Upload
phamdiep
View
228
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Analisis Teknis Pengaruh Suhu Ruang Mesin Kapal
Kayu Terhadap Bambu Laminasi Dengan Variasi Lama
Pemanasan
Ferdy Naranda
4109100005
Dosen Pembimbing:
Ir. Heri Supomo M.sc
PERUMUSAN MASALAH
Bagaimanakah hasil kekuatan bambu laminasi yang
telah dipanaskan pada variasi suhu yang telah
ditentukan ?
Apakah bambu laminasi tetap kuat terhadap panas suhu
ruang mesin kapal kayu ?
Bagaimanakah hasil perbandingan kekuatan pada bambu
laminasi yang dipanaskan dengan bambu laminasi yang
tidak mengalami perlakuan panas atau suhu normal
TUJUAN
Mendapatkan hasil kekuatan bambu laminasi yang telah dipanaskan pada variasi suhu yang telah ditentukan .
Menganalisa bambu laminasi tetap kuat atau tidak terhadap panas suhu ruang mesin kapal kayu.
Mendapatkan perbandingan hasil kekuatan bambu laminasi yang dipanaskan dengan bambu laminasi yang tidak mengalami perlakuan panas atau suhu normal.
HIPOTESIS
bambu laminasi yang dipanaskan
menggunakan pemanas pada suhu
maksimal 80 0 C dengan lama
pemanasan 6 jam tidak mengalami
perubahan kekuatan yang signifikan
dibandingkan dengan bambu laminasi
pada suhu ruang
BATASAN MASALAH
Bambu yang digunakan adalah jenis bambu ori
Ruas bambu yang digunakan adalah ruas 10-14 pada masing-masing
variasi suhu
Lem yang digunakan adalah lem epoxy “marine use”
Jenis laminasi yang digunakan adalah tumpuk bata
Bambu laminasi dipanaskan dengan menggunakan furnace
Bambu laminasi diberi perlakuan panas dengan variasi lama
pemanasan 2jam, 4 jam, dan 6 jam
Bambu laminasi diberi perlakuan panas dengan variasi suhu
sebagai berikut:
1. 600 C
2. 800 C
3. 1000 C
4. 1200 C
Standar pengujian material menggunakan ASTM D3500 untuk uji
tarik dan ASTM D3043 uji tekuk.
Nama Kapal : Kapal Ikan 1396
Gulley KE-
Tipe Kapal : Kapal ikan
Tahun : 1974
Material Kapal : oak /kayu
Mesin : cummins 224 kw/305 hp
Gross Tonnage : 29,74
Panas mesin statndar umumnya pada saat
dihidupkan mempunyai pada mesin 60oC/140oF dan
pada saat berlayar memiliki suhu 55 oC/131oF
(Sumber;ttp://www.yanmarhelp.com/operate.htm)
Suhu pada mesin tetap diatur di suhu 80 oC- 90 oC
dengan menggunakan thermostat yang berfungsi
mendinginkan bila melebihi suhu 90 oC/180 oF pada
mesin. Jadi suhu normal atau suhu maksimum pada
mesin itu 90 oC tidak akan melebihin dari itu,jika
melebihi dari itu terjadi overheating pada mesin dan
mesin harus segera dihentikan atau di cek kondisi
mesin tersebut.(Sumber:
http://www.boatfix.com/how/cooling.html).
METODOLOGI
2. Bilah yang telah terbentuk disusun dengan metode laminasi batu
bata sebanyak 6 lapis, dengan dimensi sbb :
3. Untuk spesiment uji Bending ukuran lebar dan tebal sama tetapi panjang
berbeda.
30 mm 500
mm
30 mm
METODOLOGI
4. Sedangkan untuk spesiment uji tarik 1 bilah hanya dapat dibuat 1 spesiment
saja, dengan ketentuan dimensi seperti pada gambar :
5. Sebelum dilakukan pengujian spesimen dipanaskan dengan variasi suhu 60°c80°c, 100°c dan 120°c menggunakan oven ,holding time dengan variasi 2 jam, 4
jam, 6 jam.setelah itu dilakukan test uji tekuk menurut ASTM D3043 dan uji
tarik menurut ASTM D3500.
