its undergraduate 16592 4306100080 paper

Upload: zulwaqor-maulana

Post on 23-Feb-2018

220 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 7/24/2019 ITS Undergraduate 16592 4306100080 Paper

    1/9

    Jurnal Tugas Akhir

    1

    Analisa Kekuatan Struktur antara Deck dan Lambung Bagian Dalam

    Kapal Katamaran

    Erwina Rizki Ilma(1)

    , Handayanu(2)

    , Mas Murtejo(3)

    (1)Mahasiswa Teknik Kelautan

    (2),(3)

    Staf Pengajar Teknik Kelautan

    ABSTRAK

    Kapal dengan desain katamaran (multi hull) merupakan inovasi untuk kemajuan sarana transportasi laut dalam

    rangka memajukan ilmu pengetahuan dan teknologi. Kapal patroli katamaran memiliki dua kapal patroli kecil di

    deck. Tujuan tugas akhir ini membuktikan bahwa tegangan yang dihasilkan oleh kapal ini saat terkena beban

    gelombang dengan variasi arah gelombang 0O, 90

    O, dan 180

    O, serta kondisi beban penuh dan kosong,

    memenuhi tegangan ijin standar ABS dan BKI. Kapal katamaran mempunyai kombinasi beban gaya hidrostatis,

    hidrodinamis (gelombang), beban penuh, dan beban kosong menyebabkan momen dan gaya geser. Selanjutnya

    untuk mengetahui tegangan Von Mises maksimum yang terjadi dilakukan analisa dengan menggunakan Metode

    Elemen Hingga (MEH). Didapatkan untuk kondisi sarat muat penuh, kapal mengalami gerakan HeavePitch

    couple dengan sudut arah gelombang 0O

    (Head Seas), diperoleh Momen terbesar sebesar -245657,07 ton.m (-

    2409895,66 N.m) pada station 2 dengan gaya geser sebesar -43530,34 ton (-427032.64 N). Pada station 2

    dianalisa dan mendapatkan tegangan maksimum untuk kekuatan melintang sebesar 79,8 MPa dan untuk

    kekuatan memanjang sebesar 253 MPa. Dari hasil analisa tegangan untuk kekuatan melintang dan memanjang

    memenuhi standar ABS dan BKI.

    Kata kunci : Kekuatan Struktur, Katamaran, MEH, Von Mises.

    1. PENDAHULUAN

    Kemajuan perkembangan sarana transportasi laut

    memberikan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi,

    sehingga muncul beberapa inovasi inovasi. Salah satu

    antara lain mendesain kapal dengan multi hull, misalnya

    kapal berlambung dua (katamaran). Secara prinsip kapal

    dibangun dengan tujuan mengangkut manusia dan barang

    untuk melakukan suatu operasi di tengah laut. Agar

    memenuhi tujuan tersebut suatu kapal harus memenuhi

    beberapa katakteristik dasar, yaitu mengapung dalam posisi

    tegak lurus, bergerak dengan kecepatan sesuai rancangan

    awal, cukup kuat untuk menahan beban yang dialami akibat

    cuaca yang buruk, dan mampu berjalan pada suatu lintasan

    lurus serta manoeuver di laut lepas seperti halnya dalam

    perairan terbatas.

    Kapal dengan jenis katamaran yang dibahas pada tugas

    akhir ini adalah kapal patroli katamaran. Fungsi yang ada

    pada kapal patrol katamaran ini selain sebagai kapal patrol

    juga berfungsi untuk mobilisasi kapal patroli kecil. Di atas

    kapal patroli katamaran, terdapat dua kapal patroli kecil.

    Kapal patroli katamaran dengan kapal patrol kecil memiliki

    hubungan yang saling menguntungkan. Kapal patroli

    katamaran tidak dapat melewati sungai kecil yang memiliki

    lebar sempit. Sedangkan kapal patroli kecil memerlukan alat

    transportasi untuk dapat melewati seluruh perairan

    Indonesia. Kapal patroli kecil memang tidak didesain untuk

    menghadapi gelombang besar, yang biasanya terdapat pada

    perairan antar pulau.

    Pembebanan gelombang yang digunakan merupakan

    gelombang regular dengan mengambil moda gerak

    kebebasan yang digabungkan.Dimana moda gerak

    kebebasan yang dibahas adalah gerakan yang palingdominan untuk studi kasus ini, yaitu heaving dan pitching.

