ANALISIS KEKUATAN PADA PRODUK TONGKAT LANSIA DENGAN MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

Abstract

Ibarat mesin yang dimakan usia, lansia pun mengalami kemunduran fungsi (degradation of function). Salah satunya, kemunduran daya keseimbangan tubuh. Tidak jarang di antara mereka yang sulit berjalan. Hal itu disebabkan menurunnya kekuatan otot pada anggota gerak. Misalnya, otot lengan, otot tangan , otot tungkai, dan otot kaki. Apalagi bila kondisi itu disertai penyakit degeneratif seperti osteoporosis, parkinson, pascastroke, nyeri lutut, dan patah tulang. Alat bantu jalan pun menjadi salah satu solusi tepat. Salah satunya adalah tongkat. Dalam perancangan yang dilakukan pun harus memperhatikan kekuatan dari tongkat tersebut. Kekuatan yang harus diperhatikan menyangkut dimensi, material, dan struktur tongkat. Dalam perancangan produk tongkat lansia sebelumnya, didapati analisa struktur yang dilakukan hanya dengan menggunakan bantuan software, sehingga kekuatan struktur dari produk tongkat lansia tersebut belum sepenuhnya menjadi prioritas utama. Hal ini dikarenakan pada data sebelumnya didapati bahwa beban maksimal yang dapat diterima oleh tongkat lansia ini adalah 45 N. Terlihat bahwa tegangan terbesar yang terjadi masih berada di bawah tegangan ijin dari bahan itu sendiri. Tegangan yang terjadi pada rangka sebesar 6.47e+006 N/m 2 terletak pada bagian pegangan tongkat sedangkan tegangan minimum yang bekerja pada rangka yaitu 1.29e-008 N/m 2 terletak pada bagian tangkai pipa atas. Sehingga perlu dilakukan perhitungan secara manual untuk meninjau ulang hasil perhitungan sebelumnya, agar dapat memperbaiki dan meningkatkan kekuatan produk tongkat lansia. Metode elemen hingga adalah metode numeric yang digunakan untuk menyelesaikan permasalahan teknik dan metematis dari suatu gejala phisis yang diantaranya adalah tegangan, regangan, kekuatan, dan analisa getaran. Metode elemen hingga inilah yang dapat membandingkan antara perhitungan dengan menggunakan software catia dan dengan menggunakan perhitungan secara manual. Dalam hal ini metode elemen hingga yang akan dipergunakan adalah metode elemen hingga 2D (bidang) yaitu elemen segitiga dengan 3 node. Dengan menggunakan Metode Elemen Hingga tegangan terbesar terdapat pada elemen 5 dengan besar tegangan sebesar σ x 5 = 2,505 x 10 4 , dan Regangan terbesar terdapat pada elemen 3 dengan besar regangan ε = 0.272201. Dan teory kegagalan yang didapat menyatakan : Maximum Normal- Stress Teory (MNST): menyatakan aman. Karena masih berada dalam batas aman. Maximum Shear- Stress Teory (MSST): menyatakan tidak aman. Karena regangan yang dihasilkan melewati batas aman dari material. Teori Kegagalan Tegangan Geser Maksimum (Maximum Shear Theory Criterion ) : menyatakan tidak aman. Karena dari regangan maximum yang didapat masih jauh lebih besar disbanding dengan regangan yang diijinkan oleh material tersebut. Teori Kegagalan Distorsi Energi Maksimum (Maximum Distory Energy Theory) : menyatakan tidak aman. Karena tegangan maximum yang dihasilkan jauh lebih besar dibandingkan dengan tegangan yang diijinkan oleh material tongkat tersebut.