, sedangkan lingkar pinggir velgnya dibuat dengan sistem spun
dari aluminium. Komponen terpisah tersebut kemudian dibaut, di-sealant atau dilas (welded) menjadi satu wujud velg mobil yang ditunjukkan pada gambar 2.14.
Gambar 2.14 Velg mobil tipe multi-piece wheels
Model multi-piece wheels sendiri mulai berkembang pada awal 1970-an untuk untuk kebutuhan balap mobil, dengan pertimbangan untuk mengejar
light-weight. Pada perkembangan selanjutnya sistem ini jadi banyak diterapkan pada
velg dengan R17 ke atas, dengan tujuan mendapatkan velg yang seringan mungkin.
2.10 Tegangan
Apabila sebuah batang atau plat dibebani sebuah gaya maka akan terjadi gaya reaksi yang sama dengan yang arah berlawanan. Gaya tersebut akan diterima sama rata oleh setiap molekul pada bidang penampang batang tersebut. Jadi tegangan adalah suatu ukuran intensitas pembebanan yang dinyatakan oleh gaya
dan dibagi oleh luas di tempat gaya tersebut bekerja. Tegangan ada bermacam-macam sesuai dengan pembebanan yang diberikan. Komponen tegangan pada sudut yang tegak lurus pada bidang ditempat bekerjanya gaya disebut tegangan langsung. Pada pembebanan tarik akan terjadi tegangan tarik maka pada beban tekan akan terjadi tegangan tekan. Biasanya dinyatakan dalam bentuk persentasi atau tidak dengan persentasi. Besarnya tegangan menunjukkan apakah bahan tersebut mampu menahan perubahan bentuk sebelum patah. Makin besar tegangan suatu bahan maka bahan itu mudah dibentuk. Maka, rumus tegangan adalah
σ =
AoF...(2.1)
dimana:F = gaya (Newton)
Ao = luas penampang awal (mm2)
2.11 Regangan
Regangan adalah suatu bentuk tanpa dimensi untuk menyatakan perubahan bentuk. Biasanya dinyatakan dalam bentuk persentasi atau tidak dengan persentasi. Besarnya regangan menunjukkan apakah bahan tersebut mampu menahan perubahan bentuk sebelum patah. Makin besar regangan suatu bahan maka bahan itu mudah dibentuk. Maka, rumus regangan adalah
ε = 𝛥𝐿
𝐿𝑜...(2.2) dimana:
Lo = panjang mula-mula (mm) Δ L = perpanjangan (mm)
2.12 Uji Komposisi Kimia
Uji komposisi merupakan pengujian yang berfungsi untuk mengetahui seberapa besar atau seberapa banyak jumlah suatu kandungan yang terdapat pada suatu logam, baik logam ferro maupun logam non ferro. Uji komposisi biasanya dilakukan ditempat pabrik-pabrik atau perusahaan logam yang jumlah
produksinya besar, ataupun juga terdapat di Instititut pendidikan yang khusus mempelajari tentang logam.
Proses pengujian komposisi berlangsung dengan pembakaran bahan menggunakan elektroda dimana terjadi suhu rekristalisasi, dari suhu rekristalisasi terjadi penguraian unsur yang masing-masing beda warnanya. Sedangkan untuk Penentuan kadar berdasar sensor perbedaan warna. Proses pembakaran elektroda ini tidak lebih dari tiga detik. Pengujian komposisi dapat dilakukan untuk menentukan jenis bahan yang digunakan dengan melihat persentase unsur yang ada.
2.13 Uji Kekerasan (Hardness Test)
Pengujian kekerasan Brinell merupakan pengujian standar skala industri, tetapi karena penekannya terbuat dari bola baja yang berukuran besar dan beban besar maka bahan yang sangat lunak atau sangat keras tidak dapat diukur kekerasannya. Di dalam aplikasi manufaktur, material diuji untuk dua pertimbangan, sebagai riset karakteristik suatu material baru dan juga sebagai suatu analisa mutu untuk memastikan bahwa contoh material tersebut menghasilkan spesifikasi kualitas tertentu. Pengujian yang paling banyak dipakai adalah dengan menekan alat penekan tertentu kepada benda uji dengan beban tertentu dan dengan mengukur ukuran bekas penekanan yang terbentuk di atasnya, cara ini dinamakan cara kekerasan dengan penekanan (brinnel).