    Untuk gerakan heaving dan pitching dapat digabungkan

    menjadi satu gerakan couple, biasa disebut couple heave-

    pitch.

    Dalam Bhattacharyya (1978), disebutkan bahwa khusus

    untuk katamaran atau kapal tipe multi hull, kombinasi antar

    gaya hidrostatis dan hidrodinamis akan menyebabkan

    bending moment yang signifikan pada penampang

    transversal. Dalam tugas akhir ini kajian yang akan

    dilakukan adalah pengaruh gerakan katamaran yang

    ditimbulkan gelombang terhadap struktur pada daerah

    pembebanan tertentu khususnya konstruksi hubungan antaradeckdan lambung bagian dalam secara melintang. Struktur

    daerah center line yang khususnya konstruksi yang

    menghubungkan antara deck dengan struktur dalam lambung

    merupakan bagian struktur yang sangat rentan terhadap

    terjangan gelombang.

    Studi kasus pada tugas akhir ini mengambil kapal

    patroli katamaran ini dalam perencanaan dengan data-data

    principal dimension dan General Arrangement yang

  • 7/24/2019 ITS Undergraduate 16592 4306100080 Paper

    2/9

    Jurnal Tugas Akhir

    2

    diperoleh dari basic design PT. Citra Mas (2009), sebagai

    berikut:

    Loa = 37 m

    Lpp = 32.75 m

    Lebar kapal = 12 m

    Tinggi kapal = 4 m

    Sarat kapal = 1.95 mKec. Maksimal; Dinas = 22 ; 17 knot

    Crew = 30 orang

    Tahanan (prisoner) = 4 orang

    Dengan gambar General Arrangement sebagai berikut.

    Gambar 1 General Arrangement of Patrol Boat Catamaran

    (sumber: PT Citra Mas, 2009)

    Dengan menggunakan kondisi perairan Indonesia,

    perairan diambil yang adalah wilayah perairan timur, yaitu

    selat Makassar. Kondisi perairan yang digunakan didapatkan

    dari tiga arah datang gelombang, yaitu arah head seas (0O),

    beam seas (90O) dan following seas (180

    O). Permodelannya

    menggunakan konstruksi peraturan, atau class yang

    digunakan adalah Biro Klasifikasi Indonesia (BKI) dengan

    variasi kecepatan, arah gelombang serta gerakan heaving

    danpitching.

    2. DASAR TEORI

    2.1. GerakanHeaving Pitching Couple

    Dasar utama dari persamaan gerak yang digunakan

    adalah respon frekuensi linier terhadap eksitasi harmonik.

    Eksitasi yang dimaksud adalah gangguan yang disebabkanoleh gaya gelombang, sedangkan gaya pengembali berupa

    gaya inersia akibat adanya massa bentuk dan massa

    hidrodinamika (added mass), gaya damping wavemaking,

    dan gaya pengembali akibat adanya bouyancy. Dengan kata

    lain gerakan heaving-pitching couple merupakan gerakan

    gabungan dari tiap gerakan yaitu heaving dan pitching.

    Persamaan umum untuk gerakan Heaving.

    Persamaan umum untuk gerakan Pitching.

    Sehingga penyelesaian persamaan gerak kopel untuk

    kapal menurut bathacarya adalah sebagai berikut :

    Dimana :

    Dengan asumsi bahwa , maka

    Jika (dengan kata lain momen masa total

    terhadap CG bernilai 0), maka:

    Dengan

    Dimana, = Massa kapal (ton)

    = Massa tambah kapal (ton)

    a = Koefisien inertial force

    = Kofisien damping force

    = Koefisien restoring force

    = Koefisien inertial moment

    = Kofisien damping moment

    = Koefisien restoring moment

    2.2. Response Amplitude Operators (RAO)

    RAO didefinisikan sebagai hubungan antara amplitudo

    respon terhadap amplitude gelombang. Dapat dinyatakan

    dengan bentuk matematis yaitu (respon / gelombang).

