Analisa Fatigue Pada Kapal Tanker 6500 DWT Berdasarkan Common Structural Rules (CSR) berbasis Finite Element Analysis (FEA)

*Rizki Fadillah orcid  -  Diponegoro University, Indonesia
Ahmad Fauzan Zakki orcid scopus  -  Diponegoro University, Indonesia
Kiryanto Kiryanto scopus  -  Diponegoro University, Indonesia
Received: 18 Aug 2020; Published: 15 Oct 2020.
View
Open Access
Citation Format:
Article Info
Section: Articles
Language: EN
Statistics: 44
Abstract

Kapal merupakan moda transportasi laut yang paling sering digunakan. Namun, berdasarkan investigasi KNKT angka kecelakaan kapal masih tinggi. Beberapa kecelakaan terjadi karena adanya faktor kelelahan (fatigue) pada struktur. Sehingga dalam proses perencanaan pembuatan kapal disyaratkan untuk dilakukan fatigue assessmet, utamanya pada tanker ship agar tidak menimbulkan potensi kerugian lain.  Dalam fatigue assessment tanker ship,  prosedur yang digunakan adalah Common Structural Rules (CSR) yang berbasis Finite Element Analysis (FEA).  Analisa ini bertujuan untuk mengetahui tegangan maksimum, lokasi hotspot, usia fatigue dan assessment kelayakan konstruksi tanker ship. Tanker ship 6500 DWT  digunakan dalam penelitian ini, yang mana pada daerah midshipnya dikenai beban- beban yaitu ; beban internal (static & dynamic liquid presseure) , beban external (hydrostatic & hydrodynamic pressure) dan Pressure Sloshing. Beban dihitung dalam 3 kondisi  variasi operasinal muatan (hfilling,0.5hfilling dan ballast). Pada setiap variasi operasional muatan, dikenakan 3 variasi arah kapal terhadap gelombang (head sea, following sea dan beam sea). Penelitian ini dibantu oleh software design berbasis NURB dan software analisa berbasis FEA.  Hasil dari penelitian, hotspot  berlokasi di daerah man hole web frame sisi atas  untuk kondisi hfilling , daerah sambungan corrugated bulkhead & innershell untuk kondisi 0.5 hfilling  dan daerah  bracket bawah longitudinal  bulkhead  pada lobus kanan ruang muat  untuk kondisi ballast. Hot spot stress tertinggi terjadi pada kondisi ballast beam sea dengan nilai tegangan sebesar 92.3263 Mpa dan  usia fatigue 20.15129 tahun. Berdasarkan hasil penelitian, kapal masih memenuhi kriteria kelayakan yaitu minimal 17 tahun.

Keywords: Common Structural Rules; FEA; Tanker Ship;Fatigue

Article Metrics:

  1. S. Hasugian, A. A. I. S. Wahyuni, and M. Rahmawati, “Pemetaan Karakteristik Kecelakaan Kapal di Perairan Indonesia Berdasarkan Investigasi KNKT,” War. Penelit. Perhub., vol. 20, no. 2, pp. 229–240, 2017.
  2. N. P. Suci Meinarni, “Dampak Pencemaran Lingkungan Laut Terhadap Indonesia Akibat Tumpahan Minyak Montara Di Laut Timor,” J. Komun. Huk., vol. 2, no. 2, pp. 228–235, 2016, doi: 10.23887/jkh.v2i2.8415
  3. H. W. Leheta, A. M. H. Elhewy, and H. A. Younes, “Analysis of fatigue crack growth in ship structural details,” Polish Marit. Res., vol. 23, no. 2, pp. 71–82, 2016, doi: 10.1515/pomr-2016-0023
  4. V. N. Van Do, “The behavior of ductile damage model on steel structure failure,” in Procedia Engineering, 2016, vol. 142, pp. 26–33, doi: 10.1016/j.proeng.2016.02.009
  5. M. Ningrum, M. Ari, and Sumardiono, “Fatigue Life Ship Construction Analysis of 17500 LTDW Crude Oil Tanker,” Proc. - 2018 Int. Conf. Appl. Sci. Technol. iCAST 2018, pp. 205–209, 2018, doi: 10.1109/iCAST1.2018.8751517
  6. G. Costa, M. Montemurro, and J. Pailhès, “NURBS hyper-surfaces for 3D topology optimization problems,” Mech. Adv. Mater. Struct., no. May, 2019, doi: 10.1080/15376494.2019.1582826
  7. J. S. Dokken, S. W. Funke, A. Johansson, and S. Schmidt, “Shape optimization using the finite element method on multiple meshes with nitsche coupling,” SIAM J. Sci. Comput., vol. 41, no. 3, pp. A1923–A1948, 2019, doi: 10.1137/18M1189208
  8. G. Yu, B. Yu, S. Sun, and W. Q. Tao, “Comparative study on triangular and quadrilateral meshes by a finite-volume method with a central difference scheme,” Numer. Heat Transf. Part B Fundam., vol. 62, no. 4, pp. 243–263, 2012, doi: 10.1080/10407790.2012.709416
  9. Biro Kasifikasi Indonesia, Rules for bulk carrier and oil tanker 2018, vol. XVII. Biro Kasifikasi Indonesia, 2018.
  10. P. M. Kurowski, Finite Element Analysis for Design Engineers, Second Edition. 2016.
  11. S. Abaqus, “Rigid elements.” [Online]. Available: https://abaqusdocs.mit.edu/2017/English/SIMACAEELMRefMap/simaelm-c-rigid.htm. [Accessed: 16-Aug-2020].
  12. A. B. Julie, J. C. Jess, and L. H. James, “Fundamentals of metal fatigue analysis,” Pretice Hall, pp. 178–193, 1990.
  13. C. A. Castiglioni and R. Pucinotti, “Failure criteria and cumulative damage models for steel components under cyclic loading,” Journal of Constructional Steel Research, vol. 65, no. 4. Elsevier Ltd, pp. 751–765, 2009, doi: 10.1016/j.jcsr.2008.12.007