Analisis Perancangan Kekuatan Spindel pada Mesin Uji Impact Charpy Menggunakan Simulasi SolidWorks dengan Material Pipa SS316

Abstract

Alat uji impact berfungsi untuk mengukur ketangguhan logam terhadap beban kejut pada berbagai kondisi suhu dan pembebanan mendadak, serta untuk mengamati faktor-faktor yang memengaruhi sifat material. Alat uji impact terdiri atas beberapa komponen penting, di antaranya pendulum, spindel, poros pengayun, bearing, pisau pemukul, badan alat uji impact, dan dudukan benda uji. Tujuan penelitian ini adalah menganalisis kekuatan konstruksi spindel dengan tiga variasi beban 25 kg, 50 kg, dan 100 kg menggunakan material pipa SS316 melalui simulasi SolidWorks 2020 serta perhitungan teoritis. Hasil simulasi menunjukkan bahwa nilai tegangan pada beban 25 kg sebesar 22,10 N/m², beban 50 kg sebesar 44,21 N/m², dan beban 100 kg sebesar 88,42 N/m². Sedangkan hasil perhitungan teoritis menunjukkan nilai tegangan pada beban 25 kg sebesar 24,00 N/m², beban 50 kg sebesar 48,01 N/m², dan beban 100 kg sebesar 96,03 N/m². Berdasarkan hasil simulasi dan perhitungan teoritis, Material SS316 dinyatakan aman karena nilai tegangan yang terjadi masih lebih rendah dibandingkan kekuatan maksimumnya, yaitu 172,3 N/m². Tingkat kesesuaian antara hasil simulasi dan hasil perhitungan teoritis mencapai 8%. Hasil simulasi safety factor untuk tiga variasi beban menunjukkan nilai masing-masing sebesar 8 pada beban 25 kg, 4 pada beban 50 kg, dan 2 pada beban 100 kg. Nilai safety factor hasil simulasi untuk ketiga variasi beban berturut-turut adalah 8, 4, dan 2, sedangkan nilai teoritisnya masing-masing 7,1, 3,58, dan 1,79. Hasil simulasi dan perhitungan teoritis menunjukkan kondisi aman tanpa adanya kerusakan, dengan rata-rata korelasi 12%.

Abstract: The impact testing machine functions to measure the toughness of a metal against shock loads under various temperature conditions and sudden loading, as well as to observe the factors that influence the material properties. The impact testing machine consists of several main components, including the pendulum, spindle, swing shaft, bearing, striker blade, impact tester body, and specimen holder. The purpose of this study is to analyze the strength of the spindle construction with three load variations of 25 kg, 50 kg, and 100 kg using SS316 pipe material through SolidWorks 2020 simulation and theoretical calculation. The simulation results show that the stress values at loads of 25 kg, 50 kg, and 100 kg are 22.10 N/m², 44.21 N/m², and 88.42 N/m², respectively. Meanwhile, the theoretical calculations show stress values of 24.00 N/m², 48.01 N/m², and 96.03 N/m² for the same loads. Based on the simulation and theoretical results, the SS316 material is declared safe because the obtained stress values are lower than its maximum strength, which is 172.3 N/m². The level of correlation between simulation and theoretical results reaches 8%. The simulation results for the safety factor under the three load variations are 8 for 25 kg, 4 for 50 kg, and 2 for 100 kg. The theoretical safety factor values are 7.1, 3.58, and 1.79, respectively. Both the simulation and theoretical analyses indicate a safe condition without any damage, with an average correlation of 12%.