Pengaruh Ketebalan Cap dan Tekanan Internal terhadap Tegangan Von Mises Silinder Berdinding Tebal untuk Tabung Motor Roket

Lasinta Ari Nendra Wibawa  -  Magister Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Indonesia
*Kuncoro Diharjo  -  Magister Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Indonesia
Wijang Wisnu Raharjo  -  Magister Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Indonesia
Bagus H. Jihad  -  Pusat Teknologi Roket, Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional, Indonesia
Received: 10 Oct 2019; Revised: 28 Jul 2020; Accepted: 28 Jul 2020; Published: 31 Aug 2020.
Open Access Copyright (c) 2020 TEKNIK

Citation Format:
Abstract

Makalah ini meneliti tegangan von Mises yang terjadi dalam silinder berdinding tebal untuk tabung motor roket karena pengaruh ketebalan cap dan tekanan internal. Dimensi panjang silinder adalah 300 mm dan memiliki diameter luar 122 mm dan ketebalan dinding 8 mm. Ketebalan cap divariasikan 10, 15, 20, dan 25 mm dengan tekanan internal 4, 6, 8, 10, dan 12 MPa. Analisis tegangan menggunakan metode elemen hingga dengan perangkat lunak ANSYS untuk pemilihan tabung motor roket. Perbandingan nilai tegangan hoop dan longitudinal antara perhitungan analitik dan simulasi digunakan untuk proses validasi. Hasil simulasi menunjukkan bahwa ketika ketebalan cap meningkat, tegangan Von Mises berkurang. Aluminium 6061 dan CFRP memiliki faktor keamanan lebih tinggi dari 1,25 untuk semua ketebalan cap dan variasi tekanan internal. GFRP memiliki faktor keamanan lebih tinggi dari 1,25 untuk semua variasi tekanan internal ketika ketebalan cap 20 dan 25 mm.

Keywords: metode elemen hingga; bejana tekan; tabung motor roket; analisis tegangan; silinder berdinding tebal

Article Metrics:

