00:00:00
ini baik kita akan membahas konsep umum mengenai
pemilihan material ini kita mengacu kepada
00:00:07
referensi buku Ashby terutama kalau ingin cek
lebih detail ada di bab 5 dan bab 6 saya akan coba
00:00:18
langsung ambil studi kasusnya ini salah satu studi
kasus yang diangkat di bab enam yaitu desain kaki
00:00:25
meja nah dalam ilmu struktur ini kaki meja ini
kita sebut sebagai column karena tujuannya menahan
00:00:34
compressive force pertanyaannya apa pilihan
material terbaik untuk kaki meja ini kondisinya
00:00:42
adalah kita tetap ingin kaki meja ini kaku yang
memiliki stiffness sehingga tidak mengalami
00:00:49
buckling nah lalu kita juga ingin agar massanya
kita kecilkan kita dapatkan massa terkecil nah ini
00:00:57
menjadi masalah optimasi jadi saya coba sebutkan
ada constraint ada constraint yaitu stiffness tadi
00:01:07
yaitu kita ingin agar si kaki meja ini tetap
kaku bisa menahan beban compressive nah tetapi
00:01:15
objektifnya adalah dengan diberikan constraint
tersebut kita ingin massanya seminim mungkin kita
00:01:25
coba kita kurangi sebisa mungkin kita dapatkan
kaki meja yang paling ringan ini ceritanya kita
00:01:33
pingin agar mejanya tidak terlalu berat ya nah
bagaimana kita bisa melakukan pemilihan material
00:01:39
kalau kasusnya seperti ini baik kita akan coba
turunkan dari rumus-rumus yang diketahui karena
00:01:48
objektifnya adalah massa kita coba mulai dari
rumus massa yang kita ketahui untuk silinder
00:01:55
nih kaki meja bentuknya silinder nah massa itu
sama dengan volume dikalikan dengan massa jenis
00:02:01
dalam hal ini tentu phi-r kuadrat dikalikan l
tinggi dari silinder ini dikalikan dengan rho
00:02:13
nah ini persamaan yang pertama persamaan yang
kedua kita juga bisa mengetahui F critical gaya
00:02:24
atau load kritikal dari suatu column sampai
dia mengalami buckling nah ini ada di appendix
00:02:32
kalau dibukunya Ashby kita ketahui F kritikal
untuk column adalah phi kuadrat E dikalikan I
00:02:43
lalu dikalikan dengan l kuadrat panjang dari
silinder kuadrat nah ini = phi kuadrat E
00:02:55
nah ini kita ambil satu per empat r pangkat-4
ya jadi r pangkat-4 dibagi dengan 4L kuadrat
00:03:07
baik sampai di sini kita sekarang punya persamaan
yang kedua tetapi F kritikal ini bisa kita coba
00:03:16
nanti substitusi ke persamaan yang pertama nah
Oleh karena itu saya coba rubah ya ini menjadi
00:03:23
bentuknya r kuadrat sori r ^ 4 = f atau 4fl
kuadrat dibagi dibagi phi kuadrat e maaf ini
00:03:40
harusnya phi nya pangkat 3 ya kynya pangkat 3
sehingga disini punya pangkat tiga Nah ini lalu
00:03:48
kemudian saya coba jadikan r pangkat 2 Oleh karena
itu ini menjadi 4fl kuadrat dibagi phi ^ 3E saat
00:04:00
ini semuanya pangkat setengah kita ambil akarnya
Nah sekarang kita punya persamaan yang nomor dua
00:04:10
kita bisa coba substitusi karena ini kita punya r
kuadrat disini juga ada r kuadrat Oleh karena itu
00:04:16
substitusi dua ke satu ini persamaan kedua kita
subtitusi ke satu sehingga kita bisa dapatkan
00:04:24
persamaan baru untuk massa massa menjadi ini
setelah dirapikan 4F dibagi phi pangkat setengah
00:04:35
lalu kemudian ada l kuadrat dikalikan dengan
ini yang paling penting yaitu rho dibagi E
00:04:44
pangkat setengah kalau kita coba perhatikan ini
sekarang ada tiga tiga komponen ya ini komponen
00:04:54
yang pertama ini ini adalah terkait dengan
beban atau terkait dengan load yang ini adalaj
00:05:00
geometri nah ini yang penting karena ini adalah
material sekarang karena kita ingin melakukan
00:05:08
pemilihan material maka kita konsentrasinya
adalah ke komponen yang ini karena kita ingin
00:05:15
agar massanya sekecil mungkin kita minimalisir
massanya sekecil mungkin maka tentu ini juga
00:05:23
rho per E ^ setengahnya harus kita minimalisir
sekecil mungkin atau ini bisa saya balik saja
00:05:32
yaitu E pangkat setengah dibagi rho saya sebut
ini sebagai M nah karena sudah kita balik maka
