Cae Bab II Landasan Teori Siska [PDF]

Citation preview

Yan Siska Sapto Airin



BAB II LANDASAN TEORI



a. CAE (Computer Aided Engineering) CAE atau Computer Aided Engineering adalah pelengkap CAD dalam dunia konstruksi. Mengkonstruksi suatu produk tidak hanya menggambar sebuah ide. Ide tersebut harus juga dihitung ketahanannya secara mekanika-statis, dinamis atau thermal juga karakteristik lainnya seperti akustis. CAE atau Computer Aided Engineering



merupakan



teknologi



penghitungan karakteristik dari suatu produk atau bagian dari suatu produk dengan bantuan computer. Dalam perencanaan atau perancangan suatu produk tidak cukup hanya dengan drawing atau gambar saja, tentunya juga diperlukan untuk mengetahui karakteristik dari produk yang dirancang tersebut yaitu dengan cara menganalisa produk rancangan tersebut. Dengan aplikasi CAE maka bisa dilihat perilaku suatu komponen ketika mendapat gaya, pembebanan, perlakuan panas, dll. Kita diberikan kemudahan dalam menganalisa model 3D yang telah dibuat, dengan begitu kita dapat mengetahui structure dari material dan simulasi untuk element terhadap berbagai bentuk gaya dari arah tertentu, sehingga kita dapat menentukan design terbaik dari sebuah elemen.



Gambar 2.1 Komponen tiga dimensi dengan propertinya (massa, volume, pusat gravitasi)



6



Yan Siska Sapto Airin



Dasar teori pada praktik CAE ini pada dasarnya sama dengan praktik CAD. Hanya saja, part atau assembly yang kita rancang akan diuji kekuatannya berdasarkan simulasi yang ada pada perangkat lunak.



b. Pro-Engineer Dalam dunia CAD, softwareProEngineer sangat bermanfaat untuk para designer yang masih pemula atau orang sudah berpengalaman karena fitur-fitur yang disajikan cukup lengkap sehingga memudahkan para designer membuat design yang rnereka inginkan. Pro-Engineer adalah software pemodelan 3D dan gambar teknik 2D untuk keperluan visualisasi desain sehingga dapat digunakan dalam analisa komputasi lanjut ataupun sebagai dasar manufaktur suatu produk, dengan tambahan berbagai macam fasilitas seperti sheet metal untuk desain press part, pemodelan permukaan, analisa mekanisme, animasi dan photorender tampilan grafis dan lain-lain.Pada softwareProEngineer muncul tampilan fitur seperti navigator, dashboard, interfacetoolbars yang harus dipahami. Pada navigator ada yang namanya ModelTree, FolderBrowser, Favorites. Masing-masing mempunyai arti, yaitu : o Model Tree :



Menampilkan komponen-komponen



dan fitur o Foder Browser



:



Menampilkan



model



geometri o Favorites



:



Tempat penyimpanan yang disukai



termasuk pada halaman web atau hardisk. Pada dashboard terdapat beberapa tool misalnya placement, option, properties, dan lainnya. Pada interfacetoolbars yaitu Extrude, Revolve, DatumPlane, Chamfer dan masih banyak lagi. Kemudian di program Pro-Engineer ini, terdapat Orienting Design Models. Di mana terdapat tiga bagian, yaitu : o Spin :



Memutar obyek [tekan dan tahan scroll



tengah mouse] 7



Yan Siska Sapto Airin



o Pan :



Memindahkan obyek [Shift + tekan dan



tahan scroll mouse] o Zoom



:



Memperbesar



atau



memperkecil



obyek [Ctrl + tekan dan tahan scroll mousegerakan ke atas atau ke bawah] o ViewMode



:



- Anchore



-Delayed : gerakan obyek tertahan -Velocity a.