    RAO juga disebut sebagai Transfer Function karena RAO

    merupakan alat untuk mentransfer beban luar (gelombang)

    dalam bentuk respon pada suatu struktur (Chakrabarty,

    1987). Bentuk umum dari persamaan RAO dalam fungsi

    frekuensi adalah sebagai berikut :

    dengan: = amplitude gelombang, m

    2.3. Distribusi Pembebanan Muatan dan Gaya

    Keatas

    Dalam perhitungan bending moment memanjang kapal

    ialah menentukan penyebaran momen memanjang kapal dan

    gaya berat sepanjang kapal. Distribusi berat ini merupakan

    sebagian pembebanan yang akan menimbulkan bending

    moment, adalah hasil penjumlahan dan penyebaran berat

    kapal kosong dengan berat muatan, perbekalan, crew,

  • 7/24/2019 ITS Undergraduate 16592 4306100080 Paper

    3/9

    Jurnal Tugas Akhir

    3

    penumpang, persediaan bahan bakar, minyak pelumas, air

    tawar, dan lain sebagainya. Dengan kata lain, hal ini

    merupakan berat total pada saat kapal berlayar

    Gambar 2. Ilustrasi Distribusi gaya berat

    Penyebaran berat kapal dihitung berdasarkan sistem

    konstruksi dan tipe kapal yang akan dibangun. Secara grafis,

    distribusi berat kapal beserta segala macam muatan yang

    diangkut adalah w(x). Karena berat muatan merupakan

    bagian terbesar dari kumpulan berat yang ada pada kapal,

    maka penyusunan muatan sangat berpengaruh terhadap

    sistem pembebanan pada kapal.Gaya tekan keatas merupakan reaksi massa air terhadap

    kapal, yaitu displacement. Dimana harga displacement

    tersebut sama dengan massa total kapal, demikian juga

    resultan gaya tekan keatas tersebut harus tepat satu garis

    vertikal dengan resultan gaya berat.

    Seperti diketahui bahwa displacement kapal dapat

    diperoleh dari integrasi ke arah memanjang dari massa-

    massa air sepanjang kapal.

    Total Bouyancy =

    m(x) = massa bagian air ( kg/m )

    g = grafitasi ( m/dt2

    )

    dan dengan massa tiap bagian adalah :

    m(x) = .A(x)

    maka, distribusi gaya tekan keatas per satuan

    panjang adalah :

    b(x) = .g.A(x)

    dengan : = massa jenis air (biasanya termasuk koreksi

    untuk tebal kulit =1,025 ton/m3).

    A(x) = luas station pada potongan sejauh x dari

    AP (m2).

    2.4. Respon Amplitude Operation (RAO)

    Metode spektra merupakan cara untuk mengetahui suatu

    respon struktur akibat beban gelombang reguler dalam tiap-

    tiap frekuensi. Response Amplitude Operator (RAO) atau

    sering disebut sebagai Transfer Function adalah fungsi

    respon yang terjadi akibat gelombang dalam rentang

    frekuensi yang mengenai struktur offshore. RAO dapat juga

    didefinisikan sebagai hubungan antara amplitudo respon

    terhadap amplitude gelombang. Dapat dinyatakan dengan

    bentuk matematis yaitu (respon / gelombang). Amplitudo

    respon bisa berupa gerakan, tegangan, maupun getaran.

    RAO juga disebut sebagai Transfer Function karena RAO

    merupakan alat untuk mentransfer beban luar (gelombang)

    dalam bentuk respon pada suatu struktur (Chakrabarty,

    1987). Bentuk umum dari persamaan RAO dalam fungsi

    frekuensi adalah sebagai berikut :

    dengan: = amplitude gelombang, m

    2.5. Shear Force

    Pada kapal aspek yang harus diperhitungkan adalah

    longitudinal strength (kekuatan memanjang kapal).

    Kekuatan kapal ini berhubungan pada kemampuan struktur

    kapal untuk bertahan oleh beban yang ditimbulkannya, baik

    berupa beban internal maupun eksternal, yang diperkirakan

    oleh adanya pengaruh tekanan memanjang pada lambung

    kapal. Parameter lainnya adalah shear stress.

    Jika lengkung diagram gaya berat kita kurangi dengan

    lengkung diagram gaya tekan keatas, akan diperoleh

    lengkung penyebaran beban sepanjang kapal

    Keterangan :

    V(x) = gaya geser pada sumbu x dari haluan (atau buritan)

    [ton]

    w = beban per satuan panjang [ton/m]

    = bouyancy per satuan panjang [ton/m]

    dan beban gaya geser f(x) ini merupakan turunan kedua dari

    momen lengkung:

    Sehingga dengan persamaan sebagai berikut, didapatkan

    Shear force dan Moment bending.

