Analisis Kekuatan Klem Benda Kerja Plat pada Mesin Uji Tarik Kapasitas 5 Ton menggunakan Simulasi Autodesk Inventor

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kekuatan klem benda kerja plat pada mesin uji tarik berkapasitas 5 ton menggunakan metode simulasi dan perhitungan teoretis. Analisis dilakukan dengan pendekatan simulasi numerik berbasis metode Finite Element Analysis (FEA) menggunakan perangkat lunak Autodesk Inventor. Material yang digunakan dalam simulasi adalah Baja ST 37 atau carbon steel AISI 1047 dengan variasi pembebanan tarik sebesar 1 ton, 3 ton, dan 5 ton. asil simulasi menunjukkan bahwa peningkatan beban tarik menyebabkan kenaikan nilai von Mises stress dan displacement, serta penurunan nilai safety factor. Pada pembebanan maksimum 5 ton, diperoleh nilai von Mises stress sebesar 140 MPa, displacement sebesar 0,05 mm, dan safety factor sebesar 1,47. Selain itu, dilakukan perhitungan teoretis untuk mengevaluasi gaya, tegangan geser, dan reaksi tumpuan. Hasil perhitungan menunjukkan bahwa gaya tarik sebesar 5 ton setara dengan 49.000 N, dengan nilai safety factor sebesar 0,37 serta tegangan geser pada baut M30 sebesar 347 Nm/s². Perbandingan antara hasil simulasi dan perhitungan teoretis menunjukkan adanya perbedaan nilai safety factor akibat perbedaan pendekatan analisis, namun keduanya menunjukkan tren yang konsisten bahwa pembebanan 5 ton merupakan kondisi kerja kritis yang mendekati batas aman sistem klem. Berdasarkan hasil analisis tersebut, dapat disimpulkan bahwa klem benda kerja plat dengan baut M30 berbahan Baja ST 37 atau AISI 1047 masih layak digunakan pada mesin uji tarik berkapasitas 5 ton dengan batas pembebanan yang terkontrol.

Abstract This study aims to analyze the strength of a plate workpiece clamp used in a 5-ton capacity tensile testing machine through numerical simulation and theoretical calculation. The analysis was conducted using a numerical simulation approach based on the Finite Element Analysis (FEA) method with Autodesk Inventor software. The material used in the simulation was ST 37 steel or AISI 1047 carbon steel, with tensile load variations of 1 ton, 3 tons, and 5 tons. The simulation results indicate that increasing tensile load leads to higher von Mises stress and displacement, accompanied by a decrease in the safety factor. At the maximum load of 5 tons, the simulation produced a von Mises stress of 140 MPa, a maximum displacement of 0.05 mm, and a safety factor of 1.47. In addition, theoretical calculations were performed to evaluate the applied force, shear stress, and support reactions. The results show that a 5-ton load corresponds to a force of 49,000 N, with a calculated safety factor of 0.37 and a shear stress of 347 Nm/s² acting on the M30 bolt. A comparison between the simulation and theoretical results reveals differences in safety factor values due to different analytical approaches. However, both methods consistently indicate that the 5-ton load represents a critical working condition close to the allowable safety limit of the clamp system. Therefore, it can be concluded that the plate workpiece clamp using an M30 bolt made of ST 37 steel or AISI 1047 is still suitable for use in a 5-ton tensile testing machine under controlled loading conditions.