Dasar Teori Getaran Mekanis

3
Banyak aktivitas-aktivitas manusia yang berhubungan langsung dengan getaran. Sebagai contoh, kita dapat mendengar karena gendang telinga kita bergetar dan melihat karena gelombang cahaya bergetar. Bernafas berhubungan dengan getaran paru-paru dan berjalan termasuk gerakan osilasi periodik pada kaki dan tangan. Ucapan manusia membutuhkan gerakan osilasi dari laring dan lidah. Disiplin ilmu awal dalam medan getaran difokuskan pada usaha dalam memahami fenomena alam dan mengembangkan teori matematika untuk menggambarkan getaran pada sistem fisik. Dewasa ini, banyak penyelidikan yang dimotivasi oleh aplikasi keteknikan dari getaran, seperti desain mesin, pondasi, struktur, turbin dan sistem kontrol. Banyak penggerak utama memiliki masalah getaran yang disebabkan oleh ketidakseimbangan inheren pada mesin. Ketidakseimbangan mungkin disebabkan oleh kegagalan desain atau proses manufaktur yang buruk. Ketakseimbangan pada mesin diesel dapat menyebabkan gelombang tanah yang cukup kuat sehingga menimbulkan gangguan pada daerah urban atau perkotaan. Pada turbin, getaran dapat menyebabkan kegagalan mekanik yang spektakuler. Para insinyur belum mampu mencegah kegagalan yang diakibatkan oleh getaran cakram dan blade (sudu) pada turbin. Secara alami, struktur yang didesain untuk mendukung mesin sentrifugal berat seperti motor dan turbin atau mesin reciprocating seperti mesin uap/gas dan pompa bolak-balik, juga mengalami getaran. Pada semua kondisi, struktur atau komponen mesin mengalami getaran sehingga dapat mengalami kegagalan karena kelelahan material sebagai akibat dari getaran berulang dari tegangan yang diinduksikan. Lebih jauh, getaran menyebabkan keausan yang lebih cepat pada part-part mesin seperti bearing (bantalan) dan gear (roda gigi) dan juga menimbulkan kebisingan yang berlebih. Pada mesin, getaran dapat melonggarkan pengencang seperti baut atau mur. Pada proses pemotongan logam, getaran dapat menyebabkan goresan dan guncangan sehingga hasil finishing permukaan menjadi buruk. Fenomena dimana frekuensi alami dari mesin atau

Transcript of Dasar Teori Getaran Mekanis

Page 1: Dasar Teori Getaran Mekanis

Banyak aktivitas-aktivitas manusia yang berhubungan langsung dengan getaran. Sebagai contoh,

kita dapat mendengar karena gendang telinga kita bergetar dan melihat karena gelombang cahaya

bergetar. Bernafas berhubungan dengan

getaran paru-paru dan berjalan termasuk gerakan

osilasi periodik pada kaki dan tangan. Ucapan

manusia membutuhkan gerakan osilasi dari laring

dan lidah. Disiplin ilmu awal dalam medan getaran

difokuskan pada usaha dalam memahami fenomena

alam dan mengembangkan teori matematika untuk

menggambarkan getaran pada sistem fisik. Dewasa

ini, banyak penyelidikan yang dimotivasi oleh

aplikasi keteknikan dari getaran, seperti desain

mesin, pondasi, struktur, turbin dan sistem kontrol.

Banyak penggerak utama memiliki masalah getaran

yang disebabkan oleh ketidakseimbangan inheren

pada mesin. Ketidakseimbangan mungkin

disebabkan oleh kegagalan desain atau proses

manufaktur yang buruk. Ketakseimbangan pada

mesin diesel dapat menyebabkan gelombang tanah

yang cukup kuat sehingga menimbulkan gangguan

pada daerah urban atau perkotaan. Pada turbin,

getaran dapat menyebabkan kegagalan mekanik

yang spektakuler. Para insinyur belum mampu

mencegah kegagalan yang diakibatkan oleh getaran

cakram dan blade (sudu) pada turbin. Secara alami,

struktur yang didesain untuk mendukung mesin

sentrifugal berat seperti motor dan turbin atau

mesin reciprocating seperti mesin uap/gas dan

pompa bolak-balik, juga mengalami getaran. Pada

semua kondisi, struktur atau komponen mesin

mengalami getaran sehingga dapat mengalami

kegagalan karena kelelahan material sebagai akibat

dari getaran berulang dari tegangan yang

diinduksikan. Lebih jauh, getaran menyebabkan

keausan yang lebih cepat pada part-part mesin

seperti bearing (bantalan) dan gear (roda gigi) dan

juga menimbulkan kebisingan yang berlebih. Pada

mesin, getaran dapat melonggarkan pengencang

seperti baut atau mur. Pada proses pemotongan

logam, getaran dapat menyebabkan goresan dan

guncangan sehingga hasil finishing permukaan

menjadi buruk.

Fenomena dimana frekuensi alami dari mesin atau

stuktur bertepatan dengan frekuensi dari gaya

Page 2: Dasar Teori Getaran Mekanis

eksitasi luar, dikenal sebagai resonansi. Resonansi

disebabkan oleh defleksi berlebih dan kegagalan.

Jembatan Tacoma Narrow selama getaran yang

disebabkan oleh angin. Jembatan dibuka pada 1 juli

1940, dan runtuh pada 7 November 1940

(Farquharson photo, Historical Photography

collection, University of Washington Libraries)

Dalam banyak sistem kerekayasaan, manusia

bertindak sebagai bagian integral dari sistem.

Transmisi getaran ke manusia mengakibatkan

ketaknyamanan dan kehilangan efisiensi. Getaran

dan suara bising yang dihasilkan oleh engine

menyebabkan gangguan pada orang dan kadang-

kadang merusak properti. Getaran pada panel

instrumen dapat menyebabkan mal-fungsi atau

kesulitan dalam pembacaan meteran. Sehingga satu

dari tujuan penting dari studi getaran adalah

mengurangi getaran melalui desain mesin yang

tepat dan pemasangannya. Pada sambungan,

insinyur teknik mesin mencoba untuk mendesain

engine atau mesin sedemikian rupa untuk

meminimalisasikan ketakseimbangan, sementara

insinyur struktur mencoba untuk mendesain struktur

yang mendukung sedemikian rupa untuk menjamin

pengaruh dari ketakseimbangan tidak akan

membahayakan.

Meskipun pengaruhnya merugikan, namun getaran

dapat dimanfaatkan secara menguntungkan dalam

beberapa penerapan oleh pelanggan dan industri.

Kenyataannya, memang aplikasi pada perlengkapan

getaran telah meningkatkan kepercayaan dalam

tahun belakangan. Sebagai contoh, getaran

diletakkan untuk bekerja di konveyor yang bergetar,

hopper, saringan, pemadat, mesin cuci, sikat gigi

listrik, drill dokter gigi, jam, dll. Getaran juga

digunakan dalam pengujian getaran pada material,

dan sirkuit elektronik untuk menyaring keluar

frekuensi yang tidak diinginkan. Getaran telah

ditemukan untuk meningkatkan efisiensi dari

permesinan tertentu, pengecoran, penempaan, dan

proses pengelasan. Hal itu dilakukan untuk

mensimulasikan gempa bumi pada penelitian geologi

dan juga melakukan studi dalam desain reaktor

nuklir.