Analisis Pengaruh Ketidaksempurnaan Awal dan Tegangan Sisa terhadap Kekuatan Maksimum Pelat Berpenegar Kapal Tanker akibat Beban Kompresi

Febrian, Rendi Dwi (2024) Analisis Pengaruh Ketidaksempurnaan Awal dan Tegangan Sisa terhadap Kekuatan Maksimum Pelat Berpenegar Kapal Tanker akibat Beban Kompresi. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5018201019-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (27MB) | Request a copy

Abstract

Konstruksi kapal dari material baja umumnya menggunakan pelat berpenegar sebagai elemen utama untuk membentuk struktur dan kekuatan kapal. Namun, desain oleh insinyur tidak selalu merepresentasikan kondisi aktual saat kapal beroperasi karena material tidak selalu berada dalam kondisi optimal. Ini disebabkan oleh adanya ketidaksempurnaan awal (initial imperfection) pada bagian-bagian tertentu kapal. Beban kompresi dari muatan yang terjadi selama operasi kapal dapat memperparah pengaruh ketidaksempurnaan awal pada konstruksi baja. Selain itu, perlakuan material selama proses manufaktur dapat menyebabkan tegangan sisa (residual stress) pada baja yang secara signifikan memengaruhi kekuatan maksimum pada pelat berpenegar. Oleh karena itu, analisis pengaruh ketidaksempurnaan awal dan tegangan sisa terhadap pelat berpenegar sangat penting.Penelitian ini menganalisis pengaruh ketidaksempurnaan awal dan tegangan sisa pada pelat berpenegar menggunakan metode elemen hingga. Model yang digunakan adalah pelat berpenegar kapal tanker dengan panjang 2,1 m, lebar 3,45 m, dan profil L berukuran 200x90x9 mm. Variasi yang dianalisis meliputi ketidaksempurnaan awal dan tegangan sisa dengan level slight, average, severe, serta ketebalan pelat 9 mm, 11 mm, dan 13 mm. Simulasi dilakukan dengan mensimulasikan eigenvalue buckling untuk mendapatkan bentuk ketidaksempurnaan awal, yang kemudian diterapkan pada simulasi tegangan sisa. Simulasi ini menghasilkan nilai displacement dan reaction force yang dianalisis untuk memperoleh nilai buckling, yield stress, dan kekuatan maksimum. Hasil kekuatan maksimum divalidasi menggunakan persamaan empiris yang sudah ada. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai kekuatan maksimum meningkat dengan kenaikan ketebalan pelat. Ini karena peningkatan ketebalan pelat meningkatkan kekakuan pelat dan mengurangi efek ketidaksempurnaan awal dan tegangan sisa. Pada variasi level ketidaksempurnaan dan tegangan sisa yang sama, nilai kekuatan maksimum memiliki karakteristik yang sama yaitu menurun dari level slight, average, dan severe. Namun, pada variasi yang berbeda, nilai kekuatan maksimum sulit diprediksi karena kombinasi level yang berbeda. Secara keseluruhan, hasil simulasi menunjukkan kesesuaian dengan persamaan empiris yang ada.
============================================================
The construction of ships using steel materials generally employs stiffened plates as the primary elements to form the ship's structure and strength. However, the design by engineers does not always represent the actual conditions during ship operation, as the material is not always in an optimal state. This discrepancy is caused by the presence of initial imperfections in certain parts of the ship. The compressive loads from cargo during ship operation can exacerbate the impact of initial imperfections on the steel construction. Additionally, material treatment during the manufacturing process can cause residual stress in the steel, which significantly affects the maximum strength of the stiffened plates. Therefore, it is crucial to analyze the impact of initial imperfections and residual stress on stiffened plates. This study analyzes the effect of initial imperfections and residual stress on stiffened plates using the finite element method. The model used is a stiffened plate of a tanker ship with a length of 2.1 m, a width of 3.45 m, and an L-profile measuring 200x90x9 mm. The variations analyzed include initial imperfections and residual stress with levels of slight, average, and severe, as well as plate thicknesses of 9 mm, 11 mm, and 13 mm. The simulation is conducted by simulating eigenvalue buckling to obtain the initial imperfection shape, which is then applied to the residual stress simulation. This simulation yields displacement and reaction force values, which are analyzed to obtain buckling values, yield stress, and maximum strength. The maximum strength results are validated using existing empirical equations. The results indicate that the maximum strength increases with the plate thickness. This is because the increase in plate thickness enhances the plate's stiffness and reduces the effects of initial imperfections and residual stress. For the same level of initial imperfections and residual stress, the maximum strength consistently decreases from slight to average and then to severe levels. However, with different combinations of levels, the maximum strength is difficult to predict due to the varying combinations. Overall, the simulation results align with the existing empirical equations.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	compression load, initial imperfection, residual stress, stiffened plate, ultimate strength, beban kompresi, kekuatan maksimum, ketidaksempurnaan awal, pelat berpenegar, tegangan sisa.
Subjects:	V Naval Science > VM Naval architecture. Shipbuilding. Marine engineering > VM156 Naval architecture
Divisions:	Faculty of Marine Technology (MARTECH) > Naval Architecture and Shipbuilding Engineering > 36201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Rendi Dwi Febrian
Date Deposited:	02 Aug 2024 08:49
Last Modified:	02 Aug 2024 08:49
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/112894

Actions (login required)

View Item