## Analisis Tegangan Akibat Beban Gelombang pada Struktur Kapal Perang Tipe Corvette
Pratama Yuli Arianto, Aries Sulisetyono, Teguh Putranto Jurusan Teknik Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail : sulisea@na.its.ac.id, theories@na.its.ac.id
Abstrak—Peningkatan sektor pertahanan nasional merupakan suatu hal yang penting dalam mempertahankan kedaulatan suatu negara.  Salah  satu  diantaranya  adalah  dengan  membuat  Alat Utama  Sistem  Pertahanan  Negara  (ALUTSISTA)  berupa  kapal perang yang  memiliki  kecepatan tinggi, maneuver dan  kekuatan struktur  yang  bagus.  Ketika  terjadi  interaksi  antara  struktur kapal  dengan  beban  gelombang  maka  akan  muncul  suatu tegangan. Jika tegangan yang dihasilkan melebihi batas tegangan yang diijinkan maka akan membahayakan dan merusak struktur kapal.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengkaji  desain  lambung dan  kekuatan  struktur  kapal  untuk  daerah  operasional  di perairan  terbuka  Indonesia  yang  memiliki  tinggi  rata-rata gelombang 3-5 m  dan menurut standar Germanischer Lloyd (GL) dengan  tinggi  rata-rata  gelombang  6  m.  Pembahasan dititikberatkan  pada  analisis  gerakan  kapal  untuk  mengetahui kekuatan  struktur  kapal  akibat  adanya  beban  gelombang. Analisis  dilakukan  dengan  melakukan  pemodelan  numerik dengan  metode  panel.  Skenario  divariasikan  berdasarkan  sudut hadap 90 0 , 135 0 , 180 0 dan tinggi gelombang signifikan 3, 4, 5 dan 6 m. Dari hasil simulasi didapatkan besar gaya lintang maksimal pada  gerakan  heaving  dan  momen  lengkung  maksimal  pada gerakan pitching yang terjadi  pada midship section ketika tinggi gelombang 6 m  dan sudut hadap 180 0 . Tegangan  terbesar  kapal terjadi  ketika  kondisi  sagging  dan  hogging  maksimal  yang terletak pada midship section frame 88 sebesar 231,89 N/mm 2 dan memenuhi persyaratan tegangan izin berdasarkan GL rules.
Kata  kunci — beban  gelombang,  struktur  kapal,  sudut  hadap, tegangan, tinggi gelombang

