Analisis Teknis Pengaruh Suhu Kamar Mesin Kapal Kayu …digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-41324-4109100005... · 2016-06-28 · Analisis Teknis Pengaruh Suhu Ruang Mesin Kapal Kayu

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

LATAR BELAKANG

???

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

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

KESIMPULAN