ANALISA KEKUATAN STRUKTUR DAN FATIGUE LIFE PADA SINGLE GIRDER OVERHEAD CRANE SAFETY WORKING LOAD 3 TON

Aziz Septa Nugraha, Ir. Nugroho Santoso, S.T., M.Eng.

2025 | Tugas Akhir | D4 TEKNOLOGI REKAYASA MESIN

    Penelitian ini menganalisis kekuatan struktur dan umur kelelahan (fatigue life) pada single girder overhead crane dengan kapasitas angkat aman (SWL) 3 ton. Seiring meningkatnya kebutuhan industri akan efisiensi dan keselamatan, analisis mendalam terhadap komponen vital seperti girder menjadi krusial untuk mencegah kegagalan struktur akibat beban dinamis. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan tegangan, defleksi, batas beban maksimal, serta estimasi umur kelelahan struktur girder berdasarkan kondisi operasional yang ditetapkan.

     Metode yang digunakan adalah analisis elemen hingga (Finite Element Analysis atau FEA) untuk simulasi pembebanan dan perhitungan analitis berdasarkan standar CMAA No. 74, AISC 360, dan AWS D1.1. Analisis dilakukan pada empat kondisi pembebanan (0,6, 1, 2, dan 3 ton) dengan material girder SS400.

    Hasil simulasi menunjukkan tegangan von Mises maksimum pada beban puncak 3 ton adalah 120,51 MPa, masih di bawah batas izin 150 MPa, dengan safety factor 2,074. Defleksi maksimum yang terjadi sebesar 2,87 mm, lebih rendah dari batas izin 6,58 mm. Simulasi statis non-linear mengidentifikasi kapasitas beban maksimal struktur adalah 6,9 ton sebelum mengalami kegagalan luluh (yielding failure). Berdasarkan analisis kelelahan dengan asumsi 16.000 siklus per tahun dan distribusi beban merata, umur kelelahan (fatigue life) girder diperkirakan mencapai 439 tahun. Kesimpulannya, struktur girder dinyatakan aman untuk dioperasikan sesuai standar yang berlaku. 

    This research analyzes the structural strength and fatigue life of a single girder overhead crane with a Safe Working Load (SWL) of 3 tons. As industrial demands for efficiency and safety increase, an in-depth analysis of vital components like the girder is crucial to prevent structural failure from dynamic loads. This study aims to determine the stress, deflection, maximum load limit, and estimate the fatigue life of the girder structure based on specified operational conditions.

    The methodology employed is a Finite Element Analysis (FEA) for load simulation, supplemented by analytical calculations based on CMAA No. 74, AISC 360, and AWS D1.1 standards. The analysis was performed under four loading conditions (0.6, 1, 2, and 3 tons) on a girder made of SS400 steel.

    The simulation results show that at the peak load of 3 tons, the maximum von Mises stress is 120.51 MPa, which is below the 150 MPa allowable limit, yielding a safety factor of 2.074. The maximum deflection recorded was 2.87 mm, lower than the allowable limit of 6.58 mm. A non-linear static simulation identified the structure's maximum load capacity as 6.9 tons before the onset of yielding failure. Based on a fatigue analysis assuming 16,000 cycles per year and a uniform load distribution, the girder's fatigue life is estimated to be 439 years. In conclusion, the girder structure is declared safe for operation in accordance with applicable standards. 

Kata Kunci : kekuatan struktur, umur kelelahan, overhead crane, analisis elemen hingga, tegangan, defleksi.