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.References
P. S. Balaji, M. Leblouba, M. E. Rahman, and L. Hieng, “Static Lateral Stiffness of Wire
Rope Isolators,” Mechanics Based Design of Structure and Machine, vol. 44, pp. 462-
, 2016.
A. B. Djatmiko, “Research Transmissibility of Vibration Dampers Equipment on Rocket
RX 550 LAPAN,” Jurnal Teknologi Dirgantara, no. 2, Dec 2017.
A. B. Djatmiko, Ediwan, and R. Gunawan, “Research on Tranmissibility of Wire Rope
Issulators as Damping Equipment on the RX 200 Rocket Payload,” Jurnal Teknologi
Dirgantara, vol. 19 no. 1, Jun 2021.
D. F. Ledezma-Ramirez, F. J. Elizondo-Garza, P. E. Tapia-Gonzalez, and A. GarcíaMederez, Experimental characterization of dry friction isolators for shock vibration
isolation,“ Proceedings of the 22nd International Congress on Acoustics Buenos Aires,
Argentina, September 5-9, 2016.
T. Kranjc, J. Slavic, and M. Boltezar, “The Mass Normalisation of The Displacement
and Strain Mode Shapes In A Strain Experimental Modal Analysis Using The MassChange Strategy,” Journal of Sound and Vibration, vol. 332, Dec. 2013.
Y. Chen, J. Zhang, H. Zhang, X. Li, and J. Zhou, “Extraction of Natural Frequencies and
Mode Shapes of Rotating Beams by Variational Iteration Method,” International Journal
of Structural Stability and Dynamics, Jul. 2015.
P. N. Tengli, “A Study On Vibration Problems of Solid Propellant Rocket Motor,”
Thesis, Mechanical Engineering, PES Institute of technology, Bangalore, 2011.
K. S. Bernstein, R. Kujala, V. Fogt, P. Romine, Structural Design Requirements And
Factors of Safety For Spaceflight Hardware. Houston, TX: Lyndon B. Johnson Space
Center, 2011.
C. C. Huang, and C. C. Ma, “Experimental Measurement of Mode Shapes and
Frequencies for Vibration of Plates by Optical Interferometry Method,” Journal of
Vibration and Acoustics, vol. 123, Oct. 2000.
G. Di Massa, S. Pagano, and S. Strano “Cabinet and Shelter Vibration Isolation
Numerical and Experimental Investigation,” Engineering Letters, vol. 22, no. 4, Nov
M. Puff, A. Kopanoudis, A. V. Seck, and S. Ruan, “Introduction of an Innovative Base
Isolation System for Seismic Protection of HV Components Based on a Combination of
Wire Ropes and Viscous Dampers,” WIT Transactions on The Built Environment, ITT
Control Technologies EMEA GmbH, Germany 2Siemens AG, Germany ITT Enidine Inc.,
vol. 152, 2015
