Moire

(1)

ANALISA DEFORMASI PELAT LOGAM

DENGAN MENGGUNAKAN METODE

MOIRE PROYEKSI

Donny Adibrata 2405 100 001

Pembimbing: Ir. Heru Setijono M.Sc.

Laboratorium Rekayasa Fotonika

Teknik Fisika – Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya 2010

(2)

Latar Belakang

•Deformasi adalah perubahan bentuk, dimensi dan posisi dari suatu materi baik merupakan bagian dari alam ataupun buatan manusia.

•Salah satu deformasi yang merugikan adalah akibat dari tumbukan

bird-strike pada pesawat terbang yang bisa menyebabkan kecelakaan

yang fatal dimana banyak kasus kecelakaan pesawat.

•Metode moire proyeksi merupakan metode yang berbiaya rendah, tidak merusak, dan dapat memetakan seluruh bidang benda uji.

(3)

Permasalahan

Bagaimana mendapatkan suatu pola moire yang mampu menunjukkan perubahan profil dari benda uji sebagai akibat adanya pemberian gaya pada benda uji.

(4)

Batasan Masalah

Pada pengerjaan tugas akhir ini dilakukan pembatasan terhadap

beberapa masalah untuk menghindari melebarnya permasalahan dan melebarnya topik penelitian, adapun batasan masalah yaitu ;

• Benda uji yang digunakan adalah sebuah pelat logam aluminium. • Untuk perekaman pola moire digunakan kamera DSLR.

• Pengamatan hanya dilakukan pada perubahan pola moire akibat adanya deformasi pelat logam.

(5)

Tujuan

Berdasarkan dari latar belakang dan batasan masalah yang telah disebutkan tujuan yang ingin dicapai pada tugas akhir ini antara lain mampu menganalisa perubahan profil benda uji berdasarkan perubahan pola moire yang terbentuk pada permukaan benda uji.

(6)

Teori Penunjang

Kata moiré berasal dari bahasa Perancis yang merupakan sebuah pola kain sutra yang mirip dengan gelombang air. Pola moiré terjadi bila dua buah pola atau lebih bersuperposisi. Pola ini dapat berbentuk garis, lingkaran dan sebagainya. Namun yang lebih umum diaplikasikan adalah

grating garis karena paling sederhana untuk dianalisa.

Gambar Grating pembentuk efek Moire(a). Grating garis vertikal, (b). Grating garis horisontal, (c) grating berbentuk

(7)

Continued……

Metode moiré secara umum terbagi dua yaitu:

•In-plane measurement, digunakan untuk pengukuran perpindahan linier, perpindahan sudut, regangan dan tegangan.

•Out-of-plane measurement, digunakan untuk pengukuran perpindahan tegak lurus bidang misalnya ketinggian permukaan

(8)

In-plane measurement

Pengamatan pola in-plane moiré didapatkan bedasarkan superposisi dari

grating referensi dan grating objek. Grating referensi mempunyai periode

yang konstan dan jarak grating yang telah ditentukan, dan grating objek dicetak atau ditempelkan pada permukaan objek

(9)

Out-of-plane measurement

Shadow Moire

Sebuah metode interferometri moiré sederhana untuk menganalisa kontur sebuah objek dengan menggunakan grating tunggal

Tinggi dari objek z dapat dihitung dengan persamaan geometri yang ditunjukkan pada gambar di samping

(10)

Continued……

Distribusi intensitas sepanjang permukaan benda kerja dapat dipresentasikan dengan persamaan berikut

Moire Proyeksi

Suatu metode dengan menggunakan satu grating dimana grating ini diproyeksikan ke permukaan benda kerja

Dimana A (x , y) adalah fungsi varisai yang mempresentasikan pencahayaan latarbelakang, B (x , y) fungsi variasi yang mempresentasikan kontras antara terang dan gelap pola frinji, ϕ (x , y) adalah fase dari grating pada permukaan objek dan ψ (x , y) fase dari objek.

(11)

(12)

(13)

Metodologi

Peneilitian

Mulai

Setup Alat Eksperimen

Pengambilan Citra Moire

Pengolahan data

Kesimpulan

Selesai Studi Literatur Perumusan Masalah dan

Tujuan

Sesuai Tujuan Pembuatan Grating

(14)

150 mm

150 mm _{150 mm}

2 mm

(15)

(16)

(17)

(18)

(19)

Dari hasil pengukuran perubahan pola moire terhadap perubahan displacement didapatkan data sebagai berikut

Ketinggian (mm) Pergeseran (mm) 2 1,13 3 1,66 4 2,29 5 2,79 6 3,45 7 3,91 8 4,69 9 5,38 10 5,77 11 6,15 12 6,92 13 7,31 14 8,08 15 8,46 16 9,61 17 10,01 18 10,77 19 11,34 20 12,11 21 12,49 22 13,27

(20)

Hubungan perubahan ketinggian dari pelat dengan pergeseran pola moire

(21)

Kesimpulan

Berdasarkan hasil yang telah didapatkan serta meninjau kembali permasalahan beserta batasannya, tujuan, dapat dirumuskan dua kesimpulan yang diperoleh dalam pelaksanaan tugas akhir ini, antara lain:

• Terdapat korelasi atau hubungan antara perubahan displacement benda kerja dengan pergeseran pola moire yang terbentuk.