## I. PENDAHULUAN
NDONESIA  merupakan  negara  maritim,  dimana  memiliki wilayah  laut  yang  luas  serta  didukung  dengan  banyaknya pulau-pulau di dalamnya. Dengan jumlah pulau sekitar  ±17,5 ribu pulau dan luas wilayah laut Indonesia mencapai ±5,8 juta km 2 . Dengan didukung kondisi geografisnya sudah seharusnya Indonesia  mampu  menjadi  negara  yang  berdaulat.  Berdaulat terhadap keamanan wilayah dan kekayaan sumberdaya lautnya dengan meningkatkan aspek-aspek yang mendukung terciptanya  negara  berdaulat  adil  dan  makmur  yang  salah satunya yaitu aspek pertahanan militer.
Pertahanan  militer  merupakan  suatu  kekuatan  utama pertahanan  negara  yang  dibangun  dan  dipersiapkan  untuk menjaga kedaulatan negara serta menghadapi ancaman militer. Peningkatan  sektor  pertahanan  militer  nasional  merupakan suatu hal yang penting dalam mempertahankan keutuhan suatu negara.  Karena  kita  tahu  akhir-akhir  ini  telah  terjadi  banyak
pelanggaran-pelanggaran di wilayah laut Indonesia oleh negara lain, seperti kasus pencurian ikan secara ilegal (ilegal fishing) , penyelundupan barang, penyelundupan narkoba, penyelundupan  manusia (human  trafficking) ,  terorisme  dan bajak  laut.  Dimana  hal  ini  dapat  terjadi  karena  lemahnya pengamanan  laut  di  Indonesia.  Dalam  bidang  maritim  salah satu  cara  meningkatakan  pertahanan  nasional  adalah  dengan meningkatkan  sektor  Alat  Utama  Sistim  Pertahanan  Negara (ALUTSISTA) berupa kapal perang  yang  mumpuni baik dari segi kecepatan, maneuver , stabilitas, dan didukung persenjataan yang memadai.
Dalam mendesain suatu kapal perang yang mumpuni, dalam hal teknis juga harus mempertimbangkan kekuatan konstruksi dari kapal tersebut. Baik kekuatan secara memanjang, maupun melintang, dan juga kekuatan puntir dari kapal tersebut. Selain itu  juga  mempertimbangkan  faktor  alam  yang  berupa gelombang  air  laut  yang  dikenal  dengan  beban  gelombang. Beban  gelombang  adalah  beban  yang  ditimbulkan  karena interaksi antara permukaan badan kapal dengan gelombang air laut.  Dimana  mengakibatkan  kapal  melakukan  gerakan- gerakan mulai dari surging, heaving, swaying, rolling, pitching, dan  yawing ,  sehingga  dapat  mempengaruhi  struktur  kapal. Ketika  struktur  kapal  mendapatkan  beban  gelombang  secara berulang-ulang atau  yang disebut dengan beban siklik ( cyclic load ), maka akan mempengaruhi tegangan pada struktur kapal tersebut.  Jika  tegangan  yang  dihasilkan  melebihi  batas tegangan  yang diijinkan  maka akan  membahayakan dan akan merusak struktur kapal tersebut.
Kapal  perang corvette merupakan  jenis  kapal  perang  yang lebih kecil dari fregat dan lebih besar dari kapal patroli. Kapal perang corvette ini masuk dalam jenis kapal perang kombatan atau  kapal  penyerang.  Dimana  memiliki  kekuatan  struktur kapal  yang  lebih  besar  apabila  dibandingkan  dengan  kapal komersil pada umumnya [1].
Dalam  hal  menganalisis  struktur  kapal  tidak  terlepas  dari adanya tegangan yang terjadi akibat beban gelombang dengan ketinggian  yang  berbeda-beda.  Digunakannya  kapal  yang masih  dalam  tahap  desain  untuk  mengantisipasi  terjadinya kerusakan pada struktur kapal. Germanischer Lloyd (GL Class) memiliki  standar  gelombang  dengan  tinggi  6  m  dan  menurut Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) tinggi gelombang ekstrim rata-rata di Indonesia adalah 3-5 m [2].
I
Perumusan masalah yang dibahas pada penelitian ini adalah (i)  bagaimana  menentukan bending  moment dan shear  force yang terjadi pada kapal perang tipe corvette , (ii) berapa besar tegangan pada struktur kapal akibat beban gelombang dengan tinggi  gelombang  6  m  (standar GL  rules ),  (iii)  berapa  besar tegangan pada struktur kapal akibat beban gelombang dengan tinggi  gelombang  3-5  m  (kondisi  perairan  Indonesia),  (iv) bagaimana  analisis  besar  tegangan  yang  dihasilkan  dengan tegangan yang diizikan oleh klasifikasi.

## II. DASAR TEORI

## A. Teori Gelombang
Dalam studi olah gerak kapal ( seakeeping ) perlu  dipelajari terlebih dahulu mengenai gelombang. Gelombang didefinisikan  sebagai  perubahan  bentuk  akibat  gerakan permukaan  air.  Setiap  gelombang  yang  dimaksudkan  pada penelitian ini adalah gelombang air laut. Sebelum mempelajari lebih  jauh  mengenai  gelombang,  lebih  dahulu  diperkenalkan hal-hal yang berhubungan dengan gelombang sebagai berikut: 1) Puncak gelombang (crest) adalah titik dimana permukaan air berada pada elevasi tertinggi.
2) Jumlah  halaman  artikel  adalah  3-6.Lembah  gelombang (trough )  adalah  titik  dimana  permukaan  air  berada  pada elevasi terendah.
3) Garis  datum  adalah  garis  datar  permukaan  air  (diambil secara statistik) pada waktu air tenang.
4) Elevasi  gelombang ( ζ ) adalah  jarak  suatu  titik  pada permukaan  gelombang  dengan  garis    datum  pada  suatu waktu tertentu.
5) Amplitudo  gelombang ( ζ w) adalah  garis  vertikal  antara titik tertinggi atau titik terendah dengan garis datum.
6) Panjang gelombang (λ) adalah jarak dari puncak (lembah) gelombang dengan puncak (lembah) gelombang berikutnya.
7) Kecepatan  gelombang (v) adalah  jarak  yang  ditempuh suatu titik per satuan waktu.
8) Frekuensi  gelombang ( ω ) adalah  banyaknya  puncak (lembah)  gelombang  yang  dilalui  oleh  suatu  titik  per satuan waktu [3].