Kekerasan suatu material harus diketahui khususnya untuk material yang dalam penggunaanya akan mangalami pergesekan (Frictional force), dalam hal ini bidang keilmuan yang berperan penting mempelajarinya adalah Ilmu Bahan Teknik (Metallurgy Engineering). Kekerasan didefinisikan sebagai kemampuan suatu material untuk menahan beban identasi atau penetrasi (penekanan). Didunia teknik, umumnya pengujian kekerasan menggunakan 4 macam metode pengujian kekerasan, yakni :
- Brinell (HB/BHN) - Rockwell (HR/RHN)
- Vickers (HV/VHN)
- Micro Hardness (Namun jarang sekali dipakai)
Gambar 2.15 Alat uji kekerasan material logam
Pemilihan masing-masing skala (metode pengujian) tergantung pada : a. Permukaan material
b. Jenis dan dimensi material c. Jenis data yang diinginkan d. Ketersedian alat uji
Pengujian kekerasan dengan metode Brinell yang terlihat pada gambar 2.15 bertujuan untuk menentukan kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap bola baja (identor) yang ditekankan pada permukaan material uji tersebut (speciment). Idealnya, pengujian Brinell diperuntukan bagi material yang memiliki kekerasan Brinell sampai 400 HB, jika lebih dari nilai tersebut maka disarankan menggunakan metode pengujian Rockwell ataupun
Vickers. Angka Kekerasan Brinell (HB) didefinisikan sebagai hasil bagi
(Koefisien) dari beban uji (F) dalam Newton yang dikalikan dengan angka faktor 0,102 dan luas permukaan bekas luka tekan (injakan) bola baja (A) dalam milimeter persegi. Rumus perhitungan Brinell Hardness Number (BHN) dapat dilihat pada persamaan 2.3.
BHN = 2𝑃
𝜋𝐷(𝐷−�𝐷2−𝑑2)
...(2.3)
Dimana:P = beban penekan (N)
D = diameter bola penekan (mm) d = diameter lekukan (mm)
2.14 Uji Metalografi
Analisa mikro adalah suatu analisa mengenai struktur logam melalui pembesaran dengan menggunakan mikroskop khusus metalografi. Alat uji struktur mikro dapat dilihat pada gambar 2.16. Dengan analisa mikrostruktur, kita dapat mengamati bentuk dan ukuran kristal logam, kerusakan logam akibat proses deformasi, proses perlakuan panas, dan perbedaan komposisi. Sifat-sifat logam terutama sifat mekanis dan sifat fisis sangat mempengaruhi mikrostruktur logam dan paduannya, disamping komposisi kimianya. Struktur mikro dari logam dapat diubah dengan jalan perlakuan panas ataupun dengan proses perubahan bentuk (deformasi) dari logam yang akan diuji.
Gambar 2.16 Alat uji struktur mikro
Sebelum melakukan percobaan metalografi terhadap suatu material, terlebih dahulu harus ditentukan material logam apa yang akan diuji. Sebaiknya harus ada data pembanding antara data mikrostruktur yang di dapat dari percobaan dengan data mikrostruktur yang sebenarnya dari suatu material yang di jadikan benda uji.
2.14.1 Porositas
Porositas dikenal sebagai cacat coran terjadi karena ketidaksesuaian dalam proses pengecoran. Diawal pembekuan (solidifikasi) logam cair bagian permukaannya kontak dengan cetakan yang relatif dingin, dan solidifikasi terus berlanjut kedalam cairan sehingga membuka channel karena perbedaan densitas logam melt dan logam solid. Pembukaan channel terjadi karena adanya perbedaan densitas massa logam melt dan logam solid. Contoh, densitas massa aluminium
melt 2,37 g.cm-3 dan aluminium solid 2,55 g.cm-3. Akibat pembukaan channel
tekanan internal turun dan diakhir solidifikasi terbentuk pori oleh nukliasi didalam cairan logam. Setelah nukliasi solidifikasi yang berlanjut memicu pertumbuhan pori kearah sisi dalam dari pada kearah sisi luar permukaan coran. Pada umumnya paduan aluminium, bronze, dan paduan eutetik Al-Si mempunyai
short-freezing-range sehingga menghasilkan permukaan coran yang baik.
