cover
Contact Name
Budi Arifvianto
Contact Email
budi.arif@ugm.ac.id
Phone
+628973767268
Journal Mail Official
jmdt@ugm.ac.id
Editorial Address
Departmen Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada Jl. Grafika No. 2, Yogyakarta 55281, Indonesia
Location
Kab. sleman,
Daerah istimewa yogyakarta
INDONESIA
Journal of Mechanical Design and Testing (JMDT)
ISSN : 27161293     EISSN : 26858029     DOI : 10.22146
Core Subject : Engineering,
Design of mechanical components used in engineering structures, machines and engines, computer aided design (CAD), computer aided manufacturing (CAM), the development of methodology for designing machine elements or mechanical components. Finite element analysis, computational fluid dynamics, computational heat and mass transfer, applied mechanics, biomechanics. Manufacturing technologies, materials processing technologies, conventional and non-conventional machining, powder metallurgy, casting, welding, additive manufacturing and rapid prototyping, automation. Evaluation of engine performance, tribology and lubrication, engine maintenance, testing of mechanical components, materials characterizations, failure analysis. Experimental fluid dynamics, multiphase flow, heat and mass transfer, pump and compressor. Energy conversion, turbo machineries, internal combustion engines, power plant. Mechanical engineering education, learning method for mechanical engineering education, engineering ethics.
Articles 58 Documents
Karakterisasi Permeabilitas Serabut Kelapa Sebagai Bahan Media Filtrasi Nur Wahyudi; Heru S. B. Rochardjo; Joko Waluyo
Journal of Mechanical Design and Testing Vol 4, No 1 (2022): Articles
Publisher : Departemen Teknik Mesin dan Industri, Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jmdt.62971

Abstract

Media filtrasi merupakan material yang pada saat kondisi operasi sebuah filter memiliki sifat mampu alir terhadap fluida tertentu dan juga memiliki sifat tidak mampu alir terhadat zat-zat pengotor tertentu. Filter tipe Deep-bed filtration memiliki media filtrasi berbentuk padatan granular seperti pasir maupun berupa lapisan serat alam, serat sintetis ataupun serat metal yang dipadatkan. Serat yang digunakan sebagai media filtrasi Deep-bed filtration bekerja dengan prinsip saat fluida mengalir melalui filter maka zat-zat partikulat pengotor tertahan dan terkumpul di sela-sela rongga pori-pori yang terbentuk diantara sekumpulan serat media filtrasi. Jumlah serat yang digunakan per satuan volume atau densitas media filtrasi menentukan nilai tahanan alir atau permeabilitas sebuah media filtrasi. Penelitian ini difokuskan dalam melihat karakteristik permeabilitas media filtrasi serat sabut kelapa berdasarkan jumlah kerapatan serat yang digunakan. Karakteristik permeabilitas media filtrasi sangat berpengaruh terhadap efisiensi aliran fluida dalam aplikasi filter pasir sumur minyak bumi. Karakteristik permeabilitas serat sabut kelapa diukur dengan cara membuat core spesimen uji diameter 3,8 cm, panjang 7 cm dan variasi massa serat sabut kelapa spesimen uji 7,5; 10; 15; 17,5 dan 20 gram. Kemudian masing-masing spesimen uji core diukur nilai permeabilitasnya menggunakan alat Permeability Meter AFS200. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai permeabilitas serat sabut kelapa menurun seiring bertambahnya massa serat sabut kelapa yang digunakan untuk membuat core spesimen uji. Nilai permeabilitas paling rendah 8508 miliDarcy diperoleh dari spesimen uji dengan massa sabut 20 gram dan nilai permeabilitas paling tinggi 19.790 miliDarcy dihasilkan dari spesimen uji dengan massa sabut 7,5 gram.
Preliminary Design of Electric Linear Actuator for Hospital Bed Domestic Product Setiyo Hermawan; Heru S.B. Rochardjo
Journal of Mechanical Design and Testing Vol 4, No 1 (2022): Articles
Publisher : Departemen Teknik Mesin dan Industri, Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jmdt.63146