• Pergeseran pola moire memiliki berbanding lurus terhadap penambahan

(22)

Ketinggian (mm) Pergeseran (mm) Nilai Terukur (mm) Error (mm) Presentase Error (%) 2 1,13 1,95 0,05 2,56 3 1,66 2,87 0,13 4,52 4 2,29 3,96 0,04 1,01 5 2,79 4,82 0,18 3,73 6 3,45 5,96 0,04 0,67 7 3,91 6,73 0,27 4,01 8 4,69 8,10 0,10 1,23 9 5,38 9,27 0,27 2,91 10 5,77 9,96 0,04 0,40 11 6,15 10,60 0,40 3,77 12 6,92 11,93 0,07 0,58 13 7,31 12,60 0,40 3,17 14 8,08 13,93 0,07 0,50 15 8,46 14,59 0,41 2,81 16 9,61 16,58 0,58 3,49 17 10,01 17,26 0,26 1,50 18 10,77 18,57 0,57 3,06 19 11,34 19,56 0,56 2,86 20 12,11 20,88 0,88 4,21 21 12,49 21,55 0,55 2,55 22 13,27 22,88 0,88 3,84 Tabel nilai ketinggian, pergeseran, nilai terukur perhitungan, error dan presentase error pada titik A Error : 0,05 mm sampai dengan 0,88 mm 0,5% sampai dengan 4,52%

(23)

Perbandingan antara nilai ketinggian yang terukur dengan nilai sebenarnya pada titik A

(24)

Ketinggian (mm) Pergeseran (mm) Terukur (mm) Error (mm) Presentase Error (%) 1,70 _1,09 1,66 _0,04 _2,35 2,56 _1,53 2,48 _0,23 _3,13 3,42 _2,16 3,28 _0,14 _4,09 4,27 _2,79 4,24 _0,03 _0,70 5,13 _3,29 4,99 _0,14 _2,72 5,98 _3,87 5,87 _0,11 _1,83 6,84 _4,46 6,76 _0,08 _1,16 7,69 _5,05 7,65 _0,04 _0,52 8,54 _5,65 8,57 _0,03 _0,35 9,40 _6,38 9,67 _0,27 _2,87 10,25 _6,55 9,93 _0,32 _3,12 11,11 _7,12 10,79 _0,32 _2,88 11,96 _7,69 11,65 _0,31 _2,59 12,82 _8,26 12,52 _0,30 _2,34 13,67 _9,00 13,65 _0,02 _0,14 14,53 _9,56 14,49 _0,04 _0,27 15,38 _9,94 15,07 _0,31 _2,01 16,24 _10,61 16,08 _0,16 _0,98 17,09 _11,20 16,97 _0,12 _0,70 17,95 _11,76 17,83 _0,12 _0,67 18,80 _12,32 18,67 _0,13 _0,69 Tabel nilai ketinggian, pergeseran, nilai terukur perhitungan, error dan presentase error pada titik B Error : 0,03 mm sampai dengan 0,32 mm 0,14% sampai dengan 4,09%

(25)

5.1 Kesimpulan

Telah dilakukan penelitian yang berjudul analisa deformasi pelat logam dengan menggunakan metode moire proyeksi. Periode grating yang digunakan dalam

penelitian adalah P=4,5 mm dengan jarak benda uji dengan kamera 90 cm dan jarak benda uji dengan LCD proyektor 82 cm dengan nilai Ɵ=30o _{. Dari penelitian didapatkan}

hasil sebagai berikut:

• Terdapat korelasi atau hubungan antara deformasi benda kerja dimana terjadi

perubahan titik benda kerja (ketinggian(y)) dengan pergeseran pola moire (x) dimana posisi titik benda uji dapat ditentukan dengan hubungan

• y = 1,6475 x + 0,4213 dengan nilai koefisien korelasi 0,9979.

• Dari hubungan diatas dapat diketahui perubahan ketinggian di berbagai posisi

sepanjang sumbu horizontal (sumbu x) bidang permukaan benda uji dengan error terbesar 4,09%.

• Bahwa dengan moire proyeksi dapat digunakan untuk mengetahui perubahan ketinggian pada seluruh bidang permukaan benda uji.

5.2 Saran

Untuk penelitian lebih lanjut, agar menggunakan pola grating lingkaran sehingga pola

moire yang terbentuk mampu mendeteksi perubahan di seluruh bidang benda kerja

baik secara horizontal, vertical, maupun diagonal.

(26)

DAFTAR PUSTAKA

[1]. Andreas, Heri. 2007. Karakteristik Deformasi Strain dan Stress (ppt). Institut Teknologi Bandung. Bandung

[2]. J. Gasvik, Kjell. 2002. Optical Metrology (3rd _{ed.). John wiley & Sons, Inc.,} Publication. Inggris.

[3]. Kimber, Mark. Jonathan Blotter. 2005. A Novel Technique to Determine

DifferenceContours Between Digital and Physical Objects for Projection Moire Interferometry. Optics and Lasers in Engineering 44 (2006) 25-40

[4]. Malarca, Daniel. 2007. Optical Shop Testing Third Edition. A John wiley & Sons, Inc., Publication. Kanada.

[5]. Marlang, Hidayat. 2009. Analisa Medan Stress dan Strain Dengan

Menggunakan Metode Moire. Desertasi Pasca Sarjana Teknik Mesin Institut Teknologi

Sepuluh Nopember. Surabaya

[6]. Thorpe, Jhon. 2003. Fatalities And Destroyed Civil Aircraft Due to Birds

Strike. International Birds Strike Committee. Inggris.

[7]. Yoshizawa, Toru. 2009. Handbook of Optical Metrology – Principles and

(27)

[8]. Yusuf, Khairi. 1993. Pengukuran dan Penggambaran Koordinat Permukaan

Dengan Metode Moire aan AutoCAD. Desertasi Pasca Sarjana Teknik Mesin ITB

Bandung.

[9]. W.VanPaepegema ,A.Shulev. A.Moentjens, J.Harizanova, J.Degrieck, V.Sainov. 2008. Use of Projection Moire for Measuring The Instantaneous Out-of-plane

Deﬂections of Composite Plates Subject to Birdstrike. Optics and Lasers in