Pada pengecoran logam, apabila tidak ada gas dan logam dituang kedalam rongga mencukupi, maka tidak ditemui adanya porositas dalam tuangan tersebut. Tetapi pada kenyataannya tidak demikian, pori internal dapat terbentuk dengan berbagai cara, seperti adanya ke komplekan pada pengecoran sehingga logam cair tidak dapat mengisi rongga cetak, dengan tegangan hidrostatik yang meningkat, sehingga tercapainya tingkat pembentukan pori internal. Pada temperatur yang sama gas hidrogen mempunyai kelarutan yang tinggi dalam keadaan melt dari pada keadaan solid oleh karena itu porositas gas dapat terbentuk selama solidifikasi.
Gas hidrogen dihasilkan dari reaksi reduksi uap air dalam atmosfer oleh aluminium dan penguraian hidrocarbon. Gas hidrogen dalam aluminium melt dan
solid akan meningkat oleh pengotor seperti campuran sulfur. Unsur-unsur
pembentuk hydride dalam logam meningkatkan hidrogen dalam liquid. Unsur-unsur beryllium, copper, tin, dan silicon dalam aluminium menurunkan gas hidrogen. Dalam kondisi melt aluminium dan paduannya sangat mudah menyerap hidrogen karena temperatur kelarutan yang tinggi, dan berafinitas dengan oksigen.
2.15 Uji Tarik
Uji tarik adalah suatu metode yang digunakan untuk menguji kekuatan suatu bahan atau material dengan cara memberikan beban gaya yang berlawanan arah. Hasil yang didapatkan dari pengujian tarik sangat penting untuk rekayasa teknik dan desain produk karena mengahsilkan data kekuatan material. Pengujian uji tarik digunakan untuk mengukur ketahanan suatu material terhadap gaya statis yang diberikan secara lambat. Sifat mekanis logam yang dapat diketahui setelah proses pengujian ini seperti kekuatan tarik, keuletan dan ketangguhan. Alat uji tarik terlihat pada gambar 2.17
Pengujian tarik sangat dibutuhkan untuk menentukan desain suatu produk karena menghasilkan data kekuatan material. Pengujian tarik banyak dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan. Karena dengan pengujian tarik dapat diukur ketahanan suatu material terhadap gaya statis yang diberikan secara perlahan.
2.16 Simulasi Numerik
Untuk menyelesaikan permasalahan numerik digunakan alat bantu
software Ansys. Program Ansys ini dikembangkan di Amerika Serikat oleh National Aeronautics and Space Administration (NASA). Perangkat Schwendler Corporation adalah program analisa elemen hingga untuk analisa tegangan
(stress), getaran (vibration), dan perpindahan panas (heat transfer) dari struktur dan komponen mekanika. Dengan Ansys, kita dapat mengimport geometri CAD (Computer Aided Design) atau dengan membuat geometri sendiri dengan Ansys.
Mesh, dapat dibuat dengan banyak metode: secara manual sampai automatis.
Pemakaian material dan penentuan sifat material dapat dibuat atau dipilih dari Ansys 5.4 libraries. Demikian juga banyak tipe kondisi batas dan kondisi pembebanan dapat diterapkan.
Analisa tegangan dapat memecahkan beberapa kasus banyak menggunakan pendekatan prosedur dua dimensi. Prosedur dua dimensi digunakan karena praktis lebih mendekati, dan modelnya lebih sederhana. Pada kasus yang sebenarnya analisa tiga dimensi yang banyak digunakan karena analisa tegangan tiga dimensi mendekati masalah yang sebenarnya.
