STUDI EKSPERIMENTAL PENGARUH DIMENSI ALUR PELAT TERHADAP PERUBAHAN KARAKTERISTIK GETARAN PANEL

Sunardi, Dr. Ir. I Made Miasa, S.T., M.Sc

2010 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Getaran pada kendaraan disebabkan oleh sumber-sumber mekanis seperti profil jalan, gaya mesin, struktur kendaraan dan perbedaan tekanan antara di luar dan di dalam kendaraan. Gaya input dari struktur rangka kendaraan akan diteruskan menuju panel sehingga menimbulkan getaran dan mengeksitasi mode akustiknya. Fenomena ini menyebabkan terjadinya kebisingan dan ketidaknyamanan dalam ruang penumpang. Salah satu cara untuk mereduksi getaran panel adalah dengan meningkatkan kekakuan pelatnya. Dimensi panel memiliki peranan penting terhadap perubahan karakteristik getaran yang dihasilkan. Tujuan dari riset ini adalah untuk mengetahui pengaruh dimensi pelat terhadap karakteristik getarannya. Karakteristik pelat tersebut ditunjukkan oleh frekuensi alami, rasio damping, respon dan defleksinya. Pelat rata diberikan perlakuan mekanis berupa pembentukan alur-alur dengan dimensi berbeda yang meliputi lebar, kedalaman dan sudut alurnya. Dimensi pelat yang divariasikan adalah kedalaman alur 15, 20 dan 25 mm, lebar ribnya 35, 45 dan 55 mm, dan sudut alurnya 90, 105, 120 dan 135o. Sedangkan pengujian yang dilakukan antara lain uji defleksi pelat, frekuensi alami, damping dan respon pelat. Kondisi batas yang digunakan pada penelitian ini adalah keempat ujungnya bebas dan jepit. Akselerometer diletakkan pada salah satu titik nodal dan diberikan eksitasi pada titik lainnya. Karakteristik getaran yang dihasilkan oleh pelat direkam dan diolah dengan menggunakan labview. Karakteristik pelat yang diperoleh ditunjukkan oleh besarnya defleksi, frekuensi alami, damping dan responnya. Kemudian hasil pengujian diolah dan dibandingkan dengan pelat tanpa perlakuan mekanis. Dari penelitian ini diperoleh hasil bahwa pemberian alur dapat meningkatkan kekakuan pelat panel secara signifikan. Pada kondisi batas bebas pada keempat sisinya terjadi peningkatan frekuensi alami pelat yang dapat mencapai 6,1 kali dan rasio redaman 9,7 kali dari pelat referensi. Sedangkan pada kondisi batas dijepit keempat sisinya peningkatan frekuensi alami mencapai 9,3 kali, rasio redaman 6,1 dan penurunan defleksi hingga 24,7 kali. Pada umumnya, sudut alur 120o memberikan karakteristik pelat yang cukup baik. Dan karakteristik pelat paling optimal terdapat pada pelat dengan kodefikasi 25.45.120.

Vibration in vehicles can be caused by mechanical excitation such as road surface roughness, engine force, vehicle structure and pressure difference between the inside and outside of vehicles. The engine force from vehicle structure will be transferred towards panel, which then causes vibration and excites its acoustic mode. This phenomenon will produce noise and discomfort in the vehicle compartment. By increasing the plate stiffness, panel vibration can be reduced. The bead dimension on a plate plays an important role in influencing the characteristics of vibration. The aim of this research is to know the effect of plate dimension towards its vibration characteristics. The plate characteristics are shown by its deflection, natural frequency, damping and response. A number of plates are given mechanical treatment in the form of trapezium beads with variation in dimension, i.e. width of rib and depth and angle of bead. The variated dimensions are the bead depth of 15, 20 and 25 mm, rib width of 35, 45 and 55 mm, and the bead angle of 90, 105, 120 and 135o. And the experiments carried out to find the plate characteristics are deflection measurement, natural frequency, damping and response. Two boundary conditions used in this research are all sides free and all sides clamped. An accelerometer was placed at a point on the plate and a source of excitation at another point. The vibration characteristics of the plate was recorded and analyzed by labview and matlab software. The plate characteristics are shown by its natural frequency, damping and response. The result of the experiments are analyzed and compared against untreated plate. The results of the experiment showed that beads on the plates can aignificantly improve the plate stiffness. At the boundary condition, where all sides are free, the natural frequency increased 6,1 times from that of the untreated plate, whereas the damping ratio increased 9,7 times. When all sides are clamped, the natural frequency increased 9,3 times, the damping ratio increased 6,1 times and the deflection decreased 24,7 times. Generally, the bead angle 120o showed the moderat characteristics. And the highest characteristics of plate is 25.45.120.

Kata Kunci : respon getaran, panel, dimensi alur, kekakuan