Penentuan Analitik Frekuensi Alami dan Modus Getar Tabung Motor Roket RX 450 dengan Metode Holzer

Abstract

Getaran yang diakibatkan oleh proses pembakaran pada roket merambat menuju struktur tabung motor roket. Struktur tabung motor roket didesain untuk menahan beban-beban yang terjadi selama misi penerbangan. Karena adanya beban torsi yang mengakibatkan rotasi, maka akan ada perpindahan sepanjang tabung yang merupakan fungsi posisi sudut θ dan waktu t yang dapat meyebabkan timbulnya getaran sehingga perlu diketahui nilai safety factor dari nilai frekuensi natural. Untuk keperluan itu, tabung motor roket disederhanakan dengan menggunakan metode pendekatan untuk mendapatkan variabel yang sulit secara analitik dengan cara diskritisasi sistem kontinu menjadi elemen-elemen kecil sejumlah tertentu. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui sejauh mana nilai batas aman roket terhadap getaran. Untuk itu akan dicari nilai frekuensi natural tabung motor roket RX 450 dalam 3 derajat kebebasan dan modus getarnya dengan metode Holzer. Penelitian dilakukan terhadap struktur tabung motor roket RX 450 dari bahan stainless steel 17-7 PH. Pada tegangan Tarik σshear= 50,5 107 N / m2 dan modulus gerser G = 7,2 Gpa, besarnya frekuensi natural tabung motor roket dalam lima derajat kebebasan dalam arah rotasi, yaitu 1 = 0 rad/detik, 2 = 2811,4 rad/detik dan 3 = 5360,98 rad/detik 4 = 7383,85 rad/detik dan 5 = 8958,15 rad/detik. Dengan nilai frekuensi maksimum 5 = 8958,15 rad/detik maka tegangan geser maksimum pada tabung adalah  = 4.86E+07N/m2 dan diperoleh faktor keamanan (SF) = 5,14.