Analisis Statis Dan Dinamis Struktur Unit Fan Lube Oil Cooler Pm 623 & 624 Menggunakan Finite Element Method (FEM)

Monica, Yulia (2023) Analisis Statis Dan Dinamis Struktur Unit Fan Lube Oil Cooler Pm 623 & 624 Menggunakan Finite Element Method (FEM). Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111940000066-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 September 2025. Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Perkembangan teknologi menjadi suatu tantangan yang besar bagi perusahaan industri untuk melakukan inovasi agar mempermudah pekerjaan dan meningkatkan kinerja agar lebih baik lagi. Salah satu aspek yang dapat dianalisis untuk meningkatkan kinerja perusahaan adalah kekuatan struktur penyangga alat yang beroperasi pada perusahaan. Kekuatan struktur dapat dipengaruhi oleh kekuatan material yang dipakai dan geometri benda. Pertamina Hulu Energi (PHE) West Madura Offshore (WMO) memiliki suatu unit Fan Lube Oil Cooler PM 623 & 624 yang ditopang oleh suatu struktur. Saat ini, sistem beroperasi dan menunjukkan getaran dengan amplitudo yang tinggi baik secara masing-masing maupun bersamaan. Untuk menghindari kerusakan yang mungkin terjadi akibat getaran tersebut, perlu dilakukan langkah antisipasi salah satunya dengan mengidentifikasi karakteristik dari struktur tersebut. Karakter dari struktur perlu diketahui sebagai dasar untuk melakukan modifikasi pada struktur tersebut sehingga equipment kuat menahan beban baik statis maupun dinamis. Namun pada sebuah desain yang kompleks, dibutuhkan sebuah metode yang dapat mempermudah proses analisis. Dewasa ini telah ditemukan metode untuk menganalisis kekuatan struktur yaitu Finite Element Analysis atau analisis menggunakan metode elemen hingga. Metode ini melibatkan pembagian domain yang kompleks menjadi elemen-elemen kecil yang sederhana, sehingga memungkinkan masalah yang kompleks dapat dipecahkan menjadi beberapa bagian yang lebih kecil dan mudah dihitung. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik struktur yang menyangga unit atau mechinery mount frame pada fan lube oil cooler PM 623 & 624 dengan material structural steel akibat beban statis dan dinamis. Dari penelitian yang dilakukan,didapatkan nilai equivalent von-mises stress maksimum dengan nilai 1.7693E+007 Pa dan total deformasi maksimum sebesar 4.0613e-004 m. Struktur ini terbilang baik karena memiliki safety factor sebesar 14.129. Frekuensi natural dari struktur adalah 5.0271 Hz serta amplitudo kecepatan dari struktur ketika dikenai beban dinamis adalah 11,755 mm/s dan 11,628 mm/s pada frekuensi 8 Hz sehingga memungkinkan terjadinya resonansi karena frekuensi eksitasinya adalah sebesar 7,5 Hz. Selanjutnya, analisis menggunakan Topology Optimization Analysis dilakukan untuk mendapatkan desain hasil optimasi. Desain tersebut memiliki total deformasi maksimum sebesar 0.49714 m dan equivalent von-mises stress maksimum dengan nilai 14,379 Pa. Struktur hasil optimasi terbilang aman dengan safety factor sebesar 17,38. Adapun frekuensi natural desain hasil optimasi mengalami penurunan dibandingkan desain eksisting dikarenakan pengurangan kekakuan dan massa struktur. Untuk pengujian dinamis, didapatkan bahwa puncak amplitudo kecepatan bergeser dari 8 Hz ke 4 Hz dengan nilai 5,4890 mm/s pada unit PM 623 dan 5,4670 mm/s pada unit PM 624 sehingga resonansi dapat dihindarkan.
=================================================================================================================================
The development of technology presents a significant challenge for industrial companies to innovate and improve performance to simplify tasks and enhance efficiency. One aspect that can be analyzed to enhance company performance is the strength of the supporting structure of the operating equipment. The strength of the structure can be influenced by the materials used and the geometry of the components. Pertamina Hulu Energi (PHE) West Madura Offshore (WMO) has a Fan Lube Oil Cooler unit PM 623 & 624 that is supported by a structure. Currently, the system is operating with high amplitude vibrations, both individually and collectively. To prevent potential damage caused by these vibrations, anticipatory measures need to be taken, and one of them is to identify the characteristics of the structure. Understanding the structure's characteristics is essential for making modifications to ensure that the equipment can withstand both static and dynamic loads.
In recent times, a method called Finite Element Analysis or analysis using the finite element method has been developed to analyze the strength of structures. This method involves dividing complex domains into small and simple elements, enabling complex problems to be broken down into smaller and more manageable parts for calculation. This study aims to determine the characteristics of the structure that supports the unit or machinery mount frame of the fan lube oil cooler PM 623 & 624, made from structural steel, under static and dynamic loads. From the conducted research, the maximum equivalent von-mises stress value obtained was 1.7693E+007 Pa, and the maximum total deformation was 4.0613e-004 m. The structure is considered good as it has a safety factor of 14.129. The natural frequency of the structure is 5.0271 Hz, and the amplitude of the structur under dynamic load is 11.755 mm/s and 11.628 mm/s at a frequency of 8 Hz, which indicates the possibility of resonance occurring due to the excitation frequency being 7.5 Hz. Next, Topology Optimization Analysis was conducted to obtain an optimized design. The resulting design has a maximum total deformation of 0.49714 m and a maximum equivalent von-mises stress value of 14,379 Pa. The optimized structure is considered safe with a safety factor of 17.38. The natural frequency of the optimized design decreases compared to the existing design due to reduced stiffness and mass of the structure. For dynamic testing, it was found that the amplitude shifts from 8 Hz to 4 Hz, with values of 5.4890 mm/s for unit PM 623 and 5.4670 mm/s for unit PM 624, thereby avoiding resonance.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Finite Element Method, Harmonic Response; Modal Analysis, Static Structural, Topology Optimization.
Subjects:	T Technology > T Technology (General) > T57.62 Simulation T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA347 Finite Element Method T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA355 Vibration. T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA645 Structural analysis (Engineering) T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA658 Structural design
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Yulia Monica
Date Deposited:	06 Oct 2023 01:50
Last Modified:	06 Oct 2023 01:50
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/102681

Actions (login required)

View Item