PEMANASAN DENGAN VARIASI
SUHU 60C,80C,100C,120C
LAMA PEMANASAN 2 JAM,4 JAM,6JAM
TOTAL SPESIMEN 48 UJI TARIK
SPESIMEN 48 UJI TEKUK
• Tahapan pengujian kuat tarik:
Mempersiapkan benda uji dengan ketentuan ukuran dengan standar ASTM
Memberikan nomor atau kode pengujian pada benda uji sebagai tanda.
Memeriksa ukuran dan mencatat pada lembar pengujian.
Memasang benda uji pada mesin uji.
Memasang kertas grafik dan alat pemindai pada alat uji.
Pemberian beban secara terus-menerus selama pengujian dengan laju
crosshead konstan yang akan menyebabkan kegagalan benda uji.
Selama proses, besarnya beban dan regangan akan tercatat dalam bentuk
grafik.
Pembebanan dilakukan sampai benda uji patah.
Pengujian berlaku untuk semua benda uji tarik.
Mempersiapkan benda uji dengan ketentuan ukuran seperti
standar ASTM
Memberikan nomor atau kode pengujian pada benda uji
sebagai tanda.
Memeriksa ukuran dan mencatat pada lembar pengujian.
Memasang benda uji pada mesin uji.
Memasang kertas grafik dan alat pemindai pada alat uji.
Pemberian beban secara terus-menerus selama pengujian
dengan laju crosshead konstan yang akan menyebabkan
kegagalan benda uji.
Selama proses, besarnya beban dan regangan akan tercatat
dalam bentuk grafik.
Pembebanan dilakukan sampai benda uji gagal.
Pengujian berlaku untuk semua benda uji tekuk.
ANALISA PERHITUNGAN UJI TARIK
𝜎 =𝑝𝑚𝑎𝑘𝑠
𝑎 𝜎 = Kuat Tarik (N/mm2)
𝑝𝑚𝑎𝑘𝑠 = Beban Maksimum ( N )
a = Luas Penampang Spesimen yang Diuji
Regangan digunakan rumus dibawah ini
𝜀 =∆𝑙
𝐿0
= Regangan
∆𝑙 = Pertambahan Panjang (mm)
𝐿0 = Panjang Awal (mm)
ANALISA PERHITUNGAN MODULUS
ELASTISITAS UJI TARIK
𝑀𝑂𝐸 =𝜎
𝜀 Dimana MOE = Modulus Elastisitas (Gpa)
𝜀 = Regangan
𝜎 = Tegangan (Mpa)
ANALISA PERHITUNGAN UJI TEKUK
𝑀𝑜𝑅 =3 𝑝 𝑙
2 𝑏 𝑑3 Dimana : P = Beban maksimal (kN)
l = jarak antar penumpu(mm)
b = lebar (mm)
d = tebal (mm)
ANALISA PERHITUNGAN MODULUS
ELASTISITAS UJI TEKUK
𝐸𝐼 = (𝐿3
48)(𝑃
∆)
EI = modulus elastisitas, psi(Mpa)x momen inersia(mm2)
P = Beban maksimal (N)
∆ = Defleksi
L = Panjang spesimen (mm)
I = 1/12*b*h^3
Uji Tarik ,perbandingan Tegangan
jam
Suhu
60° c 80° c 100° c 120° c
2 120,92 142,15 147,50 141,14
4 136,94 143,99 148,76 131,19
6 140,90 146,09 170,59 120,77
Grafik perbandingan tiap suhu
80,00
90,00
100,00
110,00
120,00
130,00
140,00
150,00
160,00
170,00
180,00
0 2 4 6 8
STREN
GTH
(M
PA)
JAM
60° c 80° c 100° c 120° c
modulus elastisitas
jam Suhu (°C)
60 80 100 120
2 11,83281 13,17101 12,58790116 12,64903146
4 10,89842 12,09188 13,4520779 11,32365646
6 10,17758 12,18044 13,59567339 12,37332843
Kuat Tekuk
jam Suhu
60° c 80° c 100° c 120° c
2 92,50 112,18 113,16 130,87
4 98,40 112,18 126,94 128,90
6 104,30 114,14 152,52 109,22
80,00
90,00
100,00
110,00
120,00
130,00
140,00
150,00
160,00
0 2 4 6 8
TEG
AN
GAN
(M
PA)
JAM
60° c 80° c 100° c 120° c
modulus elastisitas
jam Suhu (°C)
60 80 100 120
2 11,15633 15,47845 17,13014 16,95001823
4 11,37448 15,46647 17,38165 20,53466524
6 12,67985 13,06535 22,17608 19,04706912
MoE Tekuk
Analisa pada suhu 120 c
Dengan berkurangnya air, jaringan sel dan serat
pada bambu akan menyatu/kokoh sehingga
kekuatannya meningkat (Fangchun, 2000).
