## Analisis Getaran Balok Komposit Fiberglass Dengan Variasi Tumpuan Jepit-Jepit, Jepit-Bebas, Dan Jepit-Rol
Marwin 1) , Nanang Endriatno 2) , Raden Rinova Sisworo 3)
1,2,3 Jurusan Teknik Mesin, Universitas Halu Oleo, Kendari, Indonesia Corresponding Author: nanangendriatno@yahoo.com
Article Info Abstrak Available online August 17, 2023 Getaran merupakan gerak bolak-balik yang melalui titik kesetimbanganya yang diakibatkan adanya  gangguan  atau  simpangan.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  nilai simpangan getaran pada balok komposit fiberglass yang diberi variasi tumpuan jepit-jepit,
jepit-bebas dan jepit-rol. Metode penelitian meliputi desain alat uji getaran dari besi baja profil U, bahan pengujian menggunakan balok komposit ukuran 1000 mm x 25 mm x 25 mm.  Variasi  penempatan excister yaitu  10  cm,  25  cm,  40  cm,  55  cm,  dan  70  cm.  Hasil penelitian didapatkan pada tumpuan jepit-jepit bahwa nilai simpangan tertinggi terdapat pada jarak 25 cm yaitu 0,193 mm, dan nilai terendah pada jarak 70 cm yaitu 0,096 mm. Pada tumpuan jepit-bebas nilai simpangan tertinggi paa jarak 70 cm yaitu 0,455 mm, dan nilai terendah pada jarak 10 cm yaitu 0,133 mm. Dan sedangkan nilai pada tumpuan jepit- rol nilai simpangan tertinggi pada jarak 70 cm yaitu 0,40 mm, dan nilai terendah pada jarak 10 cm yaitu 0,123 mm.
Kata kunci : Getaran, perpindahan, komposit, variasi dukungan.

## Abstract
Vibration is an alternating motion through its equilibrium point caused by a disturbance or deviation. This study aims to determine the value of vibrational displacement in fiberglass composite beams supported by fixed-fixed, fixed-free, and fixed-roll. The research method includes the design of a vibration test tool made of U-profile steel. The test material uses a composite beam measuring 1000 mm x 25 mm x 25 mm. Variations in the placement of the exciter are 10 cm, 25 cm, 40 cm, 55 cm, and 70 cm. The results of the study were obtained on the support of the fixed-fixed the highest deviation value was at a distance of 25 cm, namely 0.193 mm, and the lowest value at a distance of 70 cm, namely 0.096 mm. On the fixed-free support, the highest deflection value is at a distance of 70 cm which is 0.455 mm, and the lowest value is at a distance of 10 cm which is 0.133 mm. And while on the fixed- roll pile, the highest deviation value is at a distance of 10 cm, which is 0.123 mm.
Keywords : Vibration, displacement, composite, support variation.

## 1. Pendahuluan
Perkembangan  yang  terus  berjalan  seiring dengan  perkembangan  zaman  saat  ini  tentu membutuhkan  keahlian  kreativits  sebagai  unsur dominan dalam pengelolaan bahan baku/material, mein,  peralatan  dan  proses  lainya  yang  dilakukan ditempat  produksi,  guna  menghasilkan  produk yang berkualitas. Dalam dunia otomotif ada banyak terdapat  getaran  yang  terjadi,  seperti  getaran mesin  baik  yang  kategori  mesin  kapasitas  berat, mesin  mediun  maupun  mesin  kapasitas  ringan. Getaran  mesin  atau  mesin  yang  bergetar  adalah
pergerakan  bolak-balik  dari  sebuah  mesin  yang bekerja  atau  sebuah  komponen  mesin,  sehingga setiap  komponen  yang  bergetar  bolak-balik  atau berisolasi disebut bergetar [1].
Penelitian  tentang  getaran  telah  banyak dilakukan  oleh  para  penelitian.  Diantaranya  yaitu penelitian  tentang  rancang  bangun  komponen mekanik  alat  percobaan  getaran  paksa  penelitian ini  dilakukan  dengan  cara  mendesain  alat  uji getaran.  Penelitien  tentang  getaran  pada  balok jepit-bebas  dan  jepit-jepit  hasil  penelitianya mendapatkan  nilai displacement,  volecity dan acceleration yang  berbeda.  Dan  tentang  analisis
ENTHALPY: Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin
Journal homepage: http://ojs.uho.ac.id/index.php/ENTHALPY
karateristik  getaran  pada  balok  jepit  bebas  yang terbuat  dari  material  komposit  serat  bambu dengan variasi posisi penggetar dengan hasil nilai amplitude dan frekuensi berbeda.

