I. Masalah
- Kalkulator ini menggambarkan proses penempaan(upsetting), di mana benda kerja berbentuk persegi panjang ditekan di antara dua cetakan datar.
2. Kondisi utamanya adalah:
• Terdapat gesekan antara benda kerja dan cetakan.
• Pembentukan barrel (menggembung pada sisi samping) diabaikan — artinya tinggi benda kerja berkurang secara seragam.
• Benda kerja dianggap berada dalam kondisi regangan bidang(plane strain), yaitu panjang jauh lebih besar dibandingkan lebar dan tingginya.
• Tugas dari kalkulator ini adalah untuk menghitung gaya pembentukan (press force) menggunakan metode Upper Bound Method (Metode Batas Atas / Oberer Schrankenansatz).
• Metode ini selalu memberikan perkiraangaya yang lebih tinggi daripada gaya aktual yang dibutuhkan dalam proses nyata.
II. Computational Thinking
- PemahamanMasalah
• Kita menganalisis proses penempaan(upsetting) pada benda kerja persegi panjang.
• Kondisi proses:
• Ada gesekan antara benda kerja dan cetakan.
• Tanpabarrel (bentuk tetap rata, tinggi berkurang merata).
• Plane strain (panjang dianggap tidak berubah).
• Tujuan: menghitung gayapenempaan(press force).
2. Identifikasi Variabel
•Masukan yang diperlukan:
•Keluaran:
Gaya pembentukan (P)
| Variabel | Arti |
| w | Setengah lebar benda kerja |
| t | Setengah ketebalan |
| k | Tegangan alir geser material |
| m | Faktor gesekan |
3. Abstraksi dan Model Matematika
• Metode yang digunakan: Upper Bound Method
Rumus dari model:
• P=4/3⋅k⋅w⋅(1+mw/t)
• Makna:
• Gaya meningkat jika material lebih kuat (k besar).
• Gesekan (m) dan rasio w/tmeningkatkan kebutuhan gaya.
4. Langkah Perhitungan
• Masukkan nilai w,t,k,m.
• Hitung faktor gesekan:
• f=1+mw/t
• Hitung gaya penempaan:
P=4/3⋅k⋅w⋅f
• Ubah hasil ke satuan kN jika diperlukan.
III. Sumber
• Altan, T., Oh, S., & Gegel, H. (1983). Metal forming: Fundamentals and applications. American Society for Metals.
• Avitzur, B. (1983). Metal forming: Processes and analysis. McGraw-Hill.
• Hosford, W. F., & Caddell, R. M. (2011). Metal forming: Mechanics and metallurgy (4th ed.). Cambridge University Press.
• Johnson, W., & Mellor, P. B. (1973). Engineering plasticity. Van Nostrand Reinhold.
• Lange, K. (1985). Handbook of metal forming. McGraw-Hill.
• Schey, J. A. (1983). Tribology in metalworking: Friction, lubrication, and wear. American Society for Metals.
• Male, A. T., & Cockcroft, M. G. (1965). A method for the determination of the coefficient of friction of metals under conditions of bulk plastic deformation. Journal of Mechanical Engineering Science, 7(2), 181–191.
• Brosius, A. (2023). Umformtechnische Verfahrensgestaltung [Lecture slides]. Institut für Umformtechnik und Leichtbau, Technische Universität Dresden.
