1

GETARAN DAN

KEBISINGAN KAPAL

PROGRAM STUDI TEKNIK SISTEM PERKAPALAN

JURUSAN TEKNIK PERKAPALAN FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS HASANUDDIN 2014

2

Daftar Isi

3

BAB I

Deskripsi Umum Mata Kuliah

1.1 PENDAHULUAN

Mata kuliah getaran dan Kebisingan kapal adalah salah satu matakuliah kompetensi

utama pada program teknik sistem perkapalan, matakuliah ini merupakan mata kuliah inti

program studi teknik sistem perkapalan, Ketersedian bahan ajar selama proses

perkuliahan adalah merupakan salah satu upaya untuk meningkatkan efektifitas proses

pembelajaran. Dengan demikian sehingga mahasiswa dapat mempersiapkan diri sebelum

perkuliahan dilangsungkan, dan selanjutnya mahasiswa dapat lebih mendalami materi

yang telah diberikan.

Pada Kurikulum 2007 (TA 2007 – 2012) mata kuliah Getaran kapal dan kebisingan

dikenal dengan nama mata kuliah Getaran Sistem Permesinan (kode Mk 422D332) yang

disajikan pada semerter awal, Jumlah mahasiswa terdaftar (TA 2009–2010 ) berjumlah

24 orang berdasarkan jumlah tersebut 8% dengan nilai A dan 42% nilai E. Selanjutnya

pada kurikulum 2012 mata kuliah Getaran Sistem Permesinan berubah nama menjadi

matakuliah Getaran dan kebisingan kapal (kode Mk 336D332) dan penyajian matakuliah

bergeser pada semester akhir. Jumlah mahasiswa terdaftar (TA 2013-2014) peminat

matakuliah getaran dan kebisingan berjumlah berjumlah 63 orang dengan jumlah tersebut

6% dengan nilai A dan 33% nilai E. Meskipun jumlah peminat bertambah namun tingkat

kelulusan menurun.

Rendahnya minat dan daya serap mahasiswa selama ini dalam menggikuti perkulihaan

mata kuliah Getaran dan Kebisingan Kapal masih diyakini karena kurangnya referensi /

bahan ajar yang tersedia, hal tersebut terlihat rendahnya keaktifan dan wawasan

mahasiswa pada saat diskusi di ruang kelas, pada saat mengerjakan tugas dan kesiapan

mahasiswa menghadapi evalusi akhir mata kuliah.

Deskripsi singkat buku ajar yang diusulkan sesuai dengan Garis-Garis Rencana

Pembelajaran MK Getran dan kebisingan Kapal Program studi Teknik Sistem Perkapalan

berisikan antara lain: Sumber-sumber getaran di kapal, Sistem keseimbangan gaya,

Getatarn paksa dan resonansi, Sistem getaran dengan derajat banyak, Mekanika getaran,

Getaran torsional pada sistem propulsi, Getaran motor, propeller dan gelombang,

4

Kebisingan dan effeknya, Dapak getaran dan kebisingan terhadap konstruksi,

intrumentasi dan manusia, Kreteria getaran dan kebisingan.

Ketua tim penulis telah mengikuti pelatihan Penulisan dan Editor Buku program

kerjasama PPS UNHAS dan Pusat Pelatihan dan Pemberdayaan masyarakat Brilian

Internasional Tahun 2011 dan pelatihan metode pembelajaran berbasis SCL Program

Kerjasama PPS UNHAS dan Pusat pengembangan pendidikan Universitas Gadjah Mada

Tahun 2008 serta pernah mengikuti Pelatihan Penulisan Artikel Ilmiah Internasional

kerjasama LPM Univ. Kristen Petra Surabaya dan DP2M Dikti Jakarta. Selanjutnya

Anggota penulis pernah mengikuti pelatihan AA Tahun 1998 dan pelatihan metode

pembelajaran TOT-SCL Tahun 2007. Sehingga hal ini merupakan ilmu yang sangat

bermanfaat untuk penyusunan bahan ajar yang lebih baik.

1.2 Profil Lulusan

Lulusan program Studi Teknik Sistem Perkapalan dapat mengmbangkan karier dengan

kapasitas mampu mengamalkan nilai moral dan etika yang sesuai norma agama dan

masyarakat dalam melakukan perancangan sistem permesinan kapal yang mencakup

konstruksi, instalasi perpipaan, kelistrikan dan instrumentasi di kapal. Lulusan juga

mempunyai kemampuan untuk melakukan penilaian secara teknis terhadap hasil

pekerjaan konstruksi dan memiliki keahlian dalam perawatan sistem permesinan kapal.

