TUGAS AKHIR TUGAS AKHIR (MN141581) JUDUL TUGAS AKHIR ANALISIS TEGANGAN PADA KAPAL PERANG TIPE CORVETTE AKIBAT BEBAN SLAMMING

(1)

TUGAS AKHIR

(MN141581)

JUDUL TUGAS AKHIR

ANALISIS TEGANGAN PADA KAPAL

PERANG TIPE CORVETTE AKIBAT

BEBAN SLAMMING

TUGAS AKHIR

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

2016

(2)

Nama

: Sugiyarto

Nrp

: 4112100052

Dosen Pembimbing I

Nama

: Aries Sulisetyono, ST.,MA.Sc,Ph.D

NIP

: 19710320 199512 1 002

Dosen Pembimbing II

Nama

: Teguh Putranto, S.T, M.T

NIP

: 19900513 201404 1 001

Nama Mahasiswa dan Dosen

Pembimbing

(3)

(4)

PENDAHULUAN

• RUMUSAN MASALAH

• BATASAN MASALAH

• TUJUAN

(5)

(6)

RAO

w

RA

O

=

z

r

/

z

e

0.2

1.0

2.0 w

_n

frekuensi alami

super-critical

sub-critical

critical

RAO = Response Amplitude Operator

adalah perbandingan antara amplitudo

(7)

GERAKAN RELATIF DAN RELATIVE

BOW MOTION

(8)























Vbr

th

Zbr

b

th

br

b

br

m

V

m

T

V

dan

T

Z

slam

0

2

0

2

2 exp

)

(

Pr

)

(

Pr

SLAMMING



















Vbr th Zbr b Zbr Zbr slam

m

V

m

T

m

N

0 2 0 2 0 2

2

2 exp

2

1 

P = P

₀

[

2 𝛽 1−(

𝑌𝑠

_2𝑏

)

2 +

_𝛿

2 (1 −

_2𝑏

𝑌𝑠

)

2 −

(𝑌𝑠/2𝑏)

2 1−(

_2𝑏

𝑌𝑠

)

2 ]

(9)

(10)

(11)

UKURAN UTAMA

Description

Symbol

Unit

Quantity

Displacement

Δ

DWT

2419

Length Overall

LOA

m

106 Length Construction

L

m

98.936 Breadth (Moulded)

B

m

14 Depth (Moulded)

D

m

8.75 Draft (Moulded)

T

m

3.7 Block Coefficient

Cb

0.496 Prismatic Coefficient

Cp

0.667 Longitudinal Center

Bouyency

LCB

m

46.707 Speed

Vs

Knot

30

(12)

(13)

RAO

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 0 0.5 1 1.5 2 2.5 RAO HEAVE (ZA/ ΔA)2 WW

RAO Heave

μ = 90 μ = 135 μ = 180 0.00E+00 5.00E-01 1.00E+00 1.50E+00 2.00E+00 2.50E+00 3.00E+00 0 0.5 1 1.5 2 2.5 RA O P itc h Ww

RAO Pitch

μ = 90 μ = 135 μ = 180

(14)



Respone Spectrume didapatkan dengan cara mengkalikan

Wave Spectrum dengan RAO

RESPON SPECTRUM

-0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 -2.00 0.00 2.00 4.00 6.00 S Ϛ R We

R e s p o n S p e c t r u m G e r a k a n

H e a v i n g S u d u t 1 3 5

6 5 4 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 -1.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 S Ϛ R We

R e s p o n S p e c t r u m G e r a k a n H e a v i n g

S u d u t 1 3 5

6 5 4 -0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 -2.00 0.00 2.00 4.00 6.00 S Ϛ R We

R e s p o n S p c t r u m Ge r a k a n H e a v i n g

S u d u t 1 8 0

6 5 4

(15)

SPECTRA DENSITY RELATIVE BOW

MOTION

-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Sp ctr eu m Encounter Frekuensi

S p e k t r a D e n s i t y R B M S u d u t 9 0

6 meter 5 meter 4 meter -1 0 1 2 3 4 5 6 7 0 2 4 6 8 Sp e c tru m Encounter Frekuensi