    Sehingga didapatkan V(x) = l.f(x)

    Sehingga didapatkan M(x) =1/2. l

    2.f(x)

    2.6. Bending Moment

    Untuk Gelombang yang mengenai kapal dirumuskan:

    Keterangan:M = Total Bending Moment

    Ms = Bending moment pada still water

    Mw = Bending Moment pada kondisi bergelombang

    Dimana :

    = bending momentyangdihasilkanoleh profil gelombang.

    = bending momentyang dihasilkan oleh gerakheaving.

    = bending momentyang dihasilkan oleh gerakpitching

    2.7. Tegangan Von Mises

    Untuk menghitung tegangan kita memakai persamaan :

  • 7/24/2019 ITS Undergraduate 16592 4306100080 Paper

    4/9

    Jurnal Tugas Akhir

    4

    Jadi harus ditentukan y yang merupakan jarak titik

    berat bagian yang dihitung tegangannya terhadap sumbu

    netral (garis mendatar yang melalui titik berat penampang),

    dan menghitung momen inersia penampang I(x).

    Karena penampang melintang kapal mempunyai banyak

    bagian, maka menghitung momen inersianya tak dapatdihitung dengan memakai rumus dasar (I =

    1/12 b.h

    3).

    Penggabungan tegangan-tegangan utama pada suatu

    element merupakan suatu cara untuk mengetahui nilai

    tegangan maksimum yang terjadi pada node tersebut. Salah

    satu cara mendapatkan tegangan gabunnganadalah dengan

    menggunakan formula tegangan Von Mises (Ansys 11.0),

    (2.29)

    Atau,

    (2.30)Dengan

    0 = tegangan utama yang bekerja pada sumbux = tegangan arah sumbu xy = tegangan arah sumbu yz = tegangan arah sumbu zxy = tegangan arah sumbu xyxz = tegangan arah sumbu xzyz = tegangan arah sumbu yze = tegangan maksimum1 = teganganutama 12 = tegangan utama 2

    3 = tegangan utama 33. ANALISA

    3.1. Data

    3.1.1. Data Kapal

    Tabel 1 Data Basic design

    Principal Particular

    Loa 37 m

    Lpp 32.75 m

    B 12 m

    H 4 m

    T 1.95 m

    Vmax; Vs 20 ; 17 knot

    Personil

    30 crew

    4 prisoner

    3.1.2. Data Gelombang

    Tabel 2 Data Gelombang

    Item 00

    900

    1800

    Hs (m) 1.7 1.3 1.1

    Tp (sec) 6.3 5.6 4.9

    Data Gelombang yang digunakan adalah data

    gelombang pada perairan wilayah timur, yaitu Selat

    Makasar.

    3.1.3. Data Hidrostatik

    Tabel 3 Data Hidrostatik

    Draft A Midship (m) 1.6 1.95

    Displacement ( tonne) 155.2 225.3

    KB 1.075 1.294

    CB 0.422 0.458

    Data diatas dapat diketahui pada kondisi sarat muatpenuh yang diharapkan 1.95 meter yaitu 225.3 ton.

    3.1.4. Data Material

    Material yang akan digunakan untuk kapal patrol

    katamaran ini menggunakan material dengan tipe AH-36.

    Material dengan tipe AH-36 memiliki Tensile Strength 490-

    620 N/mm2, Yield Point Min. 355 N/mm

    2dan Elongation

    min. 21%.

    Dari data material, BKI telah menggunakan standar

    untukyield strength sebesar 253 N/mm2

    . Perbandingan

    dengan data material diatas adalah 0.7 dari ABS.

    3.2. Pemodelan3.2.1. Permodelan dengan Maxsurf

    Permodelan kapal menggunakan software Maxsurf 9.6,

    permodelan ini bertujuan untuk mengetahui titik poin yang

    selanjutnya akan diubah ke software moses untuk

    mendapatkan RAO dari kapal. Pembagian station pada kapal

    sebanyak 10 station.

    Gambar 3 Permodelan Maxsurf

    Pada pembagian station tersebut diberi tambahan station

    pembantu yaitu station 0.5, 8.5, 9.5, dan 9.75. Memiliki 8

    surface yaitu outer bottom, outer topside, tunnel radius,

    fwdbow, tunnel, inner bottom, outer bottom tengah dan inner

    bottom tengah.