: obyek bergerak dengan kecepatan tertentu



Tampilan Pro-Engineer



Web browser



Address bar



Folder Browser



Favorites



Model tree



8



Yan Siska Sapto Airin



Gambar 2.2 Tampilan Navigator



Gambar 2.3 Tampilan Dashboard



Gambar 2.4 Tampilan Interface Toolbars . b. Mekanika



Mekanika (Bahasa Latin mechanicus, dari Bahasa Yunani mechanikos, "seseorang yang ahli di bidang mesin") adalah jenis ilmu khusus yang mempelajari fungsi dan pelaksanaan mesin, alat atau benda yang seperti mesin. Mekanika (Mechanics) juga berarti ilmu pengetahuan yang mempelajari gerakan suatu benda serta efek gaya dalam gerakan itu. Berikut adalah beberapa sifat mekanik yang penting untuk diketahui :



9



Yan Siska Sapto Airin







Kekuatan (strength), menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa menyebabkan bahan menjadi patah. Contoh kekuatan tarik, kekuatan geser, kekuatan tekan, kekuatan torsi, dan kekuatan lengkung.







Kekerasan (hardness), dapat didefinisikan sebagai kemampuan suatu bahan untuk tahan terhadap penggoresan, pengikisan (abrasi), identasi atau penetrasi.







Kekenyalan (elasticity), menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk yang permanen setelah tegangan dihilangkan.







Kekakuan (stiffness), menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan/beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi) atau defleksi.







Plastisitas mengalami



(plasticity) sejumlah



menyatakan deformasi



kemampuan plastik



bahan



untuk



(permanen)



tanpa



mengakibatkan terjadinya kerusakan. 



Ketangguhan (toughness), menyatakan kemampuan bahan untuk menyerap sejumlah energi tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan.







Kelelahan (fatigue), merupakan kecendrungan dari logam untuk patah bila menerima tegangan berulang – ulang (cyclic stress) yang besarnya masih jauh dibawah batas kekuatan elastiknya.







Creep, atau bahasa lainnya merambat atau merangkak, merupakan kecenderungan suatu logam untuk mengalami deformasi plastik yang besarnya berubah sesuai dengan fungsi waktu, pada saat bahan atau komponen tersebut tadi menerima beban yang besarnya relatif tetap. Beberapa sifat mekanik diatas juga dapat dibedakan menurut cara



pembebanannya, yaitu 



Sifat mekanik statis, yaitu sifat mekanik bahan terhadap beban statis yang besarnya tetap atau bebannya mengalami perubahan yang lambat.



10



Yan Siska Sapto Airin







Sifat mekanik dinamis, yaitu sifat mekanik bahan terhadap beban dinamis yang besar berubah-ubah, atau dapat juga dikatakan mengejut.



c. Fitur-Fitur Mekanika pada Pro/Engineer Wildfire 4.0 (CAE) 1. Part Feature







Datum Planes Fitur ini digunakan untuk membuat suatu bidang datum tambahan sebagai referensi dalam pembuatan fitur atau part dan assembly komponen. Gambar icon :







atau Insert > Model Datum > Plane



Datum Axis Fitur ini sama seperti datumplanes, datum axis berguna sebagai referensi tambahan untuk pembuatan objek. Datum axis digunakan untuk



membuat



datum



planes,



menempatkan



objek



yang



membutuhkan garis tengah dan untuk membuat sumbu. Gambar icon :







atau Insert>Model Datum>Axis



Extrude Tools Fitur ini merupakan metode pembuatan yang mengizinkan kita untuk membuat objek solid atau permukaan dan untuk menambah atau membuang material.



Gambar icon :



atau Insert>Extrude



Untuk memulainya, harus membuat sketsa yang akan dijadikan material solid. Sketsa yang digambar haruslah closed entities atau tiap-tiap ujung garis haruslah tertutup. Untuk menggunakan fitur extrude, pilih icon



lalu masukkan ukuran



11



Yan Siska Sapto Airin



yang akan di- extrude. Pada fitur extrude, terdapat pilihan blind, symmetric, to selected.