## Getaran
Getaran  paksa  merupakan  fenomena  gerak bolak-balik  yang  melalui  titik  kesetimbanganya akibat adanya simpangan atau gangguan dari luar. Pada  dasarnya  getaran  paksa  terjadi  karena gangguan  dari  luar,  jika  gangguan  tersebut berisolasi  maka  sistem  dipaksa  untuk  bergetar pada  frekunsi  gangguan.  Jika  frekuensi  sama dengan salah satu frekuensi natural sistem, maka akan  didapatkan  keadaan  resonansi  dan  osilasi besar  yang  berbahaya  mungkin  terjadi  kerusakan pada struktur [2] [3].   Karateristik getaran meliputi  parameter-parameter  utama,  yaitu frekuensi,  amplitudo,  dan  bentuk  gelombang. Pengukuraan dasar dengan menggunakan instrument  penting  dilakukan  untuk  memperoleh hubungan  antara  waktu  dengan  perpindahan, kecepatan dan percepatan [4], [5].
Parameter  getaran,  misalnya  frekuensi dijelaskan  sebagai  jumlah  getaran  yang  terjadi alam kurun waktu 1 detik. Rumus frekuensi tentu saja  merupakan  ‘n -getaran  per- 1  detik’  atau dengan  satuan  ‘Hz’.  Frekuensi  dapat  juga dinyatakan dengan satuan radian per detik (rad/s) dan  disimbolkan  omega  (  ).  Hubungan  antara omega dan frekuensi adalah ‘(  ) = 2  f’. parameter lainya adalah periode. Periode dinyatakan sebagai waktu yang diperlukan untuk melakukan satu kali getaran.  Dengan  demikian  rumus  periode  adalah satu dibagi frekuensi, atau ‘T : 1/f’. periode umum dihubungkan, dengan, harmonik karena harmonik merupakan  satu  gerakan  dengan  periode  yang tetap selamanya  [5].  Grafik  getaran dapat  berupa gerak  harmonik  maupn  non-harmonik.  Gerak harmonik  merupakan  gerak  periodik  atau  profil getaran  yang  paling  sederhana.  Gerak  non- harmonik merupakan gerak periodik yang dibentuk oleh  bebebrapa  gerak  membentuknya  memiliki amplitudo,  frekunsi  maupun  sudut  fase  tertentu [4].
Jika  dilihat  secara  umum,  terdapat  jeni-jenis getaran  berdasarkan  prosesnya,  yaitu  getaran bebas  terjadi  jika  sistem  berosilasi  karena bekerjanya gaya yang ada dalam sistem itu sendiri dan  jika  ada  gaya  luar  yang  bekerja,  sedangkan getaran  paksa adalah getaran yang terjadi karena gangguan  gaya  luar,  jika  gangguan  tersebut berosilasi  maka  sistem  dipaksa  untuk  bergetar pada frekuensi gangguan [1], [6].

## Tumpuan
Dalam  pengujian  getaran  pada  balok  maka ada yang dikenal dengan tumpuan. Tumpuan juga dikatakn  dengan  landasan  dimana  sebuah  balok akan  diletakan  kepadanya  dan  fungsi  utama tumpuan juga adalah untuk menjaga agar struktur dapat berdiri dengan stabil [7].
Jenis  tumpuan yang  digunakan  adalah,  yaitu [8]:
1. Tumpuan jepit, yaitu merupakan tumpuan yang dapat  menahan  momen  dan  gaya  dalam  arah vertikal maupun horizontal dan momen akibat jepitan
2. Tumpuan rol, yaitu meerupakan tumpuan yang bisa  menahan  komponen  gaya  vertikal  yang bekerja padanya.
3. Tumpuan  bebas,  yaitu  terjadi  apabila  kedua ujung balok dapat berputar secara bebas.

## Alat Uji Getaran
Alat  uji  getaran  adalah  perangkat  alat  yang dipakai untuk mengukur getaran dari suatu mesin sebagai  reaksi  dari  adanya  gaya  dalam  maupun gaya  luar  [2].  Adapun  bagian-bagian  utama  pada alat uji getran adalah, yaitu:
1. Rangka, yaitu merupakan suatu komponen yang sangat  vital  pada  alat  uji  getar.  Hal  ini dikarenakan  penompang  semua  komponen yang ada. Secara umum rangka alat uji getaran tediri  dari  tiga  bagian  yaitu:  dudukan  tiang, tiang utama, dan mistar tiang.
2. Motor  penggetar,  yaitu  merupakan  suatu  alat yang  dapat  menghasilkan  getaran  mekanik dengan niai frekuensi yang dapat diatur [2]. Alat pengukur  getaran (excistar), yaitu  untuk menghasilkan  input  gaya  pada  struktur, transducer  accelerometer untuk  mengkonversi Gerakan  mekanik  pada  struktur  ke  sinyal elektrik ,  signal conditioning  amplifier untuk mencocokan  karateristik transducer dengan input  elektronik  data  digital  dan analyzer dimana terdapat program komputer pemrosesan  sinyal  dan  analisis  modal.  Untuk mengukur  getaran  terdapat  ada  beberapa mekanisme  diantaranya  yaitu:  mekanisme eksitasi,  mekanisme  pembacaan,  mekanisme akuisisi data, dan pengolahan [9].
3. Balok komposit fiberglas, yaitu komposit adalah suatu  material  yang  terbentuk  dari  kombinasi dua atau lebih material pembetukanya melalui campuran  yang  tidak  homogen,  dimana  sifat- sifat  mekanik  dari  masing-masing  material
pembetukanya berbeda. Bahan komposit pada umumnya terdiri dari dua unsur, yaitu serat dan resin  [10],  [11].  Fiberglasss  merupakan  salah satu  material  non-logam  berbentuk  lembaran kain  yang  sangat  fleksibel,  ringan  dan  terdiri atas pintalan serat gelas.

## 2. Metode Penelitian
Desain  alat  dilakukan  dengan  menggunakan Software  Autodesk  Inventor dan  dirancang  di Laboratorium  Riset  dan  Komputasi Engineering Fakultas  Teknik.  Adapun  tempat  pelaksanaan penelitian  ini  yaitu  Laboratorium  Material  dan Teknologi Mekanika Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Halu Oleo. Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah yaitu gurinda, mesin bor listrik,  meter,  alat  tulis,  kunci  ring  dan  kunci  pas, alat  pengukur  getaran (vibration  meter), motor penggetar (excistar), adaptor, kabel listrik. adapun bahan yang digunakan adalah yaitu besi baja profil U, mur dan baut, balok komposit fiberglass.

## Prosedur Penelitian
Adapun prosedur penelitian ini adalah, yaitu:
1. Menyiapkan alat dn bahan.
2. Mendesain alat uji getaran.
3. Pencetakan balok komposit fiberglass.
4. Pengambilan data pengujian getaran.
Gambar 1. Pengujian getaran pada balok
komposit.
Gambar 2. Skema pengujian tumpuan jepit-jepit pada balok.
Gambar 3. Skema pengujian tumpuan jepit-bebas pada balok.
Gambar 4. Skema pengujian tumpuan jepit-rol pada balok.

## 3. Hasil Dan Pembahasan

## Desain Alat Uji Getaran
Adapun  desain  alat  uji  getaran  penelitian adalah, yaitu:
1. Rangka Bahan yang digunakan pada rangka adalah ada dua jenis yang pertama besi baja profil U ukuran 100 x 50 x 50 mm yaitu berfungsi sebagai tiang utama  pada  alat  uji  getaran  dengan  panjang desain adalah 100 cm. dan kedua besi baja profil U ukuran 80 x 40 x 40 mm yaitu befungsi sebagai mistar  tiang  pada  alat  uji  getaran  dengan ukuran desain adalah 130 cm.
2. Tumpuan Bahan yang digunakan pada tumpuan yaitu besi baja  profil  U  ukuran  80  x  40  x  40  sedangkan panjang desain tumpuan adalah 16 cm.
3. Motor penggetar Motor penggetar menggunakan dinamo DC 12 V 20000 rpm.
4. Balok komposit fiberglas
Bahan  yang  digunakan  yaitu  resin (epoxy) dan serat fiber, dengan ukuran balok 100 x 2,5 x 2,5 cm.  Cara  pembuatanya  yaitu  dengan  cara dicetak.

## Gambar 5. Desain alat uji getaran.

## Analisis  Respon  Getaran  Balok  Komposit
Fiberglass
Data  tabel  pengujian  nilai  simpangan (displacement) getaran  dengan  variasi  tumpuan
jepit-jepit,  jepit-bebas,  dan  jepit-rol  ditunjukan pada tabel 1 dibawah ini.
Tabel 1. Nilai rata-rata pengujian getaran balok komposit.
Data  pengujian  getaran  dengan  tumpuan jepit-jepit disajikan pada gambar 6 berikut:
Gambar 6. Grafik nilai rata-rata pada tumpuan jepit-jepit.
Pada gambar 6 di atas adalah hasil grafik dari pengujian  getaran  balok  dengan    tumpuan  jepi- jepit. Dapat diketahui bahwa pada jarak excistar 10 cm  didapatan  dengan  nilai  displacement  0,122 mm, pada jarak excistar 25 cm didapatan dengan nilai  displacement  0,193  mm,  pada  jarak excistar 40 cm didapatan dengan nilai displacement 0,237 mm,  pada jarak excistar 55 cm didapatan dengan nilai displacement 137 mm, dan pada jarak excistar 70 cm didapatan dengan nilai displacement 0,096 mm.   Data  pengujian  getaran  dengan  tumpuan jepit-bebas disajikan pada gambar 7 berikut:
Gambar 7. Grafik nilai rata-rata pada tumpuan jepit-bebas.
Pada gambar 7 di atas adalah hasil grafik dari pengujian  getaran  balok  dengan    tumpuan  jepit- bebas. Dapat diketahui bahwa pada jarak excistar 10 cm didapatan dengan nilai displacement 0,133 mm, pada jarak excistar 25 cm didapatan dengan nilai  displacement  0,256  mm,  pada  jarak excistar 40 cm didapatan dengan nilai displacement 0,365 mm,  pada jarak excistar 55 cm didapatan dengan nilai displacement 427 mm, dan pada jarak excistar 70 cm didapatan dengan nilai displacement 0,455 mm.
Data  pengujian  getaran  dengan  tumpuan jepit-rol disajikan pada gambar 8 berikut:
Gambar 8. Grafik nilai rata-rata pada tumpuan jepit-rol.
Pada gambar 8 di atas adalah hasil grafik dari pengujian getaran balok dengan  tumpuan jepit-rol. Dapat diketahui bahwa  pada jarak excistar 10 cm didapatan  dengan  nilai  displacement  0,123  mm, pada  jarak excistar 25  cm  didapatan  dengan  nilai displacement 0,222 mm, pada jarak excistar 40 cm didapatan  dengan  nilai  displacement  0,316  mm, pada  jarak excistar 55  cm  didapatan  dengan  nilai displacement 0,364 mm, dan pada jarak excistar 70 cm  didapatan  dengan  nilai  displacement  0,400 mm.

## Perbandingan Pegujian Getaran Dengan Tumpuan
Data  prbandingan  pengujian  getaran  dengan tumpuan disajikan pada gambar 9 beikut:
0,112 0,193 0,237 0,137 0,096 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 D isp lac e m e n t (m m ) Posisi Excistar (cm) 10 25 40 55 70 0,133 0,256 0,365 0,427 0,455 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
D isp la cem e nt (m m ) Posisi Excistar (cm) 10 25 40 55 70
0,123 0,222 0,316 0,364 0,40 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 D isp lac e m e n t (m m ) Posisi Excistar (cm) 10 25 40 55 70 Posisi Excistar (cm) Nilai Displacement (mm) Tumpuan Jepi-Jepit Tumpuan Jepi-Bebas Tumpuan Jepi-Rol 10 0,112 0,133 0,123 25 0,193 0,256 0,222 40 0,237 0,365 0,316 55 0,137 0,427 0,364 70 0,096 0,455 0,40
Gambar 9. Grafik perbandingan tumpuan.
Pada  gambar  9  di  atas  adalah  grafik perbandingan pengujian getaran dengan tumpuan. Dapat  diketahui  bahwa  nilai (displacement) pada tumpuan  jepit-jepit  didapatkan  nilai  yang  tinggi terjadi  pada  jarak  40  cm  dengan  nilai  0,237  mm, sedangkan  nilai  yang  terendah  berada  pada  jarak 70 cm dengan nilai 0,096 mm. Pada tumpuan jepit- bebas  nilai  yang  tinggi  terjadi  pada  jarak  70  cm dengan nilai 0,455 mm, dan sedangankan nilai yang terendah  berada  pada  jarak  10  cm  dengan  nilai 0,133 mm. Dan pada tumpuan jepit-rol didapatkan nilai  yang  tinggi  terjadi  pada  jarak  70  cm  dengan nilai  0,400  mm,  dan  sedangankan  nilai  yang terendah  berada  pada  jarak  10  cm  dengan  nilai 0,123 mm.

## 4. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  penelitian  pada  balok komposit fiberglass dengan panjang 100 cm dapat disimpulkan  bahwa,  penempatan excister dan penambahan  tumpuan  pada  balok  sangat berpengaruh  terhadap  getaran  yang  ditimbulkan. Pada  pengujian  tumpuan  jepit-jepit  disimpulkan bahwa  nilai  simpangan  ( displacement )  tertinggi berada  pada  posisi  40  cm  dikarenakan  posisi excister berada  ditengah  tumpuan  pada  balok. Sedangkan nilai terendah berada pada posisi 70 cm dikarenakan  posisi excister jauh  dari  alat  deteksi getaran.  Pada  tumpuan  jepit-bebas  didapatkan nilai  simpangan (displacement) tertinggi  berada pada posisi 70 cm dikarenakan posisi excister dekat dengan tumpuan bebas, sedangkan nilai terendah berada  pada  posisi  10  cm  dikarenakan excister dekat dengan tumpuan jepit. Dan sedangkan pada tumpuan  jepit-rol  nilai  simpangan (displacement) tertinggi  berada  pada  jarak  70  cm  dikarenakan excister dekat dengan tumpuan rol, dan nilai yang terendah  berada  pada  posisi  10  cm  dikarenakan posisi excister dekat dengan tumpuan jepit.

## Saran
Perlu  diperhatikan  dalam  pengujian  getaran balok  komposit  untuk  lebih  teliti.  Dan  penelitian selanjutnya bisa dikembangkan mengenai tentang getaran pada balok.

## Daftar Pustaka
[1] G.  N.  Santhiarsa,  "Analisa  Karakteristik Getaran Pada Balok Jepit Bebas Berbahan Komposit  Epoxy  Berpenguat  Serat  Ijuk," Universitas Udayana, Bali, 2016.
[2]   A.  I.  A.  D.  M.  F.  Hatidin,  "Perancangan Pemanfaatan  Energi  Peredaman  Getaran Paksa  Akibat  Eksitasi  Massa  Tak  Balance Menjadi  Energi  Listrik,"  Kampus  Itenas, Bandung, 2017.
[3]   K.  B.  Tungga,  Dasar-Dasar  getaran mekanis.  Surabaya:  Andi  Yogyakarta, Surabaya: Andi Yogyakarta, 2010.
[4]   D. Nurhadiyanto, Getaran Struktur, Yogyakarta: K-Media, 2015.
[5]   H.  Abbas  and  M.  Rahman.,  "Analisis Karakteristik  Getaran  Pada  Balok  Jepit Bebas  Yang  Terbuat  Dari  Material Komposit  Serat  Bambu  Dengan  Variasi Posisi  Penggetar," Jurnal  Energi  Dan Manufaktur, vol. 7, no. 1, pp. 11-18, 2014.
[6]   M.  Faisal,  N.  Endriatno  and  B.  Sudia, "Analisa  Getaran  Pada  Balok  Jepit  Bebas Dan Jepit-Jepit Dengan Variasi Posisi Motor Penggetar," Enthalpy: Jurnal Ilmiah Mahasiswa Teknik Mesin, vol. 6, no. 2, pp.
1-6, 2021.
[7]   "Penentuan Frekuensi Pribadi Pada Getaran  Balok  Komposit  Dengan  Penguat Fiberglass," Jurnal Mekanikal, vol. 2, no. 2, pp. 163-168, 2011.
[8]   K.  A.  Falah,  "Rancang  Bangun  Komponen Mekanik  Alat  Percobaan  Getaran  Paksa.," Universitas Muhammadiyah Malang, Malang, 2018.
[9]   F.  Kusuma, M.  Rusli,  L.  Son  and  M.  Muly, "Penentuan  Posisi  Retak  Pada  Balok Dengan  Tumpuan  Bebas-Bebas  Melalui Analisis Kurva Modus Getar. . Vol. 12 No. 2, Hal.  .  Universitas  Andalas  Kampus  Limau
0,112 0,193 0,237 0,137 0,096
0,123 0,222 0,316 0,364 0,4 0,133 0,256 0,365 0,427 0,455 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0 20 40 60 80 D isp lac e m e n t (m m ) Posisi Eksiter (cm)
Manis,  Padang.," Andalas, vol.  12,  no.  2, pp. 44-53, Padang.
[10]  F.  Kusuma,  "Penentuan  Posisi  Retak  Pada Balok," Jurnal Teknik Mesin Indonesia, vol. 12, no. 2, pp. 45-53, 2017.
[11]  A. Aminur, S. Sudarsono, R. R. Sisworo, P. Aksar, C. Y. Syah and W. O. N. Hamundu, "STUDI SIFAT MEKANIK
KOMPOSIT POLIMER SERAT BAMBU DENGAN STRUKTUR BERLAPIS," Jurnal Teknik Mesin
Sinergi, vol. 21, no. 1, pp. 65-73, April 2023.