Analisa Pengaruh Tumbukan terhadap Kegagalan Grab Bucket Ship Unloader dengan Metode Elemen Hingga

Ramadhan, Radix Kautsar (2023) Analisa Pengaruh Tumbukan terhadap Kegagalan Grab Bucket Ship Unloader dengan Metode Elemen Hingga. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111940000050-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh tumbukan terhadap kegagalan Grab Bucket Ship Unloader (GSU) menggunakan metode elemen hingga. Penelitian ini dilatarbelakangi oleh kasus kegagalan material berupa keretakan pada GSU hasil produksi PT. PLN PUSHARLIS. Tujuan utama penelitian ini adalah memverifikasi Root Cause Failure Analysis (RCFA) terkait penyebab keretakan akibat beban tumbuk dan untuk mengetahui pengaruh kecepatan turun GSU serta sudut buka scoop ketika terjadi tumbukan terhadap kekuatan strukturnya. Metode simulasi numerik dengan metode elemen hingga digunakan untuk menguji pengaruh beban tumbuk terhadap kekuatan struktur. Simulasi dilakukan menggunakan Explicit Dynamic pada ANSYS Workbench 2023 R1 dengan memperhatikan langkah-langkah penting, seperti pemodelan geometri, pemodelan material, pemodelan kontak, proses meshing, dan pemodelan explicit dynamic. Badan kapal dimodelkan sebagai balok yang rigid, sedangkan GSU dimodelkan sebagai sisi tunggal dengan asumsi simetris. Kemudian untuk analisa parameter kecepatan turun GSU dilakukan dengan variasi nilai sebesar 2,5 m/s, 3,5 m/s, dan 5 m/s. Sedangkan untuk analisa parameter sudut tumbukan GSU dilakukan dengan variasi nilai sebesar 45˚, 60˚, 80˚. Material yang digunakan dalam simulasi penelitian ini adalah Structural Steel, ASTM A106 Grade B untuk bagian pipa menggunakan material. Sedangkan untuk komponen lainnya menggunakan material Creusabro 8000. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada kondisi normal, yaitu kecepatan turun 2,5 m/s dan sudut buka scoop 80˚, tidak terdapat nilai tegangan yang melampaui kekuatan yield maupun ultimate yang mengakibatkan risiko keretakan akibat beban tumbuk. Namun, pada kondisi kritis, seperti kecepatan maksimum 5 m/s dengan sudut tumbukan 45˚ dan 60˚, terdapat peningkatan nilai tegangan yang mengakibatkan angka keamanannya mengecil, namun tetap di ambang batas aman. Selain itu, penelitian ini juga menunjukkan bahwa kecepatan turun GSU lebih sensitif terhadap keamanan struktur dibandingkan dengan sudut buka scoop. Perubahan sudut buka scoop dengan kecepatan turun yang normal dan tetap memberikan hasil yang lebih aman, sedangkan peningkatan kecepatan turun GSU dapat menyebabkan risiko kegagalan material yang tinggi. Kesimpulan ini menunjukkan bahwa beban tumbuk memiliki pengaruh signifikan terhadap kekuatan struktur GSU. Rekomendasi operasional diberikan untuk menghindari kondisi kritis dan memastikan kecepatan turun GSU tetap dalam rentang yang aman.
===============================================================================================================================
This study aims to analyze the impact of collisions on the failure of Grab Bucket Ship Unloader (GSU) using the finite element method. The research is motivated by a case of material failure in the form of cracks found in the GSU produced by PT. PLN PUSHARLIS. The main objectives of this research are to verify the Root Cause Failure Analysis (RCFA) regarding the causes of crack due to impact loads and to investigate the influence of the GSU's descent speed and scoop opening angle on its structural strength during collisions. Numerical simulation using the finite element method is employed to examine the effects of impact loads on the structural strength. The simulations are conducted using Explicit Dynamic in ANSYS Workbench 2023 R1, considering essential steps such as geometric modeling, material modeling, contact modeling, meshing process, and explicit dynamic modeling. The ship's body is modeled as a rigid box, while the GSU is modeled as a single side with assumed symmetry. The GSU's descent speed is analyzed with variations of 2.5 m/s, 3.5 m/s, and 5 m/s, while the collision angle is analyzed with variations of 45˚, 60˚, and 80˚. The materials utilized in the simulation are Structural Steel, ASTM A106 Grade B for the pipe section, and Creusabro 8000 for other components. The results show that under normal conditions, with a descent speed of 2.5 m/s and a scoop opening angle of 80˚, no cracks occur due to impact loads. However, under critical or non-normal conditions, such as a maximum speed of 5 m/s with collision angles of 45˚ and 60˚, there is an increase in stress values that pose the risk of cracks. Therefore, it is recommended to avoid operating the GSU at a speed of 5 m/s with scoop opening angles of 45˚ and 60˚. Furthermore, the study reveals that the GSU's descent speed is more sensitive to structural safety compared to the scoop opening angle. Changing the scoop opening angle while maintaining a normal descent speed yields safer results, whereas increasing the GSU's descent speed can lead to a high risk of material failure. In conclusion, impact loads significantly affect the structural strength of the GSU. Operational recommendations are provided to avoid critical conditions and ensure the GSU's descent speed remains within a safe range.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Grab Bucket Ship Unloader, kecepatan turun, metode elemen hingga, sudut buka scoop, simulasi numerik, tumbukan, collisions, descent speed, scoop opening angle, finite element method, numerical simulation.
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA169.5 Failure analysis
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Radix Kautsar Ramadhan
Date Deposited:	15 Aug 2023 06:10
Last Modified:	15 Aug 2023 06:10
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/102867

Actions (login required)

View Item