Gambar 2.5 Fitur Extrude Blind digunakan apabila ingin membuat atau membuang material solid dengan ukuran angka yang dimasukkan. Symmetric digunakan apabila ingin membuat atau membuang material solid dengan 2 bagian secara simetris. To selected digunakan apabila ingin membuat atau membuang material solid sesuai dengan plane atau acuan referensi yang diinginkan tanpa harus memasukkan ukuran.







Revolve Tool Fitur ini berfungsi untuk membuat sumbu putar di centerline berupa solid atau permukaan dan menambah atau membuang material.



Gambar icon :



atau Insert >Revolve



Revolve adalah fitur yang digunakan untuk membuat atau membuang material solid namun berbeda dengan extrude, karena revolve menggunakan center line sebagai acuan. Penggunaan fitur ini biasanya pada gambar-gambar yang berbentuk lekukan.Buat setengah sketsa dan center line sebagai sumbu.Lalu pilih icon dan masukkan derajat yang diinginkan.



12



Yan Siska Sapto Airin



Gambar 2.6 Fitur Revolve







Hole Tool Fitur ini digunakan untuk membuat lubang pada obyek solid.Hole tool terdiri dari dua tipe yaitu Straight hole dan Standard hole. Pada straight hole kita hanya dapat menentukan diameter lubang dan kedalaman lubang, sedangkan pada standard hole diameter lubang ditetapkan berdasarkan standard ISO dan UNC.



Gambar icon :







atau Insert > Hole



Shell Tool Fitur ini digunakan untuk merubah bentuk suatu objek solid menjadi berbentuk pelat dengan ketebalan tertentu dimana salah satu permukaannya dapat dihilangkan.



Gambar icon :







atau Insert > Shell



Draft Tool Fitur ini digunakan untuk membuat suatu permukaan yang rata menjadi miring berdasarkan suatu bidang tertentu (draft hings).



13



Yan Siska Sapto Airin



Gambar icon :







atau Insert > Draft



Round Tool Fitur ini digunakan untuk membulatkan pertemuan dua bidang berdasarkan radius tertentu. Tipe round tool ada beberapa jenis, yaitu sbb : 



Edge



: dengan memilih sisi hasil pertemuan 2 bidang atau permukaan.







Surface-Edge



: dengan memilih permukaan dan sisi yang terbentuk.







Surface-Surface : dengan memilih bidang-bidang yang akan dibentuk round.







Full round



: untuk membuat round pada 2 sisi hasil pertemuan 3 bidang.



Gambar icon :







atau Insert > Round



Chamfer Tool Fitur ini digunakan untuk membuat sudut patah pada ujung siku hasil pertemuan 2 bidang yang dapat ditentukan jaraknya. Tipe chamfer tool ada beberapa jenis, yaitu: 



DxD



: jarak patahan pada 2 sisi sama besar







D1 x D2



: jarak patahan pada masing-masing sisi



dapat diatur besarnya 



D x angle



: jarak patahan ditentukan berdasarkan



panjang satu sisi dan sudut 



D x 45



: jarak patahan ditentukan berdasarkan



panjang sisi dan sudut 45°. Gambar icon :



atau Insert >Chamfer



14



Yan Siska Sapto Airin







Pattern Tool Fitur ini digunakan untuk menggandakan fitur. Fitur awal yang akan digandakan dinamakan pattern leader. Tipe pattern ada beberapa jenis, yaitu: 



Dimension



: mengontrol pattern dengan menggunakan drivingdimension



dan



perubahan



jarak



spesifik. Pattern dimensional dapat berupa unidirectional (searah) dan bidirectional (dua arah). 



Table



: mengontrol pattern dengan menggunakan table pattern dan nilai dimensi spesifik untuk setiap pattern.







Reference



: mengontrol pattern dengan menggunakan referensi pattern lainnya.







Fill



: mengontrol pattern dengan menandai sebuah area sebagai tempat peletakkan hasil pattern.