00:05:39
sekarang tujuannya adalah kita ingin agar M ini
kita dapatkan sebesar mungkin atau maksimalisasi
00:05:48
dari E pangkat setengah dibagi rho maksimalisasi
m ini baik ini yang kita sebut sebagai material
00:05:58
index Nah sekarang kalau kita sudah dapat material
index dan juga variabel yang penting disini adalah
00:06:07
Young's Modulus dan juga density maka kita
sekarang bisa ke Ashby chart untuk density
00:06:15
versus Young's Modulus nah ini ditunjukkan disini
yaitu sumbu x nya adalah density dan juga sumbu y
00:06:25
nya adalah Young's Modulus kita akan coba plot
tadi ya bisa coba tuliskan lagi di bawah yaitu
00:06:31
M = E pangkat setengah dibagi rho nah ini kita
pengen coba plot ini ke dalam Ashby chart nah
00:06:42
cuma kita perlu perhatikan bahwa Ashby chart
itu dia ada dalam skala logaritma ini misalnya
00:06:49
coba diperhatikan untuk sumbu y sumbu y nya ini
satu lalu kemudian 10 100 1000 dan seterusnya
00:06:55
begitu juga untuk density ini disini 10 100 1000
dan seterusnya nah Oleh karena itu kita perlu
00:07:03
melakukan operasi log kita perlu lakukan operasi
log untuk ini ruas sebelah kiri dan juga luas
00:07:11
ruas sebelah kanan nah yang didapatkan ini jadinya
log M = kalau saya coba langsung sederhanakan ini
00:07:23
menjadi log E pangkat setengah dikurangi log rho
tentu ini nanti setengahnya bisa atau = setengah
00:07:39
log E dikurangi log rho kita kalikan
dua dan dirapikan ini bakal menjadi log
00:07:52
E = 2 log rho ditambah 2 log M semoga jelas ya
kenapa saya rubah menjadi seperti ini karena saya
00:08:07
ingin rubah menjadi persamaan garis ini kalau
kita perhatikan sama polanya dengan persamaan
00:08:14
garis lurus y = mx + C Nah ini kan karena
kebetulan di sumbu y nya adalah Young's Modulus
00:08:24
makanya E nya saya taruh di ruas kiri nah lalu
untuk rho-ya rho adalah sumbu x maka saya taruh
00:08:33
di ruas kanan dan sekarang C-nya ini adalah 2-log
M Jadi M-nya M-nya kurang jelas ya nah kira-kira
00:08:42
seperti ini baik karena kita sudah dapatkan
persamaan garis lurusnya ini sekarang kita bisa
00:08:47
lakukan plotting bisa kita plot di Ashby chart
ini nah tetapi ini sebenarnya sudah dipermudah
00:08:55
ya kalau untuk assbich Biasanya kita diberikan
guide lines ini saya diberikan ada garis-garis
00:09:02
ya dengan persamaan tertentu kita coba cari
mana yang sama nah kebetulan yang ini E pangkat
00:09:08
setengah dibagi dengan rho dan sudah diberikan ini
nanti kemiringan garis lurusnya saya coba sertakan
00:09:15
langsung langsung saya masukkan garis lurusnya
saya masukkan beberapa baik ini sekarang sudah
00:09:21
saya tampilkan ada tiga garis lurus di sini dengan
kemiringan yang sama ya Nah bisa kita perhatikan
00:09:29
jadi dari rumus yang tadi sudah kita turunkan
log E= 2 log rho + 2 log M nah ini garis lurus
00:09:38
yang akan kita garis lurus yang kita buat ya ini
kita coba upload di QAshby chart ini dia memiliki
00:09:44
gradien 2 gradiennya dua Nah jadi tiga garis lurus
yang saya bikin ini ini semua gradiennya dua ini
00:09:53
gradiennya yang kemiringannya dua sama semua
kemiringannya jadi tiga garis lurus ini semuanya
00:09:59
mewakili rumus ini rumus log E= 2 log rho + 2
log M Nah ada beberapa hal yang perlu kita bahas
00:10:09
nah yang pertama adalah apa yang membedakan tiga
garis lurus Ini yang saya sertakan ini sama-sama
00:10:15
rumusnya adalah ini nah yang membedakan itu adalah
nilai dari C-nya nilai dari C-nya 2-log M ini bisa
00:10:27
kita perhatikan C Itu adalah persinggungan dengan
sumbu y Nah dengan kata lain yang memiliki nilai
00:10:35
C paling besar itu tentu adalah yang paling kiri
jadi ini garis ini semakin dia berangkat ke kiri
00:10:42
semakin kita pindahkan ke arah kiri nilai C-nya
akan semakin besar nah dengan kata lain nilai
00:10:48
M-nya M kapital material indexnya juga akan
semakin besar nah kembali ke tujuan kita kita
00:10:57