(Fangchun, 2000) memperoleh hasil bambu yang
dikeringkan sampai kering tanur (KA 0 %) malah
dapat menurunkan kualitasnya karena bambu
gampang pecah dan menjadi rapuh
Penyebab utama penyusutan adalah
jaringan serat dalam berkas pembuluh
kehilangan air. Sebagai akibat,
penyusutan makin tinggi dengan
banyaknya air yang dikeluarkan dari
dalam berkas pembuluh atau tingkat
kekeringannya rendah(PusLit Hasil Hutan
BOGOR, 2009)
Epoxy adhesives memiliki
ketahanan panas dan ketahan
kimia yang jauh lebih baik dari
pada jenis adhesive yang lain.
Jenis epoxy adhesive baru
akan mengalami degradasi
suhu 350 °F (177 °C).
(Wikipedia, 2013)
Wood
Type
Durability
Group
Mean Breaking Strengths Young Modulus
Tension(n/mm2) Bending(n/mm2) El long (n/mm2)
Teak(Jati) 1 115 100 13000
100,00
105,00
110,00
115,00
120,00
125,00
130,00
135,00
140,00
145,00
0 2 4 6 8
Tegangan (
MPa)
Lama Pemanasan(Jam)
80
85
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
0 2 4 6 8
MoR (
MPa)
Lama Pemanasan(Jam)
Spesiment Beban (N)
Tegangan
TarikTanpa Pemanasan
(MPa) Rata-Rata
1 14400 129,73
127,332 15600 130,35
3 14200 126,51
4 13400 122,71Hasil Uji Tekuk Tanpa Pemanasan
spesimen Defleksi (mm) MoR(Mpa) rata-rata MoR (Mpa)
1 22 95,04
97,22 21 95,04
3 23 103,68
4 21 95,04
Variasi Suhu
dan JamSpesimen
Tegangan
Tarik(Mpa)
rata-rata MoR
(Mpa)
120°C 2 jam
1 165,344
141,1362 135,089
3 125,220
4 138,889
120°C 4 jam
1 132,548
131,1932 114,548
3 154,660
4 123,016
120°C 6 jam
1 101,650
120,7692 133,157
3 118,846
4 129,422
Variasi Suhu dan
Jamspesimen
Mor
(Mpa)
rata-rata MoR
(Mpa)
120°C 2 jam
1 122,016
130,8722 125,952
3 133,824
4 141,696
120°C 4 jam
1 157,44
128,9042 114,144
3 94,464
4 149,568
120°C 6 jam
1 118,08
109,2242 78,72
3 122,016
4 118,08
Wood
Type
Durability
Group
Mean Breaking Strengths Young Modulus
Tension(n/mm2) Bending(n/mm2) El long (n/mm2)
Teak(Jati) 1 115 100 13000