    3.2.2. Koreksi Dengan CAD

  • 7/24/2019 ITS Undergraduate 16592 4306100080 Paper

    5/9

    Jurnal Tugas Akhir

    5

    Gambar 4 Lines Plan yang telah dicek

    Kelemahan pada maxsurf dengan surface lebih dari satu

    adalah tidak tepatnya titik point pada surface 1 dengan

    surface yang lain sehingga di butuhkan koreksi dengan Cad.

    Dari sini didapatkan Lines Plan untuk membuat model kapal

    katamaran pada MOSES 7. Kemudian dirunning dengan

    MOSES 6, sehingga didapatkan respon gelombang.

    3.2.3. Permodelan Dengan MOSES7

    Gambar 5 Model moses

    Langkah selanjutnya adalah merunning model pada

    MOSES 7. Untuk mendapatkan RAO di MOSES 6.

    3.2.4. RAO

    Gambar 6 RAO Heave

    Sehingga didapatkan nilai karakteristik gelombang sebagai

    berikut.

    Tabel 4 Statistik gerakanHeave untuk kecepatan 17 knot

    Gambar 7 RAO Pitch

    Terlihat perbedaan pada RAO kondisi Muat penuh dan

    muat kosong. Dijelaskan pada table di bawah ini.

    Tabel 5 Statistik gerakan Pitch untuk kecepatan 17 knot

    3.2.5. Penyebaran Berat Kapal Katamaran

    Untuk kondisi berat kapal dibagi menjadi dua bagian LWT

    (Light Weight Ton) dan DWT (Dead Weight Ton).

    Perhitungan dilakukan dalam dua kondisi yaitu Full Load

    (muatan penuh) danLight Load(muatan 10%).

    Tabel 6 Tabulasi Penyebaran Berat untuk Muatan Penuh

    Penyebaran berat untuk muatan penuh dapat dilihat pada

    gambar di bawah ini.

    Gambar 8 Grafik Penyebaran Muatan Penuh

    Dari grafik di atas dapat dilihat distribusi muatan yang

    terjadi. Pada grafik berwarna 2 biru tua memperlihatkan

    LWT dari kapal serta biru muda merupakan DWT dan

    muatan kapal.

  • 7/24/2019 ITS Undergraduate 16592 4306100080 Paper

    6/9

    Jurnal Tugas Akhir

    6

    Tabel 7 Tabulasi Penyebaran Berat untuk Muatan 10%

    Penyebaran berat untuk muatan 10% dapat dilihat pada

    gambar di bawah ini.

    Gambar 9 Grafik Penyebaran Muatan 10%

    Kemudian diperhitungkan gaya keatas dan pembebanan

    untuk muatan penuh maupun muatan 10% akan digunakan

    untuk pembebanan pada model struktur di ANSYS.

    3.2.6. Penyebaran Momen Bending dan Gaya

    Geser pada Kondisi Air Tenang

    Pada kondisi air tenang didapatkan grafik dari hasil

    perhitungan dengan menggunakan rumus pada BKI dan

    Bathacarya.

    Gambar 10 Gaya geser dan momen bending pada kondisi

    muatan penuh kondisi still water

    Gambar 11 Gaya geser dan momen bending pada kondisi

    muatan penuh kondisi still water

    Pada kedua gambar diatas. Grafik biru muda merupakan

    momen yang terjadi, sedangkan warna ungu merupakan

    gaya lintang atau gaya geser.

    Berdasarkan gambar grafik diatas ditabulasikan pada tabel.

    Tabel 9 Gaya geser dan momen bending padakondisi still water

    3.2.7. Analisa Bending Moment Pada Kondisi Gelombang

    Regular Akibat kopel heaving-pitching

    Untuk mengetahui momen total (MT) perlu untuk

    memperhitungkan momen akibat gelombang.

    Gambar 12 Gaya Geser pada Gelombang reguar Heaving-

    Pitching couple

    Gambar 13 Moment pada Gelombang reguar Heaving-

    Pitching couple

  • 7/24/2019 ITS Undergraduate 16592 4306100080 Paper

    7/9

    Jurnal Tugas Akhir

    1

    X

    Y

    Z

    OCT 24 201023:48:02

    ELEMENTS

    U

    ROT

    F

    M

    NFOR

    NMOM

    RFOR

    RMOM

    ACEL

    1

    MN

    MX

    X

    Y

    Z

    0

    .886E+07

    .177E+08

    .266E+08

    .355E+08

    .443E+08

    .532E+08

    .620E+08

    .709E+08

    .798E+08

    OCT 24 2010

    22:20:24

    NODAL SOLUTION

    STEP=1

    SUB =1

    TIME=1

    SEQV (AVG)

    DMX =.011494

    SMX =.798E+08

    1

    X

    Y

    Z

    OCT 24 2010

    16:46:36

    ELEMENTS

    ACEL

    Pada Gambar diatas dapat dilihat warna biru tua adalah

    muatan penuh arah 0, merah adalah muatan penuh arah 90,

    hijau adalah muatan penuh arah 180, warna ungu merupakan

    muatan 10% arah 0, biru muda merupakan muatan kosong

    arah 90, orange merupakan muatan kosong arah 180.