Abstract

Nowadays, the need for linear actuator as a component of a hospital bed is increasing due to the growing needs of electric bed. The function of this component is to adjust the form of the bed for the patient’s comfort. However, the producers of the local hospital bed mostly rely on foreign products. To reduce the production cost, an effort was made to design a low cost yet functional electric linear actuator. The actuator using basic components, consists of a DC motor, transmission, and screw mechanism. Stainless steel pipe with outer diameter of 26 mm was used for the body of the actuator. The performance of the actuator was tested by applying gradual loading with variations on the stroke. It was shown that the the actuator works well in varying loads from 0 to 150 kg with varying stroke from 0 to 19 cm.
Simulasi Numerik Pengaruh Jumlah Fuel Injector dan Dimensi Lubang Liner Ruang Bakar Turbojet 200 N Anwar Syarifudin; Muhammad Agung Bramantya
Journal of Mechanical Design and Testing Vol 4, No 1 (2022): Articles
Publisher : Departemen Teknik Mesin dan Industri, Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jmdt.63201

Abstract

Ruang bakar merupakan salah satu komponen terpenting dalam turbojet karena menentukan gaya dorong turbojet. Tantangan pada turbojet kecil adalah menghasilkan pembakaran sempurna pada ruang yang terbatas. Penelitian ini bertujuan mempelajari pengaruh jumlah fuel injector dan lubang liner terhadap temperatur gas dan sisa CO pada outlet ruang bakar turbojet 200 N. Desain ruang bakar yang digunakan adalah reverse flow annular combustion chamber. Metode penelitian ini menggunakan permodelan pembakaran non premixed dan model turbulensi k-ε dengan solver ANSYS Fluent yang memvariasikan jumlah fuel injector dan diameter lubang liner. Model yang akan disimulasikan memiliki 4 buah boundary condition . Batas Inlet-Fuel dengan masukan laju alir kerosin (C12H23) 0.0076 kg/s dan temperatur 293 K. Inlet udara dengan input laju alir udara masuk 0,53kg/s, temperatur udara masuk 407K, batas combustor-wall diasumsikan adiabatik. Batas outlet dengan inputan tekanan 1 atmosfer. Dalam studi ini didapatkan hasil jumlah fuel injector yang optimal berjumlah 8 buah dan penambahan diameter lubang dilution liner akan meningkatkan temperatur dan sisa CO yang tidak terbakar pada outlet. Dapat disimpulkan jumlah fuel injector dan dimensi lubang liner berpengaruh pada kinerja ruang bakar yang selanjutnya pada gaya dorong turbojet.
Studi Eksperimental Pengendalian Heat Input Guna Pencegahan Burn-Through pada Perbaikan Pipa Dengan Metode Weld-Deposition Kurniawan Agung Pambudi; Mochammad Noer Ilman
Journal of Mechanical Design and Testing Vol 4, No 1 (2022): Articles
Publisher : Departemen Teknik Mesin dan Industri, Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jmdt.63215

Abstract

Pada industri minyak dan gas bumi, selain digunakan dalam proses penyambungan pipa minyak dan gas bumi, pengelasan juga digunakan untuk perbaikan penguatan dinding pipa ketika terjadi penurunan ketebalan, salah satunya dengan metode perbaikan yang dilakukan adalah weld-deposition. Namun demikian, metode ini memiliki risiko kegagalan berupa burn-through dan hydrogen cracking. Pada penelitian ini, dilakukan pengelasan deposisi pada pipa API 5L X52 dengan nominal diameter 4 inchi (101.6 mm) dan sisa ketebalan dinding pipa 4 mm yang dialiri air dengan kecepatan 15,4 liter per menit (lpm). Dari hasil pengujian ini, akan didapatkan nilai temperatur pada dinding pipa dan waktu yang diperlukan untuk terjadi penurunan suhu dari 800oC ke 500oC (Δt8/5). Pengujian menggunakan beberapa nilai heat input yang merupakan manifestasi dari kuat arus I antara 160 – 200 A, voltase V sekitar 24 – 30 V, dan kecepatan pengelasan v bervariasi dengan interval 2 – 10 mm/s yang menghasilkan heat input pada rentang 0,3031 kJ/mm sampai dengan 1,6907 kJ/mm, sedangkan parameter lain diasumsikan tetap. Penelitian ini menghasilkan rekomendasi pengelasan dengan metode weld-deposition pada pipa in-service dengan mengaplikasikan heat input pada rentang 0,5388 kJ/mm sampai dengan 1,3526 kJ/mm untuk debit alir fluida air 15,4 lpm untuk menghindari potensi timbulnya hydrogen crack dan burn-through. Burn-through sendiri terjadi pada heat input 1,6907 kJ/mm pada kecepatan pengelasan 2 mm/s.
Analisis Numerik Dispersi Kebocoran Gas Pipeline Dalam Variasi Tekanan dan Tipe Lapisan Timbunan Furqanul Fikri; Fauzun Fauzun
Journal of Mechanical Design and Testing Vol 4, No 1 (2022): Articles
Publisher : Departemen Teknik Mesin dan Industri, Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jmdt.63511