  1. Dadkhah, F., & Zecher, J. (2008). ANSYS Workbench Software Tutorial with Multimedia CD Release 11. Schroff Development Corporation
  2. Dobrovolsky, V., & Zablonsky, K. (1978). Machine elements : a textbook. Moscow: Peace Publisher
  3. Emrich, W. (2016). Rocket Engine Fundamentals. In Principles of Nuclear Rocket Propulsion, 11–20
  4. Khurmi, R. S., & Gupta, J. K. (2005). A textbook of machine design (14th ed.). New Delhi: Eurasia Publishing House
  5. Lawrence, K. L. (2012). Ansys Workbench Tutorial Release 14. SDC Publications
  6. Masikh, Q. S., Tariq, M., & Sinha, P. K. (2014). Analysis of A Thin and Thick Walled Pressure Vessel for Different Materials. International Journal of Mechanical Engineering and Technology (IJMET), 5(10), 9–19
  7. Mohamed, A. F. (2018). Finite Element Analysis for Stresses in Thin-Walled Pressurized Steel Cylinders. International Journal of Scientific & Engineering Research, 9(3), 201–204
  8. Pasha, S. M., Satish, J. T. V., & Ramakrishna, G. (2019). Design and Analysis of Thick Walled Cylinder With Holes. International Journal of Scientific Research and Review, 07(03), 1166–1172
  9. Raju, G., Babu, K. H., Siva Nagaraju, N., & Kiran, K. (2015). Design and analysis of Stress on Thick Walled Cylinder with and without Holes. Journal of Engineering Research and Applications, 5(1), 75–83
  10. Skinner, L. (2018). Snubbing Theory and Calculations. Dalam Hydraulic Rig Technology and Operations.. Cambridge: Gulf Professional Publishing
  11. Wibawa, L. A. N. (2018a). Merancang Komponen Roket 3D dengan Autodesk Inventor Professional 2017. Solo: Buku Katta
  12. Wibawa, L. A. N. (2018b). Simulasi Kekuatan Komponen Sarana Pengujian Roket Menggunakan Autodesk Inventor Professional 2017. Solo: Buku Katta
  13. Wibawa, L. A. N. (2019a). Desain dan Analisis Kekuatan Dudukan (Bracket) AC Outdoor Menggunakan Metode Elemen Hingga. Jurnal Crankshaft, 2(1), 19–24. https://doi.org/10.24176/crankshaft.v2i1.2688
  14. Wibawa, L. A. N. (2019b). Desain dan Analisis Kekuatan Rangka Lemari Perkakas di Balai LAPAN Garut Menggunakan Metode Elemen Hingga. Machine: Jurnal Teknik Mesin, 5(2), 45–50. https://doi.org/doi.org/10.33019/jm.v5i2.787
  15. Wibawa, L. A. N. (2019c). Desain dan Analisis Kekuatan Rangka Meja Kerja (Workbench) Balai LAPAN Garut Menggunakan Metode Elemen Hingga. JTM-ITI (Jurnal Teknik Mesin ITI), 3(1), 13–17. https://doi.org/10.31543/jtm.v3i1.216
  16. Wibawa, L. A. N. (2019d). Desain dan Analisis Kekuatan Rangka Tempat Sampah di Balai LAPAN Garut Menggunakan Metode Elemen Hingga. Turbulen: Jurnal Teknik Mesin, 1(2), 64–68
  17. Wibawa, L. A. N. (2019e). Desain dan Analisis Tegangan Alat Pengangkat Roket Kapasitas 10 Ton Menggunakan Metode Elemen Hingga. Jurnal Energi Dan Teknologi Manufaktur (JETM), 02(01), 23–26
  18. Wibawa, L. A. N. (2019f). Desain dan Analisis Tegangan Crane Hook Model Circular Section Kapasitas 5 Ton Menggunakan Autodesk Inventor 2017. Simetris: Jurnal Teknik Mesin, Elektro Dan Ilmu Komputer, 10(1), 27–32. https://doi.org/10.24176/simet.v10i1.2669
  19. Wibawa, L. A. N. (2019g). Pengaruh Diameter Baut Terhadap Kekuatan Rangka Main Landing Gear Pesawat UAV Menggunakan Metode Elemen Hingga. Jurnal Polimesin, 17(1), 26–32. https://doi.org/10.30811/jpl.v17i1.828
  20. Wibawa, L. A. N. (2019h). Pengaruh Kecepatan Landing Vertikal Terhadap Ketahanan Beban Impak Rangka Landing Gear Menggunakan Metode Elemen Hingga. Angkasa: Jurnal Ilmiah Bidang Teknologi, 11(1), 35–42. https://doi.org/10.28989/angkasa.v11i1.434
  21. Wibawa, L. A. N. (2019i). Pengaruh Pemilihan Material Terhadap Kekuatan Rangka Main Landing Gear Untuk Pesawat UAV. Journal Technology and Implementation Bussines, 2(1), 48–52
  22. Wibawa, L. A. N. (2019j). Pengaruh Susunan dan Jumlah Lubang Baut Terhadap Kekuatan Rangka Main Landing Gear Untuk Pesawat UAV. Flywheel: Jurnal Teknik Mesin Untirta, 5(1), 46–50
  23. Wibawa, L. A. N., & Diharjo, K. (2019). Desain, Pemilihan Material, dan Faktor Keamanan Stasiun Pengisian Gawai Menggunakan Metode Elemen Hingga. Jurnal Teknologi, 11(2), 97–102
  24. Wibawa, L. A. N., Diharjo, K., Raharjo, W. W., & Jihad, B. H. (2020). Stress Analysis of Thick-Walled Cylinder for Rocket Motor Case under Internal Pressure. Journal of Advanced Research in Fluid Mechanics and Thermal Sciences, 70(2), 106–115
  25. Wibawa, L. A. N., & Himawanto, D. A. (2018). Analisis Ketahanan Beban Dinamis Material Turbin Angin Terhadap Kecepatan Putar Rotor (rpm) Menggunakan Metode Elemen Hingga. Simetris: Jurnal Teknik Mesin, Elektro Dan Ilmu Komputer, 9(2), 803–808. https://doi.org/10.24176/simet.v9i2.2343

Last update: 2021-05-06 17:13:34

No citation recorded.

Last update: 2021-05-06 17:13:34

No citation recorded.