Marwoto, Kidung Asmoro (2023) Numerical Analysis Of Welding Sequence And Travel Speed Effects On Deformation And Residual Stress Of SS400 T-Joint For Off-Highway Dump Truck Bracket Axle. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
![[thumbnail of 02511942000005-Undergraduate_Thesis.pdf]](http://repository.its.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text
02511942000005-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (7MB) | Request a copy |
Abstract
Off-highway dump trucks are designed to transport ore from the surface mining to the crusher and storage areas. The welding process is used to make several components of the Off-highway mining dump truck, one of which is the main frame. A dump truck's mainframe is arranged by various sub-components, one of which is the axle bracket. In this study, we will further analyze the effect of welding sequence and travel speed on deformation and residual stresses in T joints during the welding process between the axle bracket and the main frame of Off-highway dump trucks using the finite element method. This research uses ANSYS Workbench software for finite element analysis with variations in the welding sequence, such as WS1, WS2, and WS3 for top welding positions, and travel speed of 5 and 8 mm/s. After that, the temperature, deformation, and residual stress were analyzed to get the optimal welding sequence and speed. In conducting the simulation, a thermal loading step is carried out to determine the value of the peak temperature of each variation and then structural loading is carried out to determine the value of deformation and residual stress. The results showed the highest peak temperature was obtained by measuring the temperature distribution of phase F at node L. In this node, the KI-3 variation has the highest peak temperature of 358.12oC. At the same nodal, the lowest peak temperature was obtained in the KI-4 variation had a peak temperature value of 280.52oC. For the smallest X-axis residual stress value was obtained in the KI-5 variation of 374.01 MPa. Meanwhile, the smallest Z-axis residual stress value was obtained in the KI-5 variation of 380.21 MPa. The largest deformation in the axle bracket hole is produced by the KI-3 variation with the value of (0.080725, 0.211240) mm in hole O with an angular deviation of -4.5573o and (0.035198, 0.197760) mm in hole I with an angular deviation of 0.9171o. The smallest deformation in the axle bracket hole is produced by the KI-5 variation with the value of (0.042319, 0.131860) mm in hole O with an angular deviation of -2.4266o and (0.015788, 0.135180) mm in hole I with an angular deviation of 1.0770o. Welding with fast welding speed produces more minor deformations than with slow welding speed. The difference in the welding sequence affects the magnitude of the deformation resulting from the difference in the welding's starting point, ending point, and direction. The WS2 welding sequence produces minor deformation in the axle bracket's outer and inner holes. The optimum parameter variation with the smallest deformation and residual stress is the KI-5 variation with a speed of 8 mm/s and the welding sequence WS2.
Off-highway dump trucks merupakan kendaraan yang dirancang untuk mengangkut bijih dari tambang menuju ke tempat penghancur dan penyimpanan. Proses pengelasan digunakan untuk membuat beberapa komponen Off-highway dump trucks salah satunya rangka utama. Rangka utama Off-highway dump trucks disusun oleh berbagai sub-komponen, salah satunya adalah axle bracket. Pada penelitian ini akan dianalisis lebih lanjut pengaruh urutan dan kecepatan pengelasan terhadap deformasi dan tegangan sisa pada sambungan-T selama proses pengelasan antara axle bracket dan rangka utama Off-highway dump trucks dengan menggunakan metode elemen hingga. Penelitian ini menggunakan perangkat lunak ANSYS Workbench untuk analisis elemen hingga dengan variasi urutan pengelasan, seperti WS1, WS2, dan WS3 untuk posisi pengelasan atas, dan kecepatan pengelasan 5 dan 8 mm/s. Setelah itu, temperatur, deformasi, dan tegangan sisa dianalisis untuk mendapatkan urutan dan kecepatan pengelasan yang optimal. Dalam melakukan simulasi, dilakukan tahapan pembebanan termal untuk menentukan nilai temperatur puncak dari setiap variasi lalu dilakukan pembebanan struktural untuk menentukan nilai deformasi dan tegangan sisa. Hasil penelitian menunjukan temperatur puncak paling tinggi didapat pada pengukuran distribusi temperatur fase F di nodal L. Pada nodal tersebut variasi KI-3 merupakan variasi dengan temperatur puncak paling tinggi dengan nilai 358.12oC. Sedangkan pada nodal yang sama, temperatur puncak paling rendah didapat pada variasi KI-4 dengan temperatur puncak sebesar 280.52oC. Untuk tegangan sisa terhadap sumbu-X, nilai paling kecil didapat pada variasi KI-5 sebesar 374.01 MPa. Sedangkan untuk nilai tegangan sisa terhadap sumbu-Z paling kecil didapat pada variasi KI-5 sebesar 380.21 MPa. Deformasi terbesar pada lubang bracket axle dihasilkan oleh variasi KI-3 sebesar (0.080725, 0.211240) mm pada lubang O dengan simpangan angular sebesar -4.5573o dan (0.035198, 0.197760) mm pada lubang B bracket axle dengan simpangan angular sebesar 0.9171o. Deformasi terkecil pada lubang bracket axle dihasilkan oleh variasi KI-5 sebesar (0.042319, 0.131860) mm pada lubang O dengan simpangan angular sebesar -2.4266o dan (0.015788, 0.135180) mm pada lubang B bracket axle dengan simpangan angular sebesar 1.0770o. Diketahui bahwa pengelasan dengan kecepatan cepat cenderung menghasilkan deformasi lebih kecil dibandingkan dengan pengelasan berkecepatan lambat. Perbedaan urutan pengelasan berpengaruh terhadap besar deformasi akibat dari perbedaan titik awal, titik akhir, dan arah pengelasan. Urutan pengelasan WS2 menghasilkan deformasi yang kecil baik pada lubang luar maupun dalam bracket axle. Variasi parameter optimum dengan deformasi dan tegangan sisa terkecil adalah variasi KI-5 dengan kecepatan 8 mm/s dan urutan pengelasan WS2.
| Item Type: | Thesis (Other) |
|---|---|
| Uncontrolled Keywords: | Finite Element Method, Off-highway dump trucks, Residual Stress, Travel Speed, Welding Sequence ============================================================ Kecepatan Pengelasan, Metode Elemen Hingga, Tegangan Sisa, Urutan Pengelasan, Off-highway dump truck |
| Subjects: | T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA347 Finite Element Method T Technology > TS Manufactures > TS227 Welding. |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis |
| Depositing User: | Kidung Asmoro Marwoto |
| Date Deposited: | 26 Jul 2023 15:03 |
| Last Modified: | 26 Jul 2023 15:03 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/99501 |
Actions (login required)
 |
View Item |