ingin mendapatkan nilai M yang sebesar mungkin
ini tadi tujuan kita pemilihan material jadi agar
00:11:07
tadi ya mendapatkan kaki meja yang stiff yang ada
stiffness nya cukup sekaligus juga meminimalisir
00:11:15
massanya maka kita perlu memaksimalkan nilai
M kapital dan itu bisa kita dapatkan dengan
00:11:22
menggeser dari sini ke kiri sekiri mungkin
karena semakin ke kiri dia akan semakin besar
00:11:30
nilai M yang lebih sebelum kita lakukan pemilihan
material ini saya coba bahas dulu beberapa hal
00:11:36
lainnya yang pertama ini garis lurus Ini dia
mewakili nilai M tertentu ya Jadi ini nilai M
00:11:48
taruhlah misalnya nilai M material indexnya = 10
itu ini saya ngasal tapi semoga mewakili ya nih
00:11:57
disini yang sebelah kanan ini dia lebih rendah =
5 nah jadi tentu yang sebelah kiri ini dia lebih
00:12:05
bagus yang yang lebih kita cari nah semua material
yang dilewati oleh garis ini yang dilewati oleh
00:12:13
garis ini dia memiliki performa yang sama performa
apa performa tadi yaitu terkait dengan kombinasi
00:12:22
stiffness dan juga massanya jadi misalnya
disini dilewati ada zinc alloy ada zinc alloy
00:12:32
lalu kemudian ada ada foam di sini foam tipe
tertentu dia memiliki performa yang sama jika
00:12:40
dijadikan kaki meja itu kira-kira baik sekarang
tahap selanjutnya setelah itu bisa kita pahami
00:12:46
kita ingin melakukan pemilihan material kita ingin
mencari material apa yang paling cocok nah maka
00:12:53
kita coba geser dari sini sekiri mungkin sekiri
mungkin nah biasanya yang dilakukan itu ini kita
00:13:04
coba geser sampai ini kalau sampai terlalu kiri
nanti pilihannya jadi terlalu sedikit maka kita
00:13:11
geser sampai kira-kira segini sampai kita tersisa
beberapa material sebagai pilihan yaitu kita coba
00:13:17
lihat yang sebelah kiri nah jadi kita coba lihat
area yang ada di sebelah kiri dari garis ini nah
00:13:24
ini ini ini adalah beberapa opsi material yang
bisa kita perhatikan yang memiliki performa yang
00:13:32
bagus nah dengan kata lain sekarang kita sudah
bisa mengerucutkan pilihannya dari sekitar 50/60
00:13:39
jenis material yang ada di Ashby chart ini
sekarang tinggal barangkali cuma tinggal 5/6
00:13:44
yang potensial jadi dari keramik misalnya ada SiC
lalu kemudian dari natural material ini ada kayu
00:13:54
dan seterusnya ada foam-foam ini juga barangkali
bisa dipakai sebagai kaki meja nah itu proses yang
00:14:02
dilakukan untuk pemilihan material lalu tahapan
selanjutnya adalah dari material-material yang
00:14:08
sudah terpilih short-listed taruhlah ada 3/4
dilakukan pemilihan selanjutnya dengan parameter
00:14:14
konsiderasi konsideran selanjutnya barangkali
misalnya ada konsideran cost atau harga dan juga
00:14:21
yang tidak kalah penting adalah availability
apakah tersedia di pasar lokal pasar domestik
00:14:28
nah ini adalah contoh studi kasus untuk tadi
kaki meja yaitu kasus column dengan constraint
00:14:39
stiffness dan kita ingin melakukan minimalisasi
dari massanya nah tentu ada banyak kasus-kasus
00:14:46
yang lainnya dan itu kita tidak perlu melakukan
penurunan rumus sebenarnya karena kalau di Ashby
00:14:52
saya akan coba pindah ke appendix nya Ashby
nah ini saya tampilkan appendix B dari Ashby
00:15:00
sudah memberikan banyak sekali material indeks
yang bisa dijadikan rujukan nah ini mulai dari
00:15:06
tabel b satu ya Ini ditunjukkan tadi Kalau
contoh yang kita ambil adalah column-column
00:15:17
untuk kasus stiffness limited design at minimum
mass nah ini kalau kasus misalnya sekarang
00:15:23
berubah menjadi beam maka sudah diberikan di sini
Material indexnya apa yang bisa dipakai dan juga
00:15:30
untuk kasus-kasus yang lain ini diberikan banyak
sekali di tabel B2 ini misalnya strength limited
00:15:37
design at minimum mass atau contoh-contoh
lain misalnya yang melibatkan temperatur
00:15:42
dan sebagainya tentu nanti Ashby chart yang
dijadikan rujukan juga harus menyesuaikan