## B. Gerak pada Kapal
Pada  dasarnya  kapal  mengalami  2  jenis  gerakan  yaitu gerakan translasi dan rotasi. Karena kapal merupakan benda 3 dimensi  dimana  setiap  jenis  gerakan  bergerak  terhadap  3 sumbu yaitu sumbu x, y dan z.
Gerakan  translasi  yang  dialami  kapal  antara  lain  gerakan vertikal naik turun searah sumbu z ( heave) , gerakan ke kiri dan ke kanan searah sumbu y ( sway ) dan gerakan ke arah depan dan belakang searah sumbu x ( surge) . Gerakan rotasi yang dialami kapal antara lain rotasi terhadap sumbu x ( roll), rotasi terhadap sumbu  y  ( pitch), dan  rotasi  terhadap  sumbu  z  ( yaw). Jadi, berdasarkan uraian tersebut kapal mengalami 6 macam gerakan saat  mendapat  gaya  dari  gelombang  saat  berada  di  air  laut maupun air tawar.
Setiap  gerakan  memiliki  sebuah  persamaan  umum  yang didalamnya terdapat beberapa komponen,
𝑎𝑧̈ + 𝑏𝑧̇ + 𝑐𝑧 =   𝐹 0 𝑐𝑜𝑠𝜔 𝑒 𝑡 (1)
Persamaan  diatas  menggambarkan  gerakan heaving dan disebut sebagai forced heaving motion . Untuk gerakan translasi lainnya,  persamaan  tersebut  dapat  diterapkan  dengan mengubah sumbu axis gerakan terhadap sumbu x dan y, dimana a  adalah virtual  mass (massa  kapal  ditambah  dengan added mass ),  b  adalah  koefisien damping (gaya  melawan  arah gerakan), c adalah koefisien restorting force (gaya pengembali ke titik setimbang) dan Fo adalah exsisting force / encountering force atau gaya luar yang bekerja pada kapal. Jika kapal berada pada kondisi air tenang ( calm water ) maka Fo adalah nol [3].
C. Response Amplitude Operators (RAO)
Response  Amplitude  Operator (RAO)  atau  sering  disebut sebagai transfer  function adalah  fungsi response yang  terjadi akibat  gelombang  dalam  rentang  frekuensi  yang  mengenai struktur offshore .  RAO  disebut  sebagai Transfer  Function karena  RAO  merupakan  alat  untuk  mentransfer  beban  luar (gelombang)  dalam  bentuk response pada  suatu  struktur. Persamaan RAO dapat dicari dengan rumus sebagai berikut [3]:
RAO = Xp(ω)/η(ω) (2)
dimana,
Xp(ω) = amplitudo struktur η(ω) = amplitudo gelombang
D. Spektrum Gelombang (Spektrum ITTC/ISSC – 1975)
Pada  acara International  Towing  Tank  Conference (ITTC) ke-14 pada tahun 1975 di kota Ottawa, Canada, Mirokhin dan Kholodilin telah mengajukan suatu formula baru untuk spektra gelombang,  dengan  mempertimbangkan  perkembangan  data mutakhir  pada  saat  itu.  Para  peserta  yang  terdiri  dari  pakar hidrodinamika  dari  berbagai  laboratorium  hidrodinamika sedunia  yang  tergabung  dalam  ITTC  kemudian  menyetujui formulasi  tersebut  untuk  dijadikan  standar  utama  dalam berbagai pengujian perilaku gerakan kapal di gelombang acak, dengan bentuk sebagai berikut [4]:
𝑆 𝜁 (𝜔) = 0.0081.g2 𝜔5 x exp ( −3.11 𝐻𝑠 2 .  𝜔4 ) (3)
dimana,
𝑆 𝜁 (𝜔) = Spektrum Gelombang
g = gravitasi
Gambar. 1.  Visualisasi gerakan kapal
𝜔 = frekuensi Hs = tinggi gelombang signifikan