    Dari 2 grafik diatas dapat disimpulkan bahwa momen

    terbesar terjadi pada satu daerah, yaitu station 2. Untuk lebihjelasnya.dalam tabel di tabulasikan seperti berikut:

    Tabel 10 Moment dan Gaya Geser Maksimal akibat Couple

    Didapatkan dari tabel moment yang paling besar adalah

    pada station 2.

    3.2.8. Permodelan Dengan Ansys Multyphysic

    Setelah mengetahui hasil dari perhitungn untuk mencari

    area kritis, langkah selanjutnya adalah memodelkan critical

    area tersebut ke ANSYS. Tujuan permodelan tersebut untuk

    menganalisa tegangan lokal pada station yang terjadi.

    Gambar 14 Permodelan untuk Station 2

    3.2.8. Pembebanan modelTahap selanjutnya adalah pemberian beban

    Beban-beban yang diberikan antara lain.

    Tabel 11 Pembebanan pada ANSYS

    Pembebanan untuk Kekuatan Melintang

    Pembebanan untuk Kekuatan Memanjang

    Pada pembebanan pertama yang ditinjau adalah reaksi

    struktur terhadap arah transversal. Dengan constrain pada

    bagian plat yang menghubungkan antar deck, dengan

    pembebanan gaya buoyancy dan beban kapal kecil. Berikut

    ilustrasi pembebanan.

    Gambar 15 Pembebanan untuk Kekuatan Melintang

    Gambar 16 Pembebanan untuk Kekuatan Memanjang

    Sehingga didapatkan countour untuk pembebanan untukkekuatan melintang dan memanjang sebagai berikut.

    Gambar 17 Daerah Stress untuk Kekuatan Melintang

    Dari hasil running ANSYS didapatkan nilai stress

    maksimum untuk kekuatan melintang sebesar 0.798 e+8.

    1

    X

    Y

    Z

    OCT 24 2010

    22:02:13

    ELEMENTS

    U

    ROT

    F

    NFOR

    NMOM

    RFOR

    RMOM

    ACEL

  • 7/24/2019 ITS Undergraduate 16592 4306100080 Paper

    8/9

    Jurnal Tugas Akhir

    1

    MN

    MX

    X

    Y

    Z

    4253.281E+08

    .562E+08.844E+08

    .112E+09.141E+09

    .169E+09.197E+09

    .225E+09.253E+09

    OCT 25 2010

    00:06:24

    NODAL SOLUTION

    STEP=1

    SUB =1

    TIME=1

    SEQV (AVG)

    DMX =.001374

    SMN =4253

    SMX =.253E+09

    1

    MX

    4253.281E+08

    .562E+08.844E+08

    .112E+09.141E+09

    .169E+09.197E+09

    .225E+09.253E+09

    OCT 25 2010

    00:06:47

    NODAL SOLUTION

    STEP=1

    SUB =1

    TIME=1

    SEQV (AVG)

    DMX =.001374

    SMN =4253

    SMX =.253E+09

    Gambar 18 Daerah Stress untuk Kekuatan Memanjang

    Dari hasil running ANSYS didapatkan nilai stress

    maksimum untuk kekuatan memanjang sebesar 0.253 e+9.

    3.2.9. Sensitivity Analysis

    Sensitivity analysis dihitung sebagai validasi untuk

    mengetahui proses pengerjaan model kita benar atau

    minimal mendekati nilai kebenaran.

    Tabel 12 Tabulasi Perbandingan sensitivity analysis

    Kekuatan Melintang

    Didapatkan grafik sebagai berikut

    Gambar 19 Sensitivity analysis untuk Kekuatan Melintang

    Tabel 13 Tabulasi Perbandingan sensitivity analysis

    Kekuatan Memanjang

    Didapatkan grafik sebagai berikut

    Gambar 20 Sensitivity analysis untuk Kekuatan Memanjang

    Sehingga dari tabel dan grafik diatas diambil nilai stress

    paling besar dengan jarak meshing 0.3 m.

