ccitonline.com

Assalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh Prof. DAI

Perkenalkan, saya Taqy Muhammad Hisyam, mahasiswa Teknik Perkapalan dengan NPM 2406420476. Pada proyek akhir mata kuliah Metode Numerik ini, saya memilih topik di bidang perkapalan yang berjudul “Optimasi Diameter Poros (Shaft) Kapal untuk Menahan Daya Mesin dengan Tegangan Minimum.” Topik ini dipilih karena poros memiliki peran krusial dalam sistem propulsi kapal, yaitu sebagai komponen yang mentransmisikan daya dari mesin menuju propeller. Penentuan diameter poros yang tidak tepat dapat mengakibatkan tegangan puntir yang terlalu tinggi sehingga berpotensi menyebabkan kegagalan material, atau sebaliknya menghasilkan desain yang tidak efisien akibat penggunaan material yang berlebihan.

Tujuan dari proyek ini adalah menentukan diameter poros yang paling optimal, sehingga mampu menahan daya mesin tanpa melampaui batas tegangan yang diizinkan, serta tetap efisien dari sisi desain. Dengan demikian, diharapkan diperoleh desain poros yang aman secara struktur, efisien dalam penggunaan material, dan sesuai dengan kebutuhan operasional kapal. Permasalahan ini diselesaikan menggunakan metode numerik karena hubungan antara daya, torsi, dan tegangan geser bersifat non-linear, sehingga tidak selalu dapat diselesaikan secara analitik. Oleh karena itu, pendekatan yang digunakan adalah metode iteratif, seperti trial-error berbasis komputasi atau metode Newton-Raphson, untuk memperoleh nilai diameter yang optimal.

Dalam kerangka DAI5, proses dimulai dari tahap Deep Awareness of I, yaitu menyadari bahwa perhitungan dalam desain teknik tidak hanya berkaitan dengan angka, tetapi juga berhubungan langsung dengan aspek keselamatan. Pada tahap Intention, saya menetapkan tujuan untuk memahami penerapan metode numerik dalam permasalahan nyata di bidang perkapalan. Selanjutnya, pada tahap Initial Thinking, dilakukan kajian terhadap hubungan dasar antara daya mesin, torsi, dan tegangan geser pada poros. Pada tahap Idealization, sistem disederhanakan dengan beberapa asumsi, yaitu poros berbentuk solid shaft, menerima beban torsi murni, serta menggunakan material homogen. Terakhir, pada tahap Instruction Set, disusun langkah-langkah komputasi secara sistematis untuk menghitung torsi dari daya mesin, menghubungkannya dengan tegangan geser, serta menentukan diameter optimal menggunakan metode numerik.

Sebagai pengembangan selanjutnya, data spesifikasi mesin Yanmar 6EY26W akan digunakan sebagai dasar perhitungan. Model matematis kemudian akan dibangun dan diselesaikan menggunakan metode numerik yang telah dipilih.

Pada tahap berikutnya, akan dilakukan pembentukan model matematis berdasarkan teori mekanika material dan sistem transmisi daya pada poros kapal. Hubungan utama yang digunakan adalah hubungan antara daya mesin, putaran poros, torsi, dan tegangan geser maksimum pada poros.

Persamaan dasar daya dan torsi:

P = (2πNT) / 60

dengan:

• P = daya mesin (W)
• N = putaran poros (rpm)
• T = torsi (Nm)

Dari persamaan tersebut, nilai torsi dapat dihitung berdasarkan daya dan putaran mesin. Selanjutnya, tegangan geser maksimum pada poros solid dihitung menggunakan persamaan:

τ = (16T) / (πd³)

dengan:

• τ = tegangan geser maksimum (Pa)
• T = torsi (Nm)
• d = diameter poros (m)

Melalui persamaan tersebut dapat dilihat bahwa diameter poros memiliki pengaruh besar terhadap tegangan geser yang terjadi. Semakin kecil diameter poros, maka tegangan geser akan semakin besar. Sebaliknya, diameter yang terlalu besar akan meningkatkan berat serta penggunaan material sehingga desain menjadi kurang efisien.

Dalam proyek ini, optimasi dilakukan dengan menentukan diameter minimum yang masih memenuhi batas tegangan izin material. Proses perhitungan akan dilakukan secara iteratif menggunakan metode numerik hingga diperoleh nilai diameter yang menghasilkan tegangan mendekati tegangan izin.

Selain itu, analisis sensitivitas juga akan dilakukan untuk melihat pengaruh perubahan daya mesin dan putaran terhadap diameter poros yang dibutuhkan. Dengan cara ini, dapat diketahui bagaimana perubahan kondisi operasional kapal memengaruhi desain shaft secara keseluruhan.

Hasil akhir dari proyek ini diharapkan dapat memberikan gambaran mengenai penerapan metode numerik dalam perancangan elemen mesin kapal, khususnya pada sistem transmisi daya poros propulsi, sehingga dapat mendukung desain yang aman, efisien, dan sesuai standar teknik perkapalan.

Demikian lanjutan progres proyek yang dapat saya sampaikan.

Wassalamualaikum warahmatullahi wabarakatuh.