## E. Beban Gelombang
Beban Gelombang ( Wave load ) merupakan suatu beban dari suatu  gelombang,  baik  air  laut,  angin,  maupun  yang  lainnya. Dimana  penerapannya  paling  umum  diterapkan  pada  suatu benda  atau  struktur.  Hal  ini  paling  sering  digunakan  dalam analisis pipa, kapal, atau struktur bangunan yang terkena angin, air, maupun gangguan seismik.
Pada saat kapal beroperasi pada kondisi normal di laut, maka akan  mengalami  beban  gelombang  yang  mempengaruhi kekuatan  memanjang  kapal,  kondisi  inilah  sering  kita  sebut dengan hogging dan sagging . Untuk itu diperlukan perhitungan bending  moment kapal  yang  dipengaruhi  oleh  [3] Vertical Bending moment , akibat defleksi sumbu-Y, Horizontal bending moment, akibat  defleksi  sumbu-Z,  dan Tranverse  bending moment, akibat defleksi sumbu-X.
1) Vertical Wave Bending Moment
Vertical bending moment merupakan penyebab beban akibat gelombang  yang  paling  dominan  terhadap  struktur  terapung. Berdasarkan GL Rules , perhitungan beban gelombang vertikal dapat digunakan persamaan sebagai berikut:
𝑀 𝑊𝑉 = 𝐿 2 ∙ 𝐵 ∙ 𝐶 0 ∙ 𝐶 1 ∙ 𝐶 𝐿 ∙ 𝐶 𝑀 [𝑘𝑁𝑚] (4) dimana, L : panjang kapal, m B : lebar kapal, m C 0 : koefisien gelombang C 1 : kondisi hogging atau sagging C 1H
: 0,19 Cb kondisi hogging C 1S : -0,11 (Cb +0,7) kondisi sagging Cb : block coefficient c L : koefisien panjang c M
: faktor distribusi
2) Vertical Wave Shear Force
Sebagaimana  dengan vertical  bending  moment,  vertical shear  force juga  merupakan  penyebab  utama  tegangan  geser pada struktur kapal. Berdasarkan GL Rules , 2005, perhitungan beban dapat digunakan persamaan sebagai berikut:
𝑄 𝑊𝑉 = 𝐿 ∙ 𝐵 ∙ 𝐶 0 ∙ 𝐶 𝑄 . (𝐶 𝑏 + 0.7)[𝑘𝑁]
(5)
dimana,
L : panjang kapal, m B : lebar kapal, m c 0 : koefisien gelombang c L : koefisien panjang Cb : block coefficient
C Q : faktor distribusi

