analisis gaya-gaya dan tegangan pada...

ANALISIS GAYA-GAYA DAN TEGANGAN PADA

ALAT PENGANGKUT/ PENYUSUN PETI KEMAS

(REACHSTACKER) DENGAN VARIABEL SUDUT

DAN PANJANG LENGAN BERUBAH, BEBAN TETAP

SKRIPSI

Skripsi Yang Diajukan Untuk Memenuhi

Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

NIM.060401043

BUDI SATIANO

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

2012

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur selalu dipanjatkan kepada Allah SWT yang telah

memberikan begitu banyak nikmat. Baik nikmat iman, ilmu, kesehatan dan

nikmat lainnya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

Skripsi yang membahas tentang pembahasan Mekanika Kekuatan Bahan

dimana skripsi ini berjudul “ANALISIS GAYA-GAYA DAN TEGANGAN

PADA ALAT PENGANGKUT/PENYUSUN PETI KEMAS

(REACHSTACKER) DENGAN VARIABEL SUDUT DAN PANJANG

LENGAN BERUBAH, BEBAN TETAP ” . skripsi ini merupakan salah satu

syarat untuk menyelasikan masa studi dan memperoleh gelar sarjana di

Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

Dalam penulisan dan pembuatan skripsi ini penulis banyak mendapatkan

bantuan, arahan dan bimbingan dari berbagai pihak guna menyelesaikan skrisp

ini. Untuk itu penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

1. Kedua orang tua tercinta Ayahanda (Alm) Sukri Amin dan Ibunda

Rosmanizar yang telah memberikan kasih sayangnya, pengorbanannya, perhatian

yang tiada batas serta mendoakan penulis. Uda ison, uda ta yang selalu memberi

motivasi dan dukungannya. Yuli, ummi kalian harus lebih baik dari abang.

2. Bapak Ir. Tugiman K, MT sebagai dosen pembimbing yang telah sabar

dalam membimbing dan banyak memberikan semangat, motivasi, ilmu dan

bimbingannya kepada penulis.


3. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri dan Bapak Ir. M. Syahril Gultom,

MT, selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik

USU.

4. Ibu Ir. Ida Ariani, MT dan teman-teman di IKTM yang selalu memberikan

semangat dan motivasi penulis dalam menyelsaikan skripsi ini.

5. Seluruh Dosen dan Staff Departemen Teknik Mesin USU yang telah

membantu penulis

6. Teman teman stambuk 2006 yang selalu memberi semangat dan motivasi

tertuma Harun al Rasyid yang telah menjadi teman diskusi .

Penulis mengharapkan kritik dan saran yang sifatnya membangun demi

penyempurnaan di masa mendatang.

Akhir kata, penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Juli 2012

Penulis,

BUDI SATIANO

06 0401 043


ABSTRAK

Raechtacker merupakan salah satu alat pengangkut dan pemindah bahan yang digunakan pada pelabuhan petikemas sebagai transportasi penyusunan dan pemindahan petikemas. Reachstacker adalah mobil crane khusus untuk mengangkat dan menyusun petikemas yang digunakan pada terminal petikemas.Karena reachstacker mempunyai peranan penting dalam transportasi pengangkatan pada petikemas dengan intensitas yang tinggi, maka kemungkinan terjadinya kerusakan reachstacker sangat rentan, sehingga perlu penelitian terhadap reachstacker dengan berbagai kondisi pembebanan. Penganalisisan ini dilakukan hanya pada lengan reachstacker dengan berbagai kombinasi sudut dan panjang lengan dengan beban konstan pada keadaan mobil secara diam dan dalam keadaan statis. Perhitungan analisis dilakukan secara superposisi dibagi dalam tiga bagian atau tiga titik. Sehingga dalam perhintungannya kondisi tegangan yang tinggi terjadi pada titik pertama dengan sudut100dengan panjang 15,5 meter dengan nilai tegangangnya sebesar 77396,60 kPa. Dari nilai tegangang dapat di ambil keseimpulan bahwa semakin kecil sudut dan semakin panjang lengan maka nilai tegangan akan semakin besar. Kata Kunci :Reachstacker, Tegangan, PetiKemas

ABSTRACK Reachstacker is one of transport tools and material transfer which used on shipping container harbor as a transportation for arranging and transfer shipping container. Reachstacker is a special crane car for lifter and arranger shipping container that used on slipping container terminal. Caused the reachstacker has the important role as the lifter transportation of shipping container with big intensity, possibility of reachstacker damage was susceptible, therefore the research of reachstacker is to be needed with some load condition. The analized build on reachstacker arm only by some angle combination and arm length with constans load at motion less car condition and static condition. Analizing calculation gave in superposition devided on three parts or three points. So in its calculation. The highest strain resulted on 100with length 15,5 meters at first points with strain value 77396,60 kPa. The highest strained condition appeared at first point. The smaller angle on its arms the bigger strained happened, and the longer arms the bigger strained resulted. Key Words :Reachstackeer, Strain, Shipping Container