Abstract

Dalam kegiatan penyaluran gas melalui pipeline, upaya untuk menjaga kesinambungan, kehandalan dan keamanan penyaluran gas menuntut strategi pencegahan melalui inspeksi dan pemeliharaan secara rutin. Identifikasi, pengetahuan, pengendalian risiko, dan proses penanganan yang cepat saat terjadi kebocoran gas menjadi upaya yang terus dioptimalkan. Penelitian dispersi kebocoran gas melalui pipeline di media berpori perlu dikembangkan agar jangkauan dan pola dispersi kebocoran gas pada permukaan tanah dapat diketahui. Selain itu, saat inspeksi di jalur pipeline ditemukan indikasi kebocoran gas, maka posisi kebocoran pada pipeline dapat dipredikasi melalui pola konsentrasi gas yang diukur. Model simulasi pipeline tiga dimensi menggunakan software Ansys Fluent telah dikomparasi dan divalidasi dengan penelitian serupa, sehingga layak untuk disimulasikan dalam beberapa variasi tekanan operasi penyaluran gas alam, dan permeabilitas tanah (variasi lapisan timbunan pipeline). Konsentrasi gas di permukaan lapisan timbunan pipeline dianalisis menjadi 5 (lima) area yang masing-masing area memiliki perbedaan radius 0,5 meter. Hasil penelitian ini nilai konsentrasi gas di permukaan aspal pada kisaran total 70%Vol untuk radius 2,5 meter dari titik kebocoran pipeline. Selanjutnya, titik kebocoran pada pipeline dapat diperkirakan melalui pengukuran pusat konsentrasi gas.
Analisis Buckling dan Tegangan Bejana Tekan Horisontal pada Tekanan Kerja Eksternal Hendy Nugraha; Indraswari Kusumaningtyas; I Made Miasa
Journal of Mechanical Design and Testing Vol 4, No 2 (2022): Article in Press
Publisher : Departemen Teknik Mesin dan Industri, Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jmdt.63592

Abstract

Bejana tekan adalah wadah tertutup yang dirancang untuk menampung fluida yang mempunyai tekanan berbeda dengan tekanan lingkungan. Tekanan operasi bejana tekan dapat berupa tekanan internal, tekanan eksternal ataupun kombinasi antara keduanya. Perancangan bejana tekan mengacu ke ASME VIII divisi 1 menggunakan tekanan operasi internal dalam menentukan tebal shell bejana tekan, sedangkan beban tekanan eksternal dikompensasi dengan penambahan stiffener ring. Analisa tebal shell dengan tekanan eksternal perlu dilakukan untuk mengetahui tebal bejana tekan yang sesuai untuk menahan beban tekanan operasi eksternal. Pada penelitian ini dilakukan simulasi finite elemet menggunakan software Abaqus untuk bejana tekan aplikasi bawah laut pada beban tekanan eksternal 2 MPa. Simulasi dilakukan dengan beberapa variasi ketebalan shell baik tanpa menggunakan stiffener ring dan dengan menggunakan beberapa variasi geometri stiffener ring. Variasi tebal shell pada penelitian ini adalah 2 mm, 3 mm dan 4 mm. Selanjutnya simulasi dilakukan dengan penambahan tiga bentuk stiffener ring yang berbeda. Simulasi dengan tiga tipe stiffener ring dilakukan untuk setiap variasi ketebalan shell secara bergantian. Dari hasil simulasi menggunakan variasi tebal tersebut didapatkan pendekatan shell 2,5 mm tanpa menggunakan stiffener ring mampu menahan beban tekanan eksternal 2 MPa dengan eigenvalue 1,179 dan tegangan von Mises yang terjadi adalah 144,5 yang mana masih di bawah yield stress dari material bejana tekan. Dari hasil simulasi, stiffener ring tipe dua dengan rasio contact 0,022 menunjukan paling optimal menambah kekuatan bejana tekan untuk mencegah buckling ditunjukan dengan eigenvalue yang lebih besar dibandingkan hasil simulasi dari variasi lainya.
Simulasi Numeris Pengaruh Tipe Rumah Keong Terhadap Unjuk Kerja Pompa Sentrifugal Mahda Mega Andyka Hieguyta; Joko Waluyo
Journal of Mechanical Design and Testing Vol 4, No 2 (2022): Article in Press
Publisher : Departemen Teknik Mesin dan Industri, Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jmdt.63594