S p e k t r a D e n s i t y R B M S u d u t 1 3 5

6 meter 5 meter 4 meter -2 0 2 4 6 8 10 12 0 2 4 6 8 Spec tr rum Encounter Frekuensi S p e k t r a D e n s i t y R B M S u d u t 1 8 0 6 meter 5 meter 4 meter

(16)

VERTICAL MOTION DAN VERTICAL

VELOCITY



Gel ombang 4 m μ= 180 Nilai vertical motion 4,31 m dengan

sarat 3,7 meter



Z br > T

Terjadi sl amming

Verti cal vel ocity 6,52 m/s dengan

threshold vel ocity

2.99 m/s

(17)



Probabilitas slamming paling besar pada sudut 180

o

_dengan

tinggi gelombang 6 meter sebesar 0.71.

Pada gelombang 4-6 meter



sudut 180

o

_{probabilitas slamming kisaran 0.467}

– 0.71.



sudut 135

o

_{probabilitas slamming sebesar 0.328 - 0.501}



sudut hadap 90

o

_{memiliki probabilitas sebesar 0.006 -0.030}

PROBABILITAS SLAMMING

0.000 0.100 0.200 0.300 0.400 0.500 0.600 0.700 0.800 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 P ro b ab il it as S lam m in g Tinggi Gelombang

Pro b a b i l i t a s S l a mmi n g

sudut 90 Sudut 135 Sudut 180

(18)

INTENSITAS PERJAM

0.000 100.000 200.000 300.000 400.000 500.000 600.000 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 Fre k u e n s i Sl a m m in g Pe rj a m Tinggi Gelombang

I n t e n s i t a s S l a mmi n g Pe r j a m

90 135 180



sudut 180

o

intensitas slamming kisaran 409 – 527 kejadian



sudut 135

o

_{intensitas slamming sebesar 247}

– 342 kejadian



sudut hadap 90

o

_{memiliki intensitas sebesar 3}

– 13 kejadian

(19)

BEBAN SLAMMING

0 1 2 3 4 5 6 7 8 10 12 14 16 18 20 Im p a c t L o a d (Kp a ) Station (m)

I mp a c t L o a d S u d u t 9 0

6 meter 5 meter 4 meter 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 10 12 14 16 18 20 Im p a c t L o a d (Kp a ) Station

I mp a c t L o a d S u d u t 1 3 5

6 meter 5 meter 4 meter

Beban slamming terbesar pada sudut 180 dengan gelombang

6 mencapai 92,619 Kpa pada station 0.15 FP atau ST 16.

0 20 40 60 80 100 120 10 15 20 Im p a c t L o a d (Kp a ) Station (m)

I mp a c t L o a d S u d u t 1 8 0

(20)

SHEER FORCE

-1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 0 5 10 15 20 Sh ea r Fo rce ( Kn ) Station (M)

G l o b a l Z S u d u t 1 3 5

6 5 4 -1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 0 5 10 15 20 Sh ea rf o rce ( Kn ) Station (m)

G l o b a l Z S u d u t 1 3 5

(21)

Dimana sheer force terbesar pada (St 16) atau 0.15 dari FP

dengan sudut hadap 180 derajat pada tinggi gelombang 6

meter sebesar 7172 Kn

-2000 0 2000 4000 6000 8000 10000 0 5 10 15 20 Sh ea rf o rce ( Kn ) Station (M)

G l o b a l Z S u d u t 1 8 0

6 meter 5 meter 4 meter -1000 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 0 5 10 15 20 Sh ea r fo rce ( Kn ) Station (m)

G l o b a l Z S u d u t 9 0

(22)

BENDING MOMEN

-20000 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 0 5 10 15 20 B en d in g Mo m en ( Kn .m ) Station (m)

RY S u d u t 9 0

6 meter 5 meter 4 meter -50000 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 0 5 10 15 20 B en d u n g Mo m en t (Kn .M) Station (m)

RY S u d u t 1 3 5

6 meter 5 meter 4 meter -50000 0 50000 100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000 450000 0 5 10 15 20 B en d in g Mo m en t (Kn .m ) Station (m)

RY S u d u t 1 8 0

Bending moment terbesar

pada sudut 180 derajat

pada tinggi gelombang 6

meter sebesar 272844 Kn.m

dan bending moment

terkecil pada sudut heading

90 derajat.

