ccitonline.com

بِسْمِ ٱللَّٰهِ ٱلرَّحْمَٰنِ ٱلرَّحِيمِ

ٱلسَّلَامُ عَلَيْكُمْ وَرَحْمَةُ ٱللَّٰهِ وَبَرَكَاتُهُ 

Izin Prof, Pada Progres D4 kali ini saya memfokuskan pada BAB 4 hasil dan pembahasan.

BAB 4: HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pendahuluan

Bab ini menyajikan hasil perhitungan numerik getaran struktur kapal berdasarkan metodologi yang telah disusun. Hasil meliputi frekuensi alami, respons simpangan terhadap waktu pada titik tengah kapal, serta analisis resonansi. Setiap hasil dianalisis dengan kerangka DAI5.

4.2 Frekuensi Alami Struktur Kapal

Berdasarkan parameter yang telah ditetapkan, frekuensi alami untuk tiga mode pertama dihitung:$${\omega }_n=(n\pi {)}^2\sqrt{\frac{EI}{\mu L^4}}$$ωn​=(nπ)2μL4EI​​$$\sqrt{\frac{EI}{\mu L^4}}=\sqrt{\frac{(200\times {10}^9)\times 10}{20.000\times (100{)}^4}}=\sqrt{\frac{2\times {10}^{12}}{20.000\times {10}^8}}=\sqrt{\frac{2\times {10}^{12}}{2\times {10}^{12}}}=\sqrt{1}=1$$μL4EI​​=20.000×(100)4(200×109)×10​​=20.000×1082×1012​​=2×10122×1012​​=1​=1

Maka:

Frekuensi eksitasi gelombang yang digunakan adalah $\omega =2,0$ω=2,0 rad/s atau $f\approx 0,32$f≈0,32 Hz. Nilai ini jauh lebih kecil dari frekuensi alami mode pertama (1,57 Hz). Dengan demikian, tidak terjadi resonansi pada kondisi ini.

Refleksi DAI5: Meskipun tidak terjadi resonansi, bukan berarti getaran aman. Simpangan tetap harus dihitung untuk memastikan nilainya berada di bawah batas izin.

4.3 Respons Simpangan terhadap Waktu

Simulasi dijalankan selama 20 detik dengan $\mathrm{\Delta }t=0,01$Δt=0,01 s. Berikut adalah simpangan pada titik tengah kapal ($x=L\mathrm{/}2=50$x=L/2=50 m) untuk berbagai kondisi:

4.3.1 Kondisi Tanpa Redaman ($c=0$c=0)

Simpangan meningkat secara bertahap dan mendekati amplitudo tunak sekitar 0,12 m. Pola yang terlihat adalah osilasi sinusoidal dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi eksitasi (2 rad/s), tanpa ada indikasi resonansi karena frekuensi eksitasi tidak mendekati frekuensi alami.

4.3.2 Kondisi dengan Redaman ($c=5000$c=5000 N·s/m²)

Dengan redaman, simpangan maksimum mencapai sekitar 0,069 m, lebih kecil dibandingkan tanpa redaman (0,119 m). Redaman juga mempercepat tercapainya kondisi tunak (steady state).

4.4 Analisis Sensitivitas Frekuensi Eksitasi

Untuk melihat potensi resonansi, simulasi dijalankan dengan variasi frekuensi eksitasi $\omega$ω mendekati ${\omega }_1=9,87$ω1​=9,87 rad/s.

Pada saat $\omega ={\omega }_1$ω=ω1​ (resonansi), simpangan membesar hingga hampir 1,86 m, yang secara teknis tidak dapat diterima karena dapat menyebabkan kerusakan struktural.

4.5 Pembahasan Integrasi DAI5

4.5.1 Refleksi atas Intention

Tujuan awal untuk menghitung respons getaran dan mencegah resonansi telah tercapai. Identifikasi bahwa frekuensi gelombang (2 rad/s) jauh dari frekuensi alami (9,87 rad/s) menjadi temuan utama bahwa kapal ini relatif aman dari resonansi untuk gelombang tipikal.

4.5.2 Refleksi atas Initial Thinking

Pertanyaan awal tentang parameter paling berpengaruh terjawab: frekuensi eksitasi dan redaman adalah faktor kunci. Tanpa redaman, getaran tetap ada tetapi tidak berbahaya selama tidak resonansi.

4.5.3 Refleksi atas Idealization

Asumsi kapal sebagai balok seragam dengan tumpuan sederhana merupakan penyederhanaan yang cukup baik untuk analisis awal. Namun, dalam realitas, kapal memiliki bentuk yang tidak seragam, tumpuan yang kompleks, serta beban gelombang yang tidak harmonik. Oleh karena itu, hasil ini bersifat indikatif, bukan prediksi mutlak.

4.5.4 Refleksi atas Instruction Set

Metode beda hingga dan Newmark-beta berhasil diimplementasikan. Stabilitas numerik terjamin karena $\mathrm{\Delta }t$Δt yang dipilih cukup kecil. Untuk pengembangan selanjutnya, dapat digunakan metode elemen hingga (FEM) dengan mesh yang lebih halus.

4.5.5 Deep Awareness: Kesimpulan Reflektif

Kesadaran mendalam yang diperoleh:

1. Getaran struktur kapal tidak selalu berbahaya; bahaya utama adalah ketika resonansi terjadi.
2. Resonansi dapat dihindari dengan mendesain frekuensi alami kapal jauh dari rentang frekuensi gelombang yang umum terjadi.
3. Redaman sangat bermanfaat untuk mengurangi amplitudo getaran, tetapi tidak dapat menghilangkan resonansi sepenuhnya.
4. Seorang engineer harus mampu memilih tingkat penyederhanaan (idealisasi) yang tepat: terlalu sederhana hasilnya tidak akurat, terlalu rumit prosesnya tidak efisien.

Demikian pemahaman yang dapat saya sampaikan, Prof. Mohon maaf apabila terdapat kekeliruan dalam penyampaian. Terima kasih, Prof.

وَٱلسَّلَامُ عَلَيْكُمْ وَرَحْمَةُ ٱللَّٰهِ وَبَرَكَاتُهُ