Abstract

Pompa sentrifugal adalah alat yang sangat penting bagi berbagai macam peralatan industri. Performa pompa dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti adanya rugi – rugi volumetrik, rugi – rugi mekanik, dan rugi – rugi hidraulik yang menyebabkan adanya penurunan di dalam efisiensi. Pada penelitian ini dilakukan simulasi pompa sentrifugal berbasis Computational Fluid Dynamics (CFD) dengan meneliti tujuh model pompa yaitu pompa rumah keong tunggal, pompa rumah keong ganda, pompa rumah keong dengan 2 sekat, pompa rumah keong besar, pompa rumah keong kecil, dan pompa dengan rumah keong penampang lingkaran. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan karakterisasi dari ketujuh model pompa. Simulasi ini menggunakan software ANSYS dengan pemodelan turbulensi menggunakan model k – ω sst. Dari ketujuh model tersebut didapatkan hasil bahwa nilai efisiensi dari pompa rumah keong  kecil memiliki nilai yang paling tinggi pada kondisi debit rendah sampai menengah. Akan tetapi, dengan bertambahnya debit aliran, pompa rumah keong tunggal memiliki nilai efisiensi yang paling baik..
Simulasi Numeris Pengaruh Variasi Ketebalan Scaling Pada Sudu Terhadap Unjuk Kerja Pompa Sentrifugal Kosmar Marojahan Damanik; Joko Waluyo
Journal of Mechanical Design and Testing Vol 4, No 2 (2022): Article in Press
Publisher : Departemen Teknik Mesin dan Industri, Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jmdt.63596

Abstract

Salah satu masalah di industri perminyakan yaitu pompa yang digunakan untuk mengirimkan fluida, mengalami penebalan akibat scaling pada sudu sehingga menyebabkan perubahan geometri sudu impeler pompa. Dalam penelitian ini dilakukan pemodelan pengaruh variasi penebalan scaling pada sudu terhadap kinerja pompa sentrifugal. Simulasi computational fluid dynamics (CFD) dilakukan menggunakan ANSYS Fluent. Variasi berupa penebalan scaling pada sudu cekung merata pada sudu menjadi 3 mm, 4 mm dan 5 mm, dan penebalan scaling cekung tidak merata bagian tengah dan ujung sudu. Hasil simulasi variasi scaling sudu cekung merata terlihat bahwa dengan meningkatnya ketebalan menjadi 3 mm, 4 mm dan 5 mm, terjadi penurunan head pompa. Pada penebalan scaling cekung tidak merata bagian tengah sudu terjadi penyempitan yang signifikan di laluan impeler yang menyebabkan banyak aliran sirkulasi di area setelah penebalan. Semakin bertambahnya penebalan scaling meyebabkan pengarahan fluida menjadi kurang efektif mengakibatkan terjadi kehilangan sebagian energi kinetik sehingga head menjadi lebih rendah.
Simulasi Numerik Pipa Penyalur Terkorosi Dengan Variasi Kedalaman dan Orientasi Ahmad Khusaini; Gesang Nugroho
Journal of Mechanical Design and Testing Vol 4, No 2 (2022): Article in Press
Publisher : Departemen Teknik Mesin dan Industri, Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jmdt.64301