(23)

HASIL ANALISA POSEIDON

(24)

Data hasil modulus

Hs (m)

Heading

Angel

Modulus ( m

3

₎

Moments of Inertia

(m

4

₎

Existing

require

d

Existing

Required

4 µ = 90º

W deck

_1,683

0,944

6,510

4.,727

W bottom

1,362

0,944

µ = 135º

W deck

_1,683

0,944

6,510

4,727

W bottom

_1,362

0,944

µ = 180º

W deck

1,683

0,944

6.,510

4,727

W bottom

_1,362

0,944

5 µ = 90º

W deck

1,683

0,944

6,510

4.,727

W bottom

1,362

0,944

µ = 135º

W deck

_1,683

0,944

6,510

4,727

W bottom

1,362

0,944

µ = 180º

W deck

_1,683

0,944

6,510

4,727

W bottom

1,362

0,944

6 µ = 90º

W deck

1,683

1,269

6.,510

4.,727

W bottom

_1,362

_1,269

µ = 135º

W deck

1,683

1,269

6,510

4,727

W bottom

_1,362

_1,269

µ = 180º

W deck

1,683

1,269

6,510

4,727

W bottom

1,362

1,269

Weight of Section pada fr

142 Weight of section:

G = 5.827t/m

(Long. Members)

Weight of section:

G = 1.115t/m

(Transverse Members)

(25)



σ

_po

= 175/k untuk L ≥ 90 m



Reh = 350 N/mm

2 

k

= 295 / (Reh +60)



= 295 / (350+60)



= 0.719



Jadi,



σ

_p

= 1 . (175/0.719) = 243.4 N/mm

2 TEGANGAN IJIN

(26)



Tegangan Ijin



σ

_p

= 243.4 N/mm

2 Hs (m)

Heading

Angel

Modulus ( m

3

₎

Moments of Inertia

(m

4

₎

Existing

required

Existing

Required

4 µ = 90º

W deck

1,683

0,944

6,510

4.,727

W bottom

_1,362

_0,944

µ = 135º

W deck

1,683

0,944

6,510

4,727

W bottom

_1,362

_0,944

µ = 180º

W deck

_1,683

_0,944

6.,510

4,727

W bottom

_1,362

_0,944

5 µ = 90º

W deck

_1,683

_0,944

6,510

4.,727

W bottom

_1,362

_0,944

µ = 135º

W deck

_1,683

_0,944

6,510

4,727

W bottom

_1,362

_0,944

µ = 180º

W deck

_1,683

_0,944

6,510

4,727

W bottom

_1,362

_0,944

6 µ = 90º

W deck

_1,683

_1,269

6.,510

4.,727

W bottom

_1,362

_1,269

µ = 135º

W deck

_1,683

_1,269

6,510

4,727

W bottom

_1,362

_1,269

µ = 180º

W deck

_1,683

_1,269

6,510

4,727

W bottom

_1,362

_1,269

(27)



Probabilitas slamming paling besar terjadi pada sudut 180

o

dengan tinggi gelombang 6 meter dengan nilai probabilitas

sebesar 0.71



Jumlah kejadian slamming terbesar besar pada gelombang

dengan sudut hadap 180

o

_{dengan tinggi gelombang 6 meter}

dengan nilai kejadian slamming per jam mencapai 528 kali

kejadian



beban slamming terbesar terjadi pada sudut hadap 180

o

dengan tinggi gelombang 6 meter sebesar 92,619 Kpa di Fr

142 (St 16) atau sekitar 0.15L dari FP



Tegangan maksimal pada pada bagian battom mencapai

223,1356 N/mm

2 _{dan tegangan dideck sebesar 173,083}

N/mm

2. _{. Dengan tegangan ijin sebesar 243.4 N/mm}

2 _{. Sehingga}

dapat disimpulkan bahwa tegangan pada kapal perang akibat

beban slamming masih memenuhi standart maksimum yang

dijinkan class.

(28)