Simulasi Pemodelan dan Analisis Respon Getaran Boring Bar Akibat Pengaruh Passive Damper dengan Variasi Material dan Panjang Untuk Proses Boring

Gunawan, Fahrul (2023) Simulasi Pemodelan dan Analisis Respon Getaran Boring Bar Akibat Pengaruh Passive Damper dengan Variasi Material dan Panjang Untuk Proses Boring. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111940000054-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Pada proses boring, salah satu masalah yang sering menjadi bahan penelitian adalah getaran self-excitation atau chatter. Getaran ini menjadi masalah yang penting karena dampaknya yang sangat memengaruhi kualitas permesinan sehingga harus dicegah. Untuk mencegah fenomena ini biasanya adalah dengan menggunakan damper pada boring bar. Passive damper memiliki cara kerja peredam dengan meningkatkan kekakuan dan rentang frekuensi pada operasi permesinan. Kelebihan passive damper secara umum adalah harga yang lebih murah daripada boring bar yang sudah memiliki sistem peredam sendiri. Penelitian tugas akhir ini adalah analisis respon getaran pada boring bar dengan pengaruh passive damper melalui simulasi menggunakan ANSYS harmonic response. Langkah yang dilakukan dalam penelitian ini adalah melakukan studi literatur, mengidentifikasi masalah, merangcang mekanisme sistem, memodelkan dan menurunkan sistem dinamis, merancang desain, dan merencanakan parameter yang digunakan untuk simulasi. Boring bar memiliki panjang overhang 160 cm dan diameter 20 cm (L/D = 8), dan passive damper memiliki diameter dalam dan luar masing-masing 20 cm dan 25 cm. Panjang passive damper ada dua variasi, yaitu 30% dan 60% panjang overhang dari boring bar. Parameter pemotongan juga divariasikan melalui kecepatan spindle 920, 1250, dan 2000 RPM, variasi feed rate 0,05; 0,10; 0,15 mm/rev, dan depth of cut 0,1; 0,3; 0,5 mm. Berdasarkan simulasi yang telah dilakukan, peningkatan variasi nilai parameter pemotongan depth of cut dan feed rate menghasilkan trendline respon getaran yang meningkat. Sebaliknya, semakin besar nilai putaran spindle maka semakin kecil respon getaran yang ditimbulkan. Boring bar dengan passive damper dengan material brass memiliki kemampuan reduksi getaran yang lebih baik. Sedangkan variasi material nylon dan PTFE tidak terlalu baik dalam mereduksi getaran yang terjadi pada sistem. Ini disebabkan kekakuan dari sistem dengan variasi material nylon dan PTFE tidak mengalami peningkatan yang signifikan, sehingga reduksi yang terjadi hanya pada nilai amplitudo saja. Sistem boring bar dengan passive damper material brass dan panjang 60% overhang, dan cutting parameter 16 merupakan variasi dengan nilai reduksi respon getaran tertinggi, yaitu 91.08% pada arah sumbu-x dan 97.79% pada sumbu-y, dan kemampuan reduksi getaran pada 25 dari 27 cutting parameter.
=================================================================================================================================
In the boring process, one of the problems that is often studied is self-excitation vibration or chatter. This vibration is a significant issue because it greatly affects the machining quality and needs to be prevented. To prevent this phenomenon, a common approach is to use a damper on the boring bar. Passive dampers work by increasing stiffness and frequency range during machining operations. The advantage of passive dampers is generally their lower cost compared to boring bars that already have their own damping system. The aim of this final project research is to analyze the vibration response in a boring bar with the influence of a passive damper through simulation using ANSYS harmonic response. The steps carried out in this research include conducting literature studies, identifying problems, designing the system mechanism, modeling and deriving the dynamic system, designing the structure, and planning the parameters used for the simulation. The boring bar has an overhang length of 160 cm and a diameter of 20 cm (L/D = 8), while the passive damper has inner and outer diameters of 20 cm and 25 cm, respectively. There are two variations in the length of the passive damper, namely 30% and 60% of the boring bar's overhang length. The cutting parameters are also varied with spindle speeds of 920, 1250, and 2000 RPM, feed rates of 0.05, 0.10, and 0.15 mm/rev, and depths of cut of 0.1, 0.3, and 0.5 mm. Based on the simulations conducted, increasing the variations in the cutting parameters, specifically the depth of cut and feed rate, results in an increasing trendline of vibration response. Conversely, higher spindle speeds lead to smaller vibration responses. Boring bars with passive dampers made of brass exhibit better vibration reduction capabilities. On the other hand, variations in materials such as nylon and PTFE are not as effective in reducing the vibrations in the system. This is because the stiffness of the system with nylon and PTFE materials does not experience significant improvement, resulting in reduction only in amplitude values. The boring bar system with a brass passive damper and 60% overhang length, along with a cutting parameter variation of 16, shows the highest reduction in vibration response, namely 91.08% in the x-axis direction and 97.79% in the y-axis direction, and has vibration reduction capabilities in 25 out of 27 cutting parameters.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Boring Bar, Passive Damper, Respon Getaran; Vibration Response
Subjects:	T Technology > T Technology (General) > T57.62 Simulation T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ1186.B5 Metal-cutting tools--Design and construction.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Fahrul Gunawan
Date Deposited:	09 Oct 2023 00:48
Last Modified:	09 Oct 2023 01:03
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/102429

Actions (login required)

View Item