Gambar icon :







atau Edit > Pattern



Sweep Tool Fitur ini digunakan untuk membuat suatu profil baik itu extrusi (solid) maupun berbentuk suatu potongan (cut) berdasarkan suatu alur (path) yang ditentukan.







Blend Tool Fitur ini digunakan untuk menghubungkan paling sedikit dua bidang yang tersambung pada sisi - sisinya dengan permukaan transisional.







Family Table Fitur ini digunakan untuk membuat variasi dari objek yang telah dibuat.



15



Yan Siska Sapto Airin



Relation







Fitur ini digunakan untuk membuat relasi (hubungan) suatu fitur dengan



fitur



lain



dengan



membuat



suatu



formula



yang



menghubungkan kedua fitur tersebut. 2. Mengatur Memori Dan Directory Pro-Engineer Wildfire : 



Menentukan directory pengerjaan (Set Working Directory)







Membuka files







Menyimpan files pada directory pengerjaan



Gambar 2.7 Setting Working Directory 3. Penggunaan Mouse 



Mouse kiri (LMB = Left Mouse Button): untuk memilih obyek.







Mouse tengah (MMB = Middle Mouse Button):untuk menyetujui atauOK.







Mouse kanan (RMB = Right Mouse Button): untuk query (memilih fitur atau datum yang bertumpuk).



4. Meng - edit Desain Obyek 



Edit, (hanya untuk meng - edit ukuran suatu obyek)



16



Yan Siska Sapto Airin



 Edit langsung pada obyek  Edit menggunakan dashboard  Edit menggunakan drag handels 



Edit definition, (dapat meng - edit tipe, ukuran, bentuk, dan lokasi)







Edit reference, (meng - edit datum-datum referensi)



5. Membuat Layer 



Atur nama layer







Pilih fitur-fitur dan komponen-komponen yang akan dimasukkan ke layer dengan cara :  Memilih pada model tree  Memilih langsung pada obyek



d. Prinsip Hubungan Parent & Child Pada Pro-Engineer Salah satu aspek penting yang terdapat dalam Pro-Engineer adalah hubungan induk-anak (parent atau child relationship) dimana untuk merancang suatu fitur atau part yang dibuat terakhir akan dipengaruhi oleh rancangan fitur atau part awal. Dengan kata lain, bila kita akan melakukan suatu editing pada suatu part awal maka secara otomatis Pro-Engineer juga akan melakukan editing pada fitur atau part yang terakhir dibuat. Dalam hal ini fitur atau part awal tersebut biasa disebut induk (parent) dan fitur atau part terakhir disebut anak (child). e.



Mechanica Mechanica merupakan fitur pada software Pro-Engineeryang memiliki



fungsi



CAE.



Dalam



menganalisa



tegangan,



mechanica



membutuhkan sedikitnya 3 parameter utama untuk mensimulasikan analisa. Parameter-parameter tersebut adalah : 1. Material dan Material Assignment Digunakan untuk menambahkan jenis material ke bentuk yang akan dibuat.



17



Yan Siska Sapto Airin



Gambar icon : Material Material Assignment



2. Force/Moment Load Fitur ini digunakan apabila ingin memberikan suata gaya/momen ke suatuRancangan. Gambar icon : 3. Bearing Load Fitur ini digunakan apabila ingin memberikan suata gaya pada suatu rancangan bearing. Gambar icon : 4. Beam Construction Fitur ini digunakan apabila ingin menganalisa kionstruksi berupa sketch dengan penampang beam, baik itu hollow, square, rectangular maupun beam yang lain. Gambar icon : 5. Mass Load Fitur ini digunakan apabila ingin menganalisa kionstruksi dengan beban pada suatu konstruksi. Gambar icon :



6. Spring Load Fitur ini digunakan apabila ingin menganalisa kionstruksi dengan tumpuan spring pada suatu konstruksi.



18



Yan Siska Sapto Airin



Gambar icon : 7. Displacement constraint Fitur ini digunakan apabila ingin menambahkan constraint/tumpuan ke suatu rancangan. Gambar icon :



19