Publisher

UGMUGM

Journal Journal of Mechanical Design and TestingJournal of Mechanical Design and Testing Abstract

Bejana tekan adalah wadah tertutup yang dirancang untuk menampung fluida yang mempunyai tekanan berbeda dengan tekanan lingkungan. Tekanan operasi bejana tekan dapat berupa tekanan internal, tekanan eksternal ataupun kombinasi antara keduanya. Perancangan bejana tekan mengacu ke ASME VIII divisi 1 menggunakan tekanan operasi internal dalam menentukan tebal shell bejana tekan, sedangkan beban tekanan eksternal dikompensasi dengan penambahan stiffener ring. Analisa tebal shell dengan tekanan eksternal perlu dilakukan untuk mengetahui tebal bejana tekan yang sesuai untuk menahan beban tekanan operasi eksternal. Pada penelitian ini dilakukan simulasi finite elemet menggunakan software Abaqus untuk bejana tekan aplikasi bawah laut pada beban tekanan eksternal 2 MPa. Simulasi dilakukan dengan beberapa variasi ketebalan shell baik tanpa menggunakan stiffener ring dan dengan menggunakan beberapa variasi geometri stiffener ring. Variasi tebal shell pada penelitian ini adalah 2 mm, 3 mm dan 4 mm. Selanjutnya simulasi dilakukan dengan penambahan tiga bentuk stiffener ring yang berbeda. Simulasi dengan tiga tipe stiffener ring dilakukan untuk setiap variasi ketebalan shell secara bergantian. Dari hasil simulasi menggunakan variasi tebal tersebut didapatkan pendekatan shell 2,5 mm tanpa menggunakan stiffener ring mampu menahan beban tekanan eksternal 2 MPa dengan eigenvalue 1,179 dan tegangan von Mises yang terjadi adalah 144,5 yang mana masih di bawah yield stress dari material bejana tekan. Dari hasil simulasi, stiffener ring tipe dua dengan rasio contact 0,022 menunjukan paling optimal menambah kekuatan bejana tekan untuk mencegah buckling ditunjukan dengan eigenvalue yang lebih besar dibandingkan hasil simulasi dari variasi lainya.

Conclusion

Dari hasil penelitian dapat disimpulkan beberapa hal berikut.1) Ketebalan minimal shell bejana tekan di bawah tekanan kerja eksternal 2 MPa tanpa menggunakan stiffener ring dengan metode simulasi finite element adalah 2,5 mm dan ketebalan minimal shell dari hasil perhitungan mengacu ke ASME VIII divisi 1 adalah 4 mm, hal ini menunjukan bahwa desain bejana tekan mengacu ke ASME VIII divisi 1 sudah mempertimbangkan beberapa tambahan faktor keamanan.2) Pengaruh penambahan stiffener ring pada shell terhadap ketahanan struktur bejana tekan di bawah tekanan kerja eksternal adalah dapat menambah ketahanan struktur bejana tekan untuk mencegah terjadinya buckling dan ditunjukan dengan eigenvalue yang lebih besar dibandingkan tanpa menggunakan stiffener ring.3) Desain stiffener ring yang paling optimal menambah ketahanan struktur bejana tekan di bawah tekanan kerja eksternal adalah stiffener ring tipe dua dengan rasio luas contact sebesar 0,022 dibandingan tipe satu dan tipe tiga yang memiliki rasio luas contact 0,015.

Future Research

Berdasarkan hasil penelitian, terdapat beberapa arah penelitian lanjutan yang dapat dilakukan untuk memperdalam pemahaman mengenai perilaku bejana tekan di bawah tekanan eksternal. Pertama, perlu dilakukan studi komparatif antara hasil simulasi dengan data eksperimen untuk memvalidasi model yang digunakan dan mengidentifikasi potensi perbedaan akibat simplifikasi dalam pemodelan. Kedua, penelitian dapat difokuskan pada pengaruh material bejana tekan yang berbeda terhadap kinerja struktural, dengan mempertimbangkan sifat-sifat seperti modulus elastisitas, yield strength, dan ketahanan terhadap korosi. Ketiga, pengembangan model yang lebih kompleks dengan mempertimbangkan efek dinamis seperti getaran dan beban kejut dapat memberikan gambaran yang lebih akurat mengenai perilaku bejana tekan dalam kondisi operasional yang realistis.

References

1. Analisis Buckling dan Tegangan Bejana Tekan Horisontal pada Tekanan Kerja Eksternal | Nugraha | Journal... doi.org/10.22146/jmdt.63592Analisis Buckling dan Tegangan Bejana Tekan Horisontal pada Tekanan Kerja Eksternal Nugraha Journal doi 10 22146 jmdt 63592

Metadata

File size	1.82 MB
Pages	9
DMCA	Report