Optimasi Desain Rangka Mesin Pengecoran Centrifugal Produk Workroll Jenis Produk Vertical Roll Dengan Metode Elemen Hingga
DOI:
https://doi.org/10.52436/1.jpti.346Kata Kunci:
mesin centrifugal casting, optimasi, rangka, simulasi softwareAbstrak
Rangka adalah salah satu komponen utama pada mesin centrifugal casting. Salah satu bagian dalam rangka pada mesin centrifugal casting adalah base frame. Material yang digunakan untuk bagian base frame saat ini, yaitu menggunakan material baja wide flange JIS G3192 dengan ukuran batang 250×125. Dalam hasil analisis sebelumnya, didapatkan bahwa material tersebut memiliki nilai kekuatan dan nilai faktor keamanan yang masih jauh melebihi nilai yang dipersyaratkan. Perlu adanya penelitian yang dilakukan dalam bidang optimasi disain, dengan memberikan variasi ukuran batang yang lebih kecil dibanding rancangan sebelumnya. Variasi ukuran tersebut diantaranya ukuran 200mm × 100mm, 150mm × 75mm, dan kombinasi antara ukuran 200 mm × 100mm dan 150mm × 75mm. Dalam penelitian ini metode elemen hingga atau finite element method (FEM) dengan simulasi software Autodesk Inventor menjadi pilihan dalam penyelesaiannya. Simulasi software dilakukan untuk melakukan pengujian kekuatan setiap varian optimasi pada rangka base frame mesin centrifugal casting, sehingga didapatkan nilai tegangan, defleksi, dan safety factor untuk setiap varian optimasi. Hasil dari analisis yang telah dilakukan untuk optimasi desain dengan menggunakan simulasi software, didapatkan 2 varian optimasi yang memenuhi kriteria. Varian tersebut adalah varian optimasi ke-2 dan varian optimasi ke-4. Varian ke-2 memiliki nilai massa sebesar 393,11kg, sedangkan untuk varian ke-4 memiliki nilai massa sebesar 270,54kg. Rancangan rangka base frame mesin centrifugal casting terbaik atau yang paling optimum adalah varian optimasi desain yang ke-4. Walaupun demikian varian ke-2 bisa dijadikan alternatif pilihan.
Unduhan
Referensi
S. Agus, "Optimasi Desain," Malang: Universitas Widyagama Malang, 2018.
P. Federal, "About Federal Pipe Centrifugal Casting Machine Co., Ltd. Retrieved from Federal Pipe Centrifugal Casting Machine Co.", (December, 12) 2017. Ltd: https://www.centrifugalcastmachine.com/about/
J. Shigley and L. D. Mitchell, Perencanaan Teknik Mesin (Mechanical Engineering Design); Alih Bahasa Gandhi Harahap. Jakarta: Penerbit Erlangga, 1986.
A. P. Joko, "APLIKASI METODE ELEMEN HINGGA ( MEH ) PADA STRUKTUR RIB BODI ANGKUTAN PUBLIK," Surakarta: Universitas Sebelas Maret, 2010.
L. U. Tekno, Training Modul Autodesk Inventor Professional 2015. Jakarta: PT. Tekno Logika Utama, 2015
T. Miyachi, M. Iida, T. Fukuda, and T. Arai, “Nondimensional maximum pressure gradient of tunnel compression waves generated by offset running axisymmetric trains,” Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, vol. 157, 2016.
S. B. Yao, D. L. Guo, Z. X. Sun, D. W. Chen, and G. W. Yang, “Parametric design and optimization of high speed train nose,” Optimization and Engineering, vol. 17, no. 3, 2016.
X. Sun, X. Han, C. Dong, and X. Li, “Applications of Aluminum Alloys in Rail Transportation.” [Online]. Available: www.intechopen.com.
“An Introduction to Structural Optimization.”
Y. C. Ku et al., “Optimal cross-sectional area distribution of a high-speed train nose to minimize the tunnel micro-pressure wave,” Structural and Multidisciplinary Optimization, vol. 42, no. 6, 2010.
J. Lee and J. Kim, “Approximate optimization of high-speed train nose shape for reducing micropressure wave,” Structural and Multidisciplinary Optimization, vol. 35, no. 1, 2008.
S. Krajnovi?, “Shape optimization of high-speed trains for improved aerodynamic performance,” Proc Inst Mech Eng F J Rail Rapid Transit, vol. 223, no. 5, 2009.
S. Krajnovi?, “Shape optimization of high-speed trains for improved aerodynamic performance,” Proc Inst Mech Eng F J Rail Rapid Transit, vol. 223, no. 5, 2009.
K. Cui, X. P. Wang, S. C. Hu, T. Y. Gao, and G. Yang, “LNEE 148 -Shape Optimization of High-Speed Train with the Speed of500kph.”
S. Yao, D. Guo, and G. Yang, “Three-dimensional aerodynamic optimization design of high-speed train nose based on GA-GRNN,” Sci China Technol Sci, vol. 55, no. 11, 2012.
Y.-C. Ku, M.-H. Kwak, H.-I. Park, and D.-H. Lee, “Multi-ObjectiveOptimization of High-Speed Train Nose Shape Using the Vehicle Modeling Function,” 2010.
V. V Vytla, P. G. Huang, and R. C. Penmetsa, “Multi Objective Aerodynamic Shape Optimization of High Speed Train Nose Using Adaptive Surrogate Model,” 2010. Surya I, dan Heru S B R / EE Conference Series 06 (2023)641
S. B. Yao, D. L. Guo, Z. X. Sun, G. W. Yang, and D. W. Chen, “Multi-objective optimization of the streamlined head of high-speed trains based on the Kriging model,” Sci China Technol Sci, vol. 55, no. 12, 2012.
“ANSYS Workbench Documentation.”E. A. Shams and A. Rizaner, “A novel support vector machine based intrusion detection system for mobile ad hoc networks,” Wirel. Networks, vol. 24, no. 5, pp. 1821–1829, 2018, doi: 10.1007/s11276-016-1439-0.