DAFTAR ISI

Kata Pengantar

Daftar Isi

Daftar Gambar

Daftar Tabel

Daftar Notasi

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1 Latar Belakang 1

1.2 Tujuan Penelitian 2

1.3 Manfaat Penelitian 3

1.4 Batasan Masalah 3

1.5 Metodologi Penelitian 4

1.6 Sistematika Penulisan 4

2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5

2.1 Reachstacker 6

2.2 Komponen-Komponen Reachstacker 6

2.2.1 Spreader 7

2.2.2 Lengan/ Boom 7

2.3 Spesifikasi Teknis 8

2.3.1 Peti Kemas 9

2.4 Cara Kerja Reachstacker 11

2.4.1 Gerakan Mobil 11

2.4.2 Gerakan Lengan/Boom 11

2.4.3 Gerakan Trolley 12

2.4.4 Gerakan Spreader 12

2.5 Mekanisme Reachstacker 12

2.5.1 Mekanisme Penggerak 12

2.5.2 Mekanisme Pesawat Angkat 13

2.6 Gaya Pada Reachstacker 13

2.7 Persamaan Kesetimbangan 16

2.8 Gaya dan Momen PadaTumpuan 17

2.9 Tegangan 21

BAB II TINJAUAN PUSTAKA


2.9.1 Tegangan Satu Arah (Uniaxial) 21

2.9.2 Tegangan Dua Arah (Biaxial) 26

2.9.3 Tegangan Utama (Principal Stess) 30

2.9.4 Lgkaran Tegangan Mohr Tegangan Utama 34

BAB III : METODE PENELITIAN 36

3.1 Pendahuluan 36

3.2.1 Spesifikasi 36

3.2 Pelaksanaan Penelitian 38

3.3 Urutan Proses Analisis 39

3.3.1 Latar Belakang 39

3.3.2 Studi Literatur 39

3.3.3 Pengumpulan Data 39

3.3.4 Pembahasan 39

3.3.5 Kesimpulan 39

3.4 Penentuan Titik Perhitungan Gaya dan Tegangan 40

3.5 Gaya-Gaya yang Terjadi Pada Reachstacker 40

3.5.1 Tegangan dan Gaya Pada Panjang (l) Pada Titik Satu (x1)42



BAB IV : ANALISA DATA 45

4.1 Analisa Gaya Kesetimbangan Pada Kondisi Idle 45

4.2 Analisa Gaya Pada Lengan Pengangkat 50

4.2.1 Analisis Gaya dan Tegangan Pada Panjang (x1) 51



4.5 Hasil Perhitungan Keseluruhan 63

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN 66

5.1 Kesimpulan 66

5.2 Saran 66

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN


DAFTAR GAMBAR

1. Gambar 2.1 Reachstacker

2. Gambar 2.2 Spreader

3. Gambar 2.3 Lengan Pengangkat

4. Gambar 2.4 Dimensi reachstacker

5. Gambar 2.5 Peti Kemas

6. Gambar 2.6 Gaya-gaya pada reachstacker

7. Gambar 2.7 Gaya-gaya pada mobil reachstacker

8. Gambar 2.8 Gaya-gaya pada lengan reachstacker

9. Gambar 2.19 Gaya-gaya pada reachstacker

10. Gambar 2.10 Gaya-gaya pada batang penyangga

11. Gambar 2.11 Free Body diagram kesetimbangan gaya dan momen

12. Gambar 2.12 Diagram Gaya geser dan momen

13. Gambar 2.13 Diberi gaya tarik

14. Gambar 2.14 Batang dengan penampang miring

15. Gambar 2.15 Lingkaran mohr tegangan satu arah

16. Gambar 2.16 Tegangan pada sebuah batang

17. Gambar 2.17 Lingkaran mohr tegangan satu dua

18. Gambar 2.18 Tegangan umum yang terjadi

19. Gambar 2.19 Lingkaran mohr

20. Gambar 3.1 Dimensi reachstacker

21. Gambar 3.2 Diagram alir penelitian

22. Gambar 3.3 Gaya luar reachstacker pada posisi idle

23. Gambar 3.4 Gaya luar pada lengan posisi idle

24. Gambar 3.5 Gaya luar dan gaya dalam pada lengan reachstacker dengan

sudut α

25. Gambar 3.6 Free Body Diagram untuk titik 1(satu)/ x1

26. Gambar 3.7 Free Body Diagram untuk titik 2(dua)/ x2

27. Gambar 3.9 Free Body Diagram untuk titik 3(tiga)/ x3




30. Gambar 4.3 Gaya luar lengan

31. Gambar 4.4 Verifikasi Sudut

32. Gambar 4.5 Free Body Diagram untuk titik 1(satu)/ x1

33. Gambar 4.6 Free Body Diagram untuk titik 2(dua)/ x2

34. Gambar 4.7 Free Body Diagram untuk titik 3(tiga)/ x3

35. Gambar 4.8 Grafik tegangan maksimum pada panjang lengan 11 meter

36. Gambar 4.9 Grafik tegangan maksimum pada panjang lengan 11,5 meter









45. Gambar 4.18 Grafik tegangan geser maksimum pada panjang lengan 11 meter

46. Gambar 4.19 Grafik tegangan geser maksimum pada panjang lengan 11,5

meter



meter



meter



meter



meter


DAFTAR TABEL

Table 2.1 Ukuran peti kemas standar

Table 4.1 Verifikasi sudut

Table 4.2 Hasil perhitungan dengan variasi sudut 200- 600 dengan panjang lengan 11 meter

Table 4.3 Hasil perhitungan dengan variasi sudut 200- 600 dengan panjang lengan 11,5 meter










DAFTAR NOTASI

F gaya kN

A luas penampang m2

M momen Nm

I inersia m

x koordinat titik berat x

y koordinat titik berat y

N gaya normal kN

V gaya geser kN

W berat kN

m massa kg

g grafitasi 2sm

R panjang lengan m

σ tegangan normal Pa

τ tegangan geser Pa


analisis gaya-gaya dan tegangan pada...

Documents