## F. Kondisi Sagging dan Hogging
Efek  deformasi ship  shaped  structure akibat  beban gelombang  yang  ditinjau  denan  mengibaratkan  sebuah  kapal bergerak pada gelombang regular dimana panjang gelombangnya  sama  dengan  panjang  kapal.  Hal  ini menyebabkan vertical  bending  moment .  Jika hull diibaratkan sebagai beam, maka kondisi yang terjadi adalah:
1) Kondisi Hogging
Deformasi pada kapal berbentuk cembung. Pada kondisi ini, meskipun  berat  total  seimbang  dengan  buoyancy,  terdapat kelebihan  buoyancy  pada midship dan  kelebihan  berat  pada bow dan stern . Situasi ini menyebabkan kecenderungan ujung kapal  bergerak  ke  arah  bawah  dan  pada  bagian midship bergerak ke atas [5].
2) Kondisi Sagging
Deformasi pada kapal berbentuk cekung. Terdapat kelebihan berat  pada midship dan  kelebihan bouyancy pada bow dan stern .  Situasi  ini  menyebabkan  kecenderungan  ujung  kapal bergerak  ke  arah  atas  dan  pada  bagian midship bergerak  ke bawah [5].
Gambar. 2. Distribution factor for cM and influence factor cv
Gambar. 3.  Faktor distribusi CQ [4]
Gambar. 4.  Kondisi hogging
Perhitungan  Momen  pada  kondisi sagging dan hogging didasarkan  pada  perhitungan  momen  pada  kondisi  air  tenang dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
MT = Msw + Mwv (6) Mwv = L 2 . B. Co .C 1 . C L . C M (7)
dimana,
Msw = Momen bending pada kondisi air tenang Co  = 10.75 – [(300 – L)/100] 1.5 untuk 90 ≤ L ≤ 300 m C L = 1, untuk L ≥ 90 m C 1S = -0.11 (Cb + 0.7) untuk kondisi sagging C 1H = 0.19 Cb
untuk kondisi hogging C M = Distribution factor
dengan,
1) Hogging Condition C MH =  2.5 . x/L C MH =  1
untuk 0.4 ≤ x/L ≤ 0.65 C MH =
untuk x/L > 0.65
2) Sagging Condition
C MS =  cv 2.5 x/L C MS =  cv C MS =  cv [(x/L-0.65cv)/ 1-0.65cv] C MS =  3√(Vo/1.4√L) ; Cv ≥ 1.0

## G. Kondisi Sagging dan Hogging
Tegangan  pada  kapal  disebabkan  oleh  beban  yang  bekerja pada  kapal  sehingga  terjadi bending  moment. Besar  tegangan rata-rata  pada  suatu  bidang  dapat  didefinisikan  sebagai intensitas  gaya  yang  bekerja  pada  bidang  tersebut. Tiap-tiap klasifikasi  telah  menentukan  tegangan  yang  diijinkan  pada kapal.
Menurut buku Dynamics of Marine Vehicles tegangan pada kapal ditampilkan dalam bentuk persamaan sebagai berikut:
𝜎 =   √( 𝑀𝑉𝑧 𝐼𝑉 ) 2 + ( 𝑀𝐻𝑦 𝐼𝐻 ) 2 (8)
dimana, σ
= tegangan pada kapal M V
= momen lengkung searah vertikal
M H = momen lengkung searah horisontal
I V
= momen inersia searah vertikal I H = momen inersia searah horisontal
Beberapa  dari  peraturan  klasifikasi  memiliki  formula  yang sama dalam menentukan tegangan ijin, misalnya Germanyscher’s  Lloyd,  Biro  Klasifikasi  Indonesia , Lloyd’s
Register .  Adapun  formula  tegangan  ijin  yang  dipakai  adalah sebagai berikut:
σ p = Cs . σ po (9)
dimana, σ p = Tegangan memanjang kapal yang diijinkan Cs = 1.0 untuk 0.3 ≤ x/L ≤ 0.7 σ po = 175/k untuk L ≥ 90 m

## III. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini secara keseluruhan dilakukan dengan analisis numerik. Hasil yang ingin didapatkan dari penelitian ini adalah besarnya  tegangan  yang  terjadi  akibat  pengaruh  beban gelombang  pada  struktur  kapal  perang  tipe corvette . Metodologi penelitian dapat dilihat pada Gambar 6.
Dalam  proses  penelitian  ini,  setelah  data  kapal  telah didapatkan maka dilakukan proses pemodelan numerik dengan metode panel. Model kapal dibagi menjadi ribuan elemen atau panel.  Kemudian  elemen-elemen  tersebut  diintegrasi  untuk mendapatkan respon akibat gelombang.
Secara  teori,  RAO  adalah  rasio  kuadrat  antara  amplitudo gerakan  kapal  terhadap  amplitudo  gelombang.  Kerena  kapal tidak  pernah  bergerak  di  gelombang  regular,  maka  data gelombang  irregular  dibutuhkan.  ITTC  memberikan  formula untuk  perhitungan  spektrum  gelombang  berdasarkan  pada significant wave height . Berdasarkan data yang didapat, kapal akan beroperasi pada ketinggian gelombang antara 3-6 m.
Perkalian  antara  RAO  dan  spektrum  gelombang  pada menghasilkan  respon  spektrum  gerakan  kapal  pada  kondisi gelombang  irregular.  Respon  spektrum  ini  digunakan  untuk menghitung beban gelombang pada kapal.
Setelah  beban  gelombang  didapatkan  maka  dilakukan perhitungan  tegangan  yang  terjadi  akibat  beban  gelombang yang  mengenai  badan  kapal  dan  selanjutnya  dibandingkan dengan tegangan ijin dari GL Class.
Gambar. 5.  Kondisi sagging
Gambar. 6.  Diagram alir proses pengerjaan