Abstract

Penelitian terkait kekuatan sisa pipa penyalur  dengan cacat terkorosi merupakan proyek penting dalam industri pipa minyak dan gas. Hal tersebut  dipelajari selama bertahun-tahun, menggunakan beberapa metode eksperimental, numerik, analitik maupun secara empiris. Beberapa kriteria penilaian dengan code yang telah dikenal adalah ASME B31G, Modified ASME B31G, DNV RP 101, RSTRENG dan sebagainya. Namun, pendekatan empiris dari banyak data eksperimental sering menunjukkan bahwa metode analitikal dengan menggunakan code ini terlalu konservatif untuk mengevaluasi pipa dengan bahan baja grade tinggi dalam hal  kekuatan (strength). Pada penelitian ini dilakukan simulasi pengaruh korosi berbentuk kotak tunggal dengan variasi kedalaman dan orientasi cacat terkorosi  terhadap sisa kekuatan pipa penyalur dengan menggunakan perangkat lunak elemen hingga Abaqus. Variasi dilakukan pada rasio kedalaman (depth) terhadap ketebalan nominal 30%, 40%, 50%, 60%, 70% dan 80%. Cacat  divariasikan pada arah longitudinal 300 mm x 200 mm x depth dan sirkumferensial  300 mm x 600 mm x depth. Pipa penyalur tersebut dipilih dari material API 5L X70 PSL 2. Simulasi dengan metode elemen hingga  dalam makalah ini untuk menentukan tekanan kegagalan pada pipa penyalur dengan cacat korosi eksternal dan internal berdasarkan kriteria kegagalan kekuatan von Mises. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tekanan kegagalan pipa penyalur yang terkorosi menurun jika nilai rasio d/t  naik untuk semua cacat baik internal maupun eksternal meskipun  nilai z  atau (L2/D.t)  konstan. Tekanan kegagalan lebih tinggi pada lokasi internal dibanding eksternal baik pada arah longitudinal maupun sirkumferensial meskipun secara kalkulasi analitikal dianggap sama. Deviasi yang terjadi maksimum 10.55% pada arah longitudinal dan 5.83% pada arah sirkumferensial. Pada rentang kedalaman (depth) 50% - 60% defect menunjukkan konvergensi antara data analitikal dan data hasil simulasi FEA. Pada design normal operating pressure 2,34 MPa (23,4 Bar) pipa penyalur masih relatif aman untuk  cacat sampai 80% dari ketebalan nominal, pada dimensi panjang cacat terkorosi 300 mm arah longitudinal.
Evaluasi Kekuatan Mesin Bubut Akibat Gaya Pemakanan Pada Ujung Alat Potong Adhi Tri Setiono; Muhammad Akhsin Muflikhun; S Suyitno
Journal of Mechanical Design and Testing Vol 4, No 2 (2022): Article in Press
Publisher : Departemen Teknik Mesin dan Industri, Universitas Gadjah Mada

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.22146/jmdt.70819

Abstract

Keberadaan mesin bubut berperan penting pada pekerjaan pemesinan. Di sisi lain permintaan mesin bubut yang semakin meningkat di Indonesia terutama pada Industri Kecil dan Menengah bidang manufaktur. Namun, mayoritas mesin bubut yang beredar di Indonesia saat ini merupakan mesin bubut impor. Oleh karena itu diperlukan satu upaya perancangan dan pembuatan mesin bubut untuk memenuhi kebutuhan industri tersebut. Pada penelitian ini dilakukan evaluasi kekuatan mesin bubut skala kecil hasil perancangan. Evaluasi ini dilakukan dengan pendekatan analisis elemen hingga. Hasil evaluasi dapat digunakan sebagai acuan untuk mengetahui kekuatan mesin bubut sebelum dilakukan proses produksi. Parameter rata-rata pemakanan dan kedalaman pemotongan diterapkan pada simulasi. Kondisi pemotongan ditentukan untuk mendapatkan gaya pemakanan,  gaya radial, dan gaya tangensial. Gaya-gaya diterapkan pada ujung alat potong sesuai dengan kondisi pembubutan sebenarnya. Hasil evaluasi menunjukkan gaya-gaya pada proses pemakanan tidak berdampak apapun pada rangka mesin bubut dan pada bagian pemegang pahat tidak terjadi gaya dan defleksi yang signifikan.