    3.2.10. Analisa Yield Strength

    Dengan nilai stress maksimum yang telah didapatkan,

    kemudian dichek dengan menggunakan standar BKI dan

    ABS. Standar nilai maksimum dari BKI sebesar 253 MPa,

    sedangkan dari ABS sebesar 337,25 MPa. Sehingga dapat

    dilihat pada tabel sebagai berikut.

    Tabel 14 Chek Yield Strength

    Keterangan: = MemenuhiX = Tidak Memenuhi

    Untuk kekuatan struktur secara longitudinal belum

    memenuhi. Sehingga perlu ditelaah lagi.

    4. KESIMPULAN DAN SARAN4.1. KESIMPULAN

    Hasil analisa yang telah dilakukan untuk kekuatan

    melintang dan memanjang dapat disimpulkan :

    1. Untuk kondisi muatan 100% (Full Load), kapal

    mengalami gerakan kapal Heave Pitch Couple

    dengan sudut arah gelombang terhadap kapal 0O

    (head seas), diperoleh Moment Bending terbesar

    sebesar -245657.05 ton.m pada station 2 dengan

    Gaya Geser sebesar -43530.34 ton.

  • 7/24/2019 ITS Undergraduate 16592 4306100080 Paper

    9/9

    Jurnal Tugas Akhir

    9

    2. Untuk kondisi muatan 100% (Full Load), kapal

    mengalami gerakan kapal Heave Pitch Couple

    dengan sudut arah gelombang terhadap kapal 0O

    (head seas), diperoleh Moment Bending terbesar

    pada station 2, sehingga terjadi tegangan

    maksimum max = 79.8 MPa untuk kekuatan

    melintang kapal sedangkan untuk kekuatanmemanjang kapal didapatkan tegangan maksimum

    max = 253 MPa berarti struktur tersebut memenuhi

    tegangan ijin dari ketentuan ABS yaitu 337.25 MPa

    dan BKI adalah 253 MPa.

    4.2. SARAN

    Saran yang dapat diberikan pada kajian tugas akhir ini

    adalah :

    1. Daerah paling kritis pada kondisi heaving pitching

    couple adalah pada muatan penuh adalah deck atas

    dengan braket dibawahnya. Untuk kekuatan

    transversalnya yang kritis adalah lambung yangdekat dengan deck. Bagian-bagian tersebut perlu

    perhatian khusus.

    2. Untuk kajian tugas akhir selanjutnya. Perlu untuk

    memodelkan bracket, dan penambahan struktur

    pada bagian kritis sehingga dapat memenuhi

    criteria yang di ijinkan dari BKI.

    5. DAFTAR PUSTAKA

    ABS. 2003. Dynamic Load Approach and Direct

    Analysis for High Speed Craft. USA

    ABS. 2006.material properties for ship structure.Rulesfor Testing and Certification of Material, USA

    ANSYS Inc.2007. Material Properties for shel89 and

    beam 189. Help for Ansys 2011

    Bathacarya Rameswar. 1978. Dynamic of Marine

    Vehicles. Maryland.John Wiley&sons, Inc.

    BKI. 2006. Rules for the Clasification and

    Constructionof Seagoing Steel Ship Vol 2 Section 5 for

    longitudinal strength.

    Chakrabarti S. K. 2005. Handbook of Engineering

    Volume I. Offshore Structure Analysis Inc. Planfield,

    Illinois, USA

    Citra Mas, PT. 2009. General Arrangement of Patrol

    Boat Catamaran. PT. Citra Mas. Surabaya.

    Citra Mas, PT. 2009. Construction Profile of Patrol

    Boat Catamaran. PT. Citra Mas. Surabaya

    Djatmiko, E. B. 2006. Analisis gelombang Acak.

    Pembinaan Dasar Engineering dan Inspector bangunan

    Lepas Pantai Terpancang. Bandung

    Djatmiko, E. B., 2003b, Seakeeping: Perilaku

    Bangunan Apung diatas Gelombang. Jurusan Teknik

    Kelautan ITS. Surabaya

    Rosyid, D. M, Setyawan, D. 2000. Kekuatan Struktur

    Kapal. Pradya Paramita. Jakarta.

    Ultra Marine, Inc. 2001. Reference Manual for

    MOSES