## IV. ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Ukuran utama kapal yang dianalisis dapat dilihat pada Tabel 1.  Gambar  4  menunjukkan  proses  pemodelan  kapal  dengan metode  panel  dengan  jumlah  panel  sebanyak  5085  panel  / elemen.

## A. Response  Amplitude  Operator  (Shear  Force  /  Bending Moment)
Proses  perhitungan response  amplitude  operator  (shear force  /  bending  moment) bertujuan  untuk  mengetahui  seperti apa  respon  kapal  ketika  mendapatkan  gaya  lintang  maupun momen  lengkung  pada  kapal.  Variasi  pada  perhitungan response  amplitude  operator ini  adalah  sudut  hadap  sebesar 90 0 ,  135 0 dan  180 0 .  Gaya  lintang  dan  momen  lengkung  yang dititikberatkan pada penelitian ini adalah secara vertikal, oleh karena itu dilakukan perhitungan pada gerakan heave dan pitch .
Berdasarkan gambar 8. pada keadaan heave , dengan variasi sudut 90 0 , 135 0 , dan 180 0 dapat diketahui bahwa RAO (Shear Force) terbesar  terjadi  ketika  kapal  menadapat  gelombang dengan  sudut  hadap  180 0 pada  frekuensi  0,7  dengan  nilai 1,23E+12 ton 2 .
Berdasarkan gambar 9. pada keadaan pitch , dengan  variasi sudut 90 0 , 135 0 , dan 180 0 dapat diketahui bahwa RAO (bending moment) terbesar  terjadi  ketika  kapal  menadapat  gelombang dengan  sudut  hadap  180 0 pada  frekuensi  0,7  dengan  nilai 1,97E+16 ton 2 .

## B. Hasil Spektrum Gelombang
Dalam  proses  perhitungan,  untuk  mendapatkan  gerakan kapal karena pengaruh gelombang, maka dilakukan perhitungan spektrum gelombang. Dalam pengerjaan penelitian  ini  menggunakan  spektrum  gelombang  ITTC ( International Towing Tank Conference ).
Berdasarkan  dari  Gambar  10.  dapat  diketahui  bahwa spektrum gelombang dengan tinggi gelombang signifikan yang berbeda yaitu mulai dari 3, 4, 5 dan 6 m, maka menghasilkan spektrum  gelombang  yang  berbeda-beda  pula.  Dimana berdasarkan grafik untuk spektrum gelombang terbesar adalah ketika tinggi gelombang signifikan 6 m.

## C. Respon Spektrum Shear Force and Bending Moment
Proses  perhitungan  respon  spektrum  ini  bertujuan  untuk mengetahui kondisi ekstrim kapal beroperasi, variasi dilakukan berdasarkan  sudut  hadap  gelombang  dan  tinggi  gelombang. Beban  Gelombang  terbesar  cenderung  diakibatkan  oleh gerakan heaving dan pitching sehingga perlu didapatkan respon spektrum  untuk  setiap  gerakan  tersebut. Respone  spectrume didapatkan  dengan  cara  mengkalikan wave  spectrum dengan RAO ( shear force / bending moment ).
Tabel 1. Data ukuran utama kapal Item Nilai Unit Loa 106,00 m B 14,00 m T 3,70 m H 8,75 m Vs 30 knot Gambar. 7.  Model kapal perang
Gambar. 8.  RAO (shear force) pada gerakan heave 0.0E+00 2.0E+12 4.0E+12 6.0E+12 8.0E+12 1.0E+13 1.2E+13 1.4E+13 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 R A O [ T O N ]2 FREQUENCY (ΩW) RAD/S R A O ( S H E A R   F O R C E ) P A D A   G E R A K A N H E A V E
HEAVE 90 HEAVE 135 HEAVE 180
Gambar. 9.  RAO (bending Moment) pada Gerakan Pitch 0.0E+00 5.0E+15 1.0E+16 1.5E+16 2.0E+16 2.5E+16 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 R A O [ T O N ]2 FREQUENCY (ΩW) RAD/S R A O   ( B E N D I N G   M O M E N T ) P A D A G E R A K A N P I T C H PITCH 90 PITCH 135 PITCH 180 Gambar. 10.  Spektrum Gelombang ITTC 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 W A V E S P EC T R U M , S Ζ (Ω W ) WAVE FREQ. (ΩW) IN [RAD/SEC] W A V E   S P E C T R U M I T T C / I S S C SϚ (ωw) 3m
SϚ (ωw) 4m
SϚ (ωw) 5m
SϚ (ωw) 6m
Gambar  11  menunjukkan  grafik  respon  spektrum  gerakan heaving pada variasi sudut hadap. Respon terbesar terjadi pada sudut hadap 90 0 dengan tinggi gelombang signifikan sebesar 6 m. Pada sudut hadap 135 0 , respon gerakan heaving kapal paling kecil.
Gambar  12.  menunjukkan  grafik  respon  spektrum  gerakan pitch pada  variasi  sudut  hadap.  Respon  terbesar  terjadi  pada sudut hadap 180 0 dengan tinggi gelomabng signifikan sebesar 6 m. Pada sudut hadap 90 0 , respon gerakan pitch kapal paling kecil.

## D. Hasil Beban Gelombang
Dengan  diketahuinya  respon  gerakan  kapal  yang  terjadi dengan  variasi  sudut  heading  90 0 ,  135 0 dan  180 0 dan  variasi tinggi  gelombang  signifikan  3,  4,  5  dan  6  m  maka  dapat dihitung  besarnya  beban  gelombang  berupa shear  force dan bending moment yang terjadi sepanjang kapal.
Gambar  13.  menunjukkan  grafik  beban  gelombang  ketika gerakan heave pada  variasi  sudut  hadap.  Beban  gelombang terbesar  terjadi  pada  sudut  hadap  180 0 dengan  tinggi gelombang signifikan sebesar 6 m. Pada sudut hadap 90 0 , beban gelombang yang terjadi pada kapal paling kecil.
Gambar  14.  menunjukkan  grafik  beban  gelombang  ketika gerakan pitch pada  variasi  sudut  hadap.  Beban  gelombang terbesar  terjadi  pada  sudut  hadap  180 0 dengan  tinggi gelombang signifikan sebesar 6 m. Pada sudut hadap 90 0 , beban gelombang yang terjadi pada kapal paling kecil.

## E. Analisis Kekuatan Memanjang
Tegangan  yang  terjadi  akibat  beban  gelombang  dengan variasi  sudut  hadap  dan  tinggi  gelombang  signifikan  adalah sebagai berikut:
Dengan  tegangan  ijin  sebesar  243  N/mm 2 ,  maka  tegangan pada kapal telah memenuhi tegangan ijin dari GL Rules .