Kompetensi Lulusan

a. Kompetensi Utama:

U1 Mampu merancang sistem penggerak dan permesinan serta sistem kendali kapal

secara efektif dan efisien.

U2 Mampu dan terampil merancang sistem instalasi perpipaan dan instrumentasi di

kapal dan bangunan kelautan lainnya yang ramah lingkungan.

U3 Mampu merancang sistem pemeliharaan dan perawatan permesinan kapal dan

sistem perlengkapan kapal serta bangunan kelautan lainnya

5

b. Kompetensi Pendukung

P1 Mampu merancang kapal dan bangunan kelautan lainnya yang ergonomis dan

andal.

P2 Mampu merancang sistem permesinan, kelistrikan dan perpipaan dalam

pekerjaan teknik yang relevan

P3

Menjunjung tinggi norma, tata-nilai, moral, agama, etika dan tanggung jawab

profesional dalam bidang pekerjaan teknik sistem perkapalan dan bangunan

kelautan.

P4 Mampu berkomunikasi secara efektif dengan orang lain baik dalam lingkungan

pekerjaan maupun dengan masyarakat

c. Kompetensi Lainnya

L1 Mampu dan terampil menangani aplikasi statistik dalam pemecahan masalah

analisis data dari suatu penelitian

L2 Mampu menangani rekayasa nilai suatu fungsi hasil produk/jasa dan

meningkatkannya semaksimal mungkin atas dasar efektifitas fungsi

6

GARIS BESAR RENCANA PEMBELAJARAN

Nama Mata Kuliah : Getaran dan Kebisingan Kapal

Kode Mata Kuliah : 336D3302

Semester Penyajian : VI (Enam)

Program Studi : Teknik Sistem Perkapalan

Kompetensi Sasaran :

Kompetensi Utama : - mampu merancang system pengggerak dan

permesinan serta kkendali kapal secara efektif dan

efisien (U1)

Kompetensi Pendukung : - Mampu merancang kapal dan bangunan kelautan

lainnya yang ergonomis dan andal (P1)

- Mampu merancang system permesinan, kelistrikan

dan perpipaan dalam pekerjaan teknik yang relevan

(P2)

Kompetensi Lainnya : -

Sasaran Belajar : mahasiswa mampu mempresentasikan sumber getar

dan kebisingan di kapal termasuk mekanismenya dan

penentuan parameternya, dampak getaran dan

kebisingan pada kapal, dan kriteria getaran dan

kebisingan yang tertoleransi di kapal sesuai dengan

peraturan dari klasifikasi kapal dan ISO.

7

Garis Besar Rancangan Pembelajaran (GBRP)

Pertemuan ke Sasaran

Pembelajaran

Materi Pembelajaran/

Topik Kajian

Strategi/Metode

Pembelajaran

Indikator Penilaian Bobot

Penilaian

I memahami proses pembelajaran dan

kesepakatan terhadap norma

pembelajaran.

Menjelaskan sumber-sumber getaran

di kapal dan pengaruhnya terhadap

sistem di kapal.

Kesepakatan Pembelajaran

Pendahuluan

Jenis getaran

Sumber getaran di kapal

Pengaruh getaran

Gerak Harmonik

Ceramah dan Penugasan Pengetahuan sumber

getaran dan pengaruh

getaran pada kapal

5 %

II, III Menyusun sistem keseimbangan

gaya, persamaan keseimbangan dan

penyelesaiannya pada system getaran

bebas dan getaran teredam.

Getaran bebas

Redaman

Getaran Transient

Penggolongan getaran

Ceramah dan Penugasan Pemahaman system

gaya dan momen

pada system gertar

5%

IV, V, Menyusun persamaan getaran paksa,

menentukan fenomena resonansi dan

getaran kritis pada getaran terpaksa

Getaran Paksa dan Resonansi

- Persamaan keseimbangan

getaran paksa

- Amplitudo getaran paksa

Ceramah dan Penugasan Pemahaman getaran

kritis dan perhitungan

amplitudo getaran

10 %

VI, VII Menyusun persamaan system getaran

dengan derajat kebebasan banyak dan

menyelesaikannya

Sistem getaran dengan derajat

kebebasan banyak

Ceramah dan penugasan 10%

VIII, Mampu menerapkan teori getaran

pada aplikasi umum dan

mempresentasikannya

Mekanika Getaran

Presentasi Tugas

Perhitungan

parameter getaran

dari system gaya

10%

IX Memahami getaran torsional pada

sistem propulsi kapal.

Getaran torsional, bentuk umum,

frekuensi, dan amplitudonya

Tingkat Pemahaman dan

nilai Laporan

Perhitungan

parameter getaran

dari system momen

20%

X, XI,XII Menjelaskan sumber-sumber getaran

di kapal dan mekanismenya

Getaran Motor, Propeler, dan

Gelombang

Ceramah dan Penugasan Penjelasan gataran

motor, propeller dan

gelombang sebagai

sumber getaran

10 %

8

XIII Menjelaskan Sumber dan mekanisme

Kebisingan di kapal

Kebisingan: Sumber dan Efeknya Ceramah dan Penugasan Penjelasan sumber

bising dan

perhitungannya

5%

XIV Menjelaskan dampak kebisingan Dampak Getaran dan kebisingan Pada

Konstruksi, Instrumentasi, dan

Manusia di kapal

Ceramah dan Penugasan Penjelasan dampak

bising pada orang 5%

XV, XVI Mempresentasikan kriteria getaran

dan kebisingan pada kapal

Kriteria getaran dan kebisingan Presentasi Tugas Penjelasan tg criteria

getaran dan

kebisingan

20%

Nama dan Kode dosen (Pengampu Mata Kuliah)

1. A. Haris Muhammad, ST., MT., PhD (00 04046902)

2. Dr. Ir. GandingSitepu, Dipl-Ing (00 250460 01)

Referensi Utama 1. ABS. 2006. Guidance Note on Ship Vibration. American Bureau of Shipping. New York.

2. Assmussen, Iwer, et all. 2001. Ship Vibration. Germanischer Lloyd. Hamburg.

3. Harrington, Roy L. 2001. Marine Engineering. SNAME. Ney Jersey

4. Hutahaean, Ramses. 2012. Getaran Mekanik. Penerbit Andi. Yogyakarta.

5. Lloyd’s Register. 2006. Ship Vibration and Noise, Guidance Notes. Lloyd;s Register. London.

6. Tungga B.K.. 2011. Dasar-dasar Getaran Mekanis. Penerbit Andi. Yogyakarta

7. Vorus, William, 2010. Vibration. Principles of Naval Architecture. SNAME. New Jersey.

9

BAB 2

SISTEM GETARAN

2.1 Pendahuluan Pada bab ini fokus pembahasan adalah sistem getaran sederhana, satu derajat kebebasan

dan dalam pembahasan ini titik berat tujuan adalah mahasiswa mengenal sistem gaya

yang bekerja dalam sistem getar , menyusun persamaan keseimbangan gaya atau momen,

menyelesaikan persamaan keseimbangan itu. Selanjutnya dari penyelesaian persaman

keseimbangan dapat diperoleh frekuensi, periode dan amplitudo getaran. Ketiga besaran

itu adalah parameter utama intensitas getaran.

Sasaran pemebelajaran : setelah menyelesaikan bahan ini mahasiswa mampu menyusun

sistem keseimbangan gaya, persamaan keseimbangan dan penyelesaiannya pada system

getaran bebas dan getaran teredam

2.2 Komponen Sistem Getaran Komponen dalam suatu sistem getaran diilustrasikan dalam Gambar 2.1, terdiri dari

massa, pegas, peredam, dan gaya eksitasi. Ketiga komponen yang pertama adalah

sistem secara fisik. Sebagai contoh, dapat dikatakan bahwa sistem getaran terdiri dari

suatu massa, suatu pegas, dan suatu peredam seperti ditunjukkan pada Gambar 2.1.

Energi dapat disimpan di dalam massa dan pegas dan diserap oleh peredam dalam

wujud panas. Energi masuk ke dalam sistem melalui penerapan gaya eksitasi yang

dikenakan pada massa yang ada pada sistem itu.

Gambar 2.1 Komponen Sistem Getaran

10

Massa diasumsikan sebagai benda tegar, besamya energi kinetik bergantung pada massa

dan kecepatan benda tegar tersebut. Dari hukum Newton diketahui bahwa hasil perkalian

massa dan percepatannya adalah reaksi gaya yang bekerja pada massa, dan arah

percepatannya adalah searah dengan arab gaya yang bekerja.

(1.1)

Dan persamