BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Kemajuan ilmu

BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang sangat cepat memberi
pengaruh yang baik serta manfaat yang besar bagi manusia dalam berbagai bidang
kehidupan. Hal ini dapat dilihat dengan semakin banyaknya peralatan yang telah
diciptakan oleh manusia dengan berbagai model, bentuk serta kemampuan dari
segi pemakaian yang relatif lebih unggul dibandingkan dengan peralatan-peralatan
konvensional. Keunggulan tersebut tidak lepas dari hasil penelitian dan percobaan
oleh para engineer, yang selalu mencari terobosan dan temuan baru untuk
menciptakan sesuatu yang baru bermanfaat dan berguna bagi kehidupan manusia.
Salah satu kebutuhan yang sangat berperan penting adalah kebutuhan akan
ketersediaan sarana transportasi karena menjamin mobilitas setiap individu,
dimana setiap individu pasti memiliki kepentingan mobilitas secara individual
maupun bersama-sama. Salah satu sarana transportasi publik yang utama untuk
jalur darat adalah kereta api.
Kereta api memiliki kapasitas angkut yang besar, efisien serta memiliki
kelancaran yang lebih baik dibandingkan sarana transportasi darat lainnya. Dalam
pengoperasiannya sangat diharapkan kereta api memiliki tingkat kenyamanan dan
kelancaran yang baik, serta mengutamakan keselamatan penumpang. Salah satu
sistem utama yang menunjang keselamatan dan kelancaran perjalanan kereta api
adalah sistem pengereman. Dalam sistem pengereman ini, blok rem merupakan
salah satu komponen terpenting. Blok rem yang digunakan pada kereta api
memerlukan penggantian secara rutin karena memiliki umur pakai yang terbatas.
Kekuatan blok rem itu sendiri berasal dari backing plate dan material
komposit yang menyusunnya. Untuk itu perlu dilakukan suatu studi analisis untuk
mengetahui pengaruh kekuatan backing plate terhadap modus kegagalan blok rem
Universitas Sumatera Utara
komposit. Sehingga dengan adaya studi ini diharapkan dapat ditemukan suatu
spesifikasi teknik backing plate yang dapat mengantisipasi kegagalan dan juga
material komposit yang tahan terhadap beban yang terjadi saat pengereman.
Teknologi yang berkembang sangat pesat saat ini adalah komputer yang
sangat
berguna
dalam
pengembangan
usaha
dan
pengembangan
ilmu
pengetahuan. Perkembangan dunia komputer telah begitu cepat mempengaruhi
bidang-bidang penelitian dan industri, sehingga impian para engineer dalam
mengembangkan ilmu pengetahuan dan industri telah menjadi kenyataan. Sebagai
contoh analisis metode elemen hingga identik dengan titik yang merupakan titik
simpul atau titik hubungan. Untuk analisis pada titik yang sedikit dapat dilakukan
dengan cara manual, akan tetapi analisis pada titik yang banyak tidak
memungkinkan dilakukan dengan cara manual oleh karena itu diperlukan bantuan
komputer.
Metode elemen hingga merupakan salah satu metode komputasi (numerik)
yang banyak digunakan untuk analisis stuktur. Pada metode ini, prosedur
perhitungan dilakukan dengan membagi struktur kontinu menjadi elemen-elemen
kecil. Elemen-elemen ini saling berhubungan pada titik nodal membentuk satu
rangkaian yang secara keseluruhan merupakan model kontinu semula.
Keseimbangan gaya antara elemen tersebut diwakili dengan kesetimbangan gaya
antara nodal yang saling berhubungan.
Pendekatan klasik dalam menganalisis suatu benda solid adalah mencari
fungsi tegangan dan perpindahan yang memenuhi persamaan diferensial
kesetimbangan, hubungan tegangan-regangan, dan kesesuaian kondisi disetiap
titik
pada
bidang
kontinu,
termasuk
didaerah
batas.
Penyelesaiannya
menghasilkan seluruh perpindahan titik nodal, yang nantinya dipakai untuk
menentukan semua tegangan dalam. Tujuan utama dari analisis metode elemen
hingga adalah menghitung tegangan dan perpindahan pada suatu struktur.
Dengan bantuan komputer, metode elemen hingga mampu menyelesaikan
persoalan-persoalan menyangkut geometri yang rumit, seperti persoalan
pembebanan terhadap struktur yang komplek yang umumnya sulit dipecahkan
Universitas Sumatera Utara
melalui analisis matematis. Hal ini disebabkan karena analisis matematis
memerlukan besaran atau harga yang harus diketahui pada setiap titik pada
struktur yang dikaji. Metode elemen hingga menggunakan pendekatan terhadap
harga-harga yang tidak diketahui pada setiap titik diskrit. Dimulai dengan
permodelan suatu objek, kemudian membaginya dalam bagian yang kecil. Namun
secara keseluruhan masih mempunyai sifat yang sama dengan benda yang utuh
sebelum pembagian.
Dalam analisis metode elemen hingga dengan menggunakan perangkat
lunak pada komputer dewasa ini yang banyak beredar memakai lisensi berbayar
yang harganya relatif mahal bagi kalangan mahasiswa. Namun demikian ada
alternatif perangkat lunak yang didapat dari lisensi sumber terbuka dengan
berbagai sistem operasi, salah satu operating sistem yang digunakan yaitu Linux.
Perangkat lunak untuk sistem ini dapat diperoleh secara bebas dan tanpa
berbayar dengan mengunduhnya di internet. Salah satu situs yang menyediakan
program aplikasi analisis elemen hingga ini adalah www.salome-platform.org. Di
dalam situs resminya tersebut ada terdapat program Salome Meca yang mampu
melakukan analisis metode elemen hingga. Perangkat lunak Salome Meca ini
mempunyai kemampuan analisis yang setara dengan perangkat lunak ANSYS ,
dimana ANSYS merupakan perangkat lunak yang berlisensi berbayar.
1.2
Perumusan Masalah/Batasan Masalah
Masalah yang diangkat pada penelitian ini adalah analisis simulasi elemen
hingga kekuatan backing plate blok rem pada roda kereta api apabila mengalami
perubahan pada saat pengereman. Adapun batasan masalah penelitian ini adalah
mendapatkan nilai defleksi backing plate pada tiga konstruksi yang berbeda
dengan simulasi elemen hingga menggunakan perangkat lunak Salome Meca
berlisensi sumber terbuka yang kemudian dibandingkan dengan perangkat lunak
komersial yaitu ANSYS.
Universitas Sumatera Utara
1.3
Tujuan
Adapun tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Mendapatkan hasil simulasi berupa nilai defleksi backing plate pada blok
rem kereta api apabila menerima pembebanan dengan menggunakan
perangkat lunak Salome Meca yang berlisensi terbuka.
2. Mendapatkan perbandingan hasil simulasi berupa nilai defleksi dari
Salome Meca yang berlisensi sumber terbuka dengan hasil yang diberikan
oleh perangkat lunak komersial ANSYS untuk studi kasus simulasi elemen
hingga kekuatan backing plate pada blok rem pada kereta api.
3. Mendapatkan perbandingan konstruksi terbaik backing plate flat ketebalan
3 mm dan ketebalan 4 mm dengan backing plate yang memiliki profil alur
ketebalan 4 mm.
1.4
Manfaat
Adapun manfaat dari penulisan skripsi ini adalah :
1. Dapat mengetahui pengunaan perangkat lunak Salome Meca berlisensi
sumber terbuka yang mampu menyelesaikan persoalan dalam bidang
keteknikan.
2. Memudahkan dalam analisis kekuatan backling plate pada blok rem kereta
api.
3. Dengan memakai perangkat lunak Salome Meca berlisensi sumber terbuka
ini akan mengurangi pembajakan yang sering dilakukan karena tingginya
harga perangkat lunak yang berbayar.
1.5
Sistematika Penulisan
Pembahasan dalam skripsi ini dibagi dalam beberapa bab dengan
sistematika sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
BAB I
: PENDAHULUAN
Bab ini mendeskripsikan mengenai tugas sarjana yang meliputi, pembahasan
tentang latar belakang, perumusan masalah/batasan masalah, tujuan manfaat dan
sistematika penulisan.
BAB II
: TINJAUAN PUSTAKA
Berisikan landasan teori dan studi literatur yang berkaitan dengan pokok
permasalahan serta perangkat lunak yang digunakan untuk menganalisis
persoalan.
BAB III
: METODOLOGI PENELITIAN
Berisikan penjelasan instalasi, penggunaan perangkat lunak dalam simulasi,
penjelasan analisis dalam simulasi yang akan dilakukan.
BAB IV
: HASIL DAN DISKUSI
Berisikan hasil simulasi dan juga hasil diskusi.
BAB V
: KESIMPULAN DAN SARAN
Berisikan mengenai kesimpulan akhir dan saran yang didapat dari skripsi ini.
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara