KAJIAN PENENTUAN GETARAN SISTEM PROPULSI KAPAL PATROLI DENGAN METODE ELEMEN HINGGA

Teguh Putranto, Asjhar Imron, Totok Yulianto

Abstract


Kapal patroli adalah salah satu kapal perang berkecepatan tinggi yang digunakan untuk melakukan operasi militer dalam rangka menjaga kedaulatan wilayah maritim suatu negara. Kapal patroli tidak hanya mampu beroperasi sesuai dengan targetnya tetapi juga perlu diperhatikan juga faktor kenyamanan dan keselamatan awak kapalnya. Sebelum kapal dibangun, penentuan desain dan konstruksi kapal patroli menjadi tahap yang sangat penting karena kapal cepat sering terjadi persoalan terhadap getaran kapal yang diakibatkan sistem propulsi. Penelitian ini akan mengkaji tentang metode numerik untuk menganalisa getaran sistem propulsi kapal. Finite Element Method (FEM) merupakan salah satu metode numerik untuk menyelesaikan persamaan diferensial parsial dengan cara membagi model menjadi elemen-elemen. Pemodelan numerik dilakukan pada sistem propulsi dan sebagian dari badan kapal. Untuk memulai simulasi, kondisi batas ditentukan berdasarkan posisi sekat ceruk buritan, sekat pada strut, transom, center girder, dan side girder. Setelah simulasi selesai, frekuensi alami pada mode shape 1 - 5 didapatkan sebesar 26,26; 35,68; 44,23; 90,62; 97,66 Hz secara berurutan. Frekuensi eksitasi propeller pada kecepatan dinas didapatkan sebesar 54,93 Hz dimana fungsi dari rotasi propeller dan jumlah daunnya. Frekuensi 26,26 dan 35,68 Hz (mode shape 1 dan 2) mengalami getaran ke arah lateral sedangkan frekuensi 44,23 Hz (mode shape 3) mengalami getaran ke arah vertikal. Sistem propulsi akan beresiko mengalami resonansi pada mode shape 3 ketika beroperasi pada kecepatan 25 knot.

Keywords


Getaran propulsi, kapal patroli, Finite Element Method (FEM), resonansi, frekuensi.

Full Text:

PDF

References


Imron, A. (1994), Catatan Kuliah Getaran Kapal, Jurusan Teknik Perkapalan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.

Han, H., Lee, K., & Park, L. S. (2015). Estimate of the Fatigue Life of the Propulsion Shaft from Torsional Vibration Measurement and the Linear Damage Summation Law in Ships, Ocean Engineering, Vol. 107, pp. 212-221.

Han, H. S., Lee, K. H., & Park, S. H. (2016). Parametric Study to Identify the Cause of High Torsional Vibration of the Propulsion Shaft in the Ship, Engineering Failure Analysis, Vol. 59, pp. 334-346.

Hara, T., Furukawa, T., & Shoda, K. (1995). Vibration Analysis of Main Engine Shaft System by Building Block Approach, Bulletin of the M.E.S.J. 23 (02), Tokyo.

Huang, X., Ni, Z., Zhang, Z., & Hua, H. (2017), Stiffeness Oprimization of Marine Propulsion Shafting System by FRP-Based Substructing Method and Sensitivity Analysis, Ocean Engineering, Vol. 144, pp. 243-256.

Loccufier, M., Petit, F., & Aeyels,D. (2007). Feasibility Study of Vibration Absorbers with Simplified Ship Propulsion Models, IFAC Proceedings Volumes, Vol. 40, No. 17, pp. 379-384.

Muscia, R. (2018). Study of a Vibrating Propulsion System for Marine Vessels: Evaluation of the Efficiency for a Boat 13 m Long, International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineernig, Vol. 10, No. 2, pp. 201-211.

Prihatmoko, D., & Nugroho, T. F. (2013). Analisa Getaran dan Sistem Perporosan Pada Reduction Gear KM. KUMALA. Skripsi, Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya.

Putranto, T., & Sulisetyono, A. (2017). Lift-Drag Coefficient and Form Factor Analyses of Hydrofoil due to The Shape and Angle of Attack, International Journal of Applied Engineering Research, Vol. 12, No. 21, pp. 11152-11156.

Putranto, T., Suastika, K., & Gunanta, J. (2017). Intact Stability Analysis of Crew Boat with Variation of Deadrise Angle, IPTEK Journal of Proceedings Series, No. 2, pp. 124-127.

Stapersma, D., & Vrijdag, A. (2017). Linearisation of a Ship Propulsion System Model, Ocean Engineerng, Vol. 142, pp. 441-457.

Sestan, A., Vladimir, N., Vulic, N., & Ljubenkov, B. (2012). A Study into Resonant Phenomena in the Catamaran Ferry Propulsion System, Transaction of FAMENA, Vol. 36 (1), pp. 35-44.

Tang, B. (2009). Dynamic Analysis of Crankshafts Using Dynamic Stiffness Matrix, Journal of Ship Mechanics (English Edition), Vol. 13, No. 3, pp. 465-467.

Tang, B., Xue, D. X., & Song, X. G. (2009). Review of Torsional Vibration Analysis of Multi-Branched Shaft Systems, Noise and Vibration Control, Vol. 29, No. 3, pp. 1-5.

Taskar, B., Yum, K. K., Steen, S., & Pedersen, E. (2016). The Effect of Wave on Engine-Propeller Dynamics and Propulsion Performance of Ships, Ocean Engineering, Vol. 122, pp. 262-277.

Zhang, S., & Zhang, Q. (2008). Coupled Torsional and Axial Nonlinear Vibration Model of the Crankshaft with a Propeller, Shanghai, International Conference on System Simulation and Scientific Computing.




DOI: http://dx.doi.org/10.15578/jkn.v13i2.6659

Copyright (c) 2018 Jurnal Kelautan Nasional

Creative Commons License

Copyright of Jurnal Kelautan Nasional (p-ISSN 1907-767X, e-ISSN 2615-4579)

Pusat Riset Kelautan
Badan Riset dan Sumberdaya Manusia Kelautan dan Perikanan
Kementerian Kelautan dan Perikanan

View My Stats

Index by