Experimental Modal Analysis (EMA) untuk Mengetahui Modal Parameter pada Analisis Dinamik Balok Kayu yang Dijepit di Satu Ujung
Abstract: Experimental modal
analysis (EMA) merupakan
salah satu cara
yang digunakan untuk menganalisis karakteristik
dinamik suatu struktur.
EMA diaplikasikan di
berbagai bidang, antara lain
rekayasa struktur, otomotif, disain, maupun pemesinan. Dalam EMA pengukuran gaya input
(excitation force) dan
respon dari struktur
(frequency response function,
FRF) dilakukan dalam domain waktu (time domain) yang kemudian diubah
dalam domain frekuensi (frequency
domain) menggunakan Fast
Fourier Transform (FFT).
Penelitian ini menyajikan aplikasi EMA
untuk mengukur karakteristik
dinamik balok kayu
yang dapat digunakan sebagai penguat
(stiffener) struktur berongga
berbentuk kotak, ataupun
rangka kapal kayu. Informasi tentang karakteristik dinamik
balok kayu sangat terbatas, sehingga EMA dilakukan untuk mengetahui
modal parameter kayu
sebelum digunakan sebagai
penguat. Eksperimen dilakukan
menggunakan modal hammer untuk memberikan gaya input pada balok kayu dan akselerometer
(accelerometer) untuk mengukur responnya dalam bentuk percepatan. Hasil yang diperoleh digunakan
untuk mengetahui modal
parameter struktur berupa
frekuensi pribadi (natural
frequency), bentuk modus getar (mode shape) dan rasio redaman. Balok kayu
memiliki dimensi panjang 860
mm, berpenampang bujur
sangkar dengan panjang
sisi 50 mm.
Untuk melengkapi kajian eksperimen,
juga dilakukan simulasi
modal analysis terhadap
balok kayu menggunakan metode
elemen hingga (finite
element analysis). Dari
empat titik yang
diuji, masing-masing
menghasilkan kurva fungsi
transfer, kurva amplitude
dan kurva sudut
fasa. Dengan menganalisis kurva-kurva tersebut, nilai modal parameter
balok dapat diketahui. Nilai frekuensi pribadi pertama, kedua dan ketiga berada
di kisaran 56 Hz, 334 Hz dan 854 Hz. Rasio redaman untuk ketiga frekuensi pribadi
adalah 0,0178; 0,0139
dan 0,0121. Frekuensi pribadi pertama, kedua dan katiga
balok kayu hasil simulasi modal analysis berada di kisaran 55,37 Hz, 339,71 Hz
dan 921,71 Hz. Persentase perbedaan nilai frekuensi pribadi hasil simulasi dan eksperimen untuk
frekuensi pribadi pertama,
kedua dan ketigase
besar 1,13%; 1,71%
dan 7,93%. Bentuk modus getar
hasil eksperimen sesuai dengan bentuk modus getar hasil simulasi. Nilai
koherensi data eksperimen untuk titik-titik pengujian berkisar antara 0,80
sampai 0,99. Hal ini berarti bahwa hasil
pengukuran hanya dipengaruhi oleh noise yang relative kecil.
Penulis: Oegik Soegihardjo, Suhardjono, Bambang Pramujati, Agus Sigit
Pramono
Kode Jurnal: jptmesindd140236