## V. KESIMPULAN DAN SARAN

## A. Kesimpulan
1) Beban gelombang terbesar pada kapal perang tipe corvette terjadi  pada  tinggi  gelombang  signifikan  sebesar  6  m. Dengan  besar shear  force maksimal  pada  gerakan heave dengan sudut hadap 90 0 sebesar 9001,84 kN dan bending moment maksimal pada gerakan pitch dengan sudut hadap 180 0 sebesar 392.816,82 kNm.
2) Tegangan  global  yang  terjadi  dipengaruhi  oleh  besarnya tinggi  gelombang  signifikan  dan  variasi wave  heading .
Gambar. 11.  Response spektrum heave 1.0E+00 5.0E+12 1.0E+13 1.5E+13 2.0E+13 2.5E+13 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 S Ϛ R WAVE ENCOUNTERING R E S P O N S E   S P E C T R U M H E A V E HEAVE 90 HEAVE 135 HEAVE 180 Gambar. 12.  Response spetrum pitch 0.0E+00 5.0E+15 1.0E+16 1.5E+16 2.0E+16 2.5E+16 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 S Ϛ R WAVE ENCOUNTERING R E S P O N S E   S P E C T R U M P I T C H PITCH 90 PITCH 35 PITCH 180
Gambar. 13.  Distribusi beban gelombang pada gerakan heave 0 2,000 4,000 6,000 8,000 10,000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920 BEN D IN G MOMEN T ( N .M) STATION G R A F I K S H E A R   F O R C E 90 135 180 Gambar. 14.  Distribusi beban gelombang pada gerakan pitch 0 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920 B EN D IN G M O M EN T ( N .M ) STATION G R A F I K

## V E R T I C A L   B E N D I N G
M O M E N T 90 135 180
Tabel 2.

## Hasil tegangan pada kapal perang
Significant Wave Height (m) Wave Heading (° ) Tegangan (N/mm 2 ) Topdeck Bottom 3 90 29,47 25,79 135 118,52 103,71 180 121,24 106,08 4 90 40,67 35,58 135 150,37 131,58 180 172,37 150,83 5 90 51,08 44,69 135 170,43 149,12 180 207,51 181,58 6 90 60,50 52,94 135 183,84 160,86 180 231,89 202,90
Semakin  besarnya  tinggi  gelombang  signifikan  maka tegangan  global  juga  semakin  besar,  selain  itu  dengan wave heading yang semakin besar mulai dari 90 0 , 135 0 , dan 180 0 maka  tegangan  juga  semakin  besar.  Dimana  besar tegangan  yang  terjadi  pada  setiap  tinggi  gelombang signifikan  3,  4,  5  dan  6  m  berturut-turut  adalah  121,24 N/mm 2 , 172,37N/mm 2 , 207,51N/mm 2 dan 231,89N/mm 2 . 3) Tegangan  maksimal  pada frame 88  ( midship  section ) tersebut terjadi ketika mendapat gelombang dengan tinggi gelombang  signifikan  6  m  dan wave  heading 180 0 yang terletak  pada  bagian top  deck sebesar  208.08  N/mm 2 . Dengan  adanya  tegangan  ijin  menurut GL-Rules sebesar 243.4  N/mm 2 , maka  dapat  disimpulkan  bahwa  tegangan telah memenuhi pesyaratan dari tegangan ijin kapal.

## B. Saran
Dalam  penelitian  ini  masih  ada  kekurangan  –  kekurangan yang terjadi, oleh karena masih banyaknya pokok bahasan yang akan diteliti dan dikembangkan lagi, selain itu untuk saran pada penelitian selanjutnya, adalah sebagai berikut:
1) Dalam  proses  pengerjaan  penelitian  ini,  gerakan  kapal masih menggunakan gerakan kapal yang bersifat individu. Disarankan  dalam  penelitian  selanjutnya  menggunakan gerakan kapal yang saling berpasangan atau dikombinasikan antar gerakan tersebut untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat.
2) Untuk
penelitian
selanjutnya
diharapkan mengkombinasikan  secara  langsung  dalam  1  perangkat lunak  mengenai  interaksi  gelombang  dengan  struktur kapal.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  “Perisai  Serangan  Rudal  Anti  Kapal  di  Korvet  Sigma  Class  TNI  AL,” 2015. [Online]. Available: http://www.indomiliter.com.
[2]  “Informasi  Meteorologi  Maritim  Gelombang  Tinggi  di  Indonesia,”  17 September 2015. [Online]. Available: http://www.bmkg.go.id.
[3]  R.  Bhattacharyya,  Dynamic  of  Marine  Vehicle,  U.S.  Naval  Academy, Annapolis: Marryland, 1978.
[4]  G.  Lloyd,  Rules  of  Classification  and  Construction  Ship  Technology, Jerman: Germanischer Lloyd, 2012.
[5]  Barras, Ship Stability for Master and Mates, Oxford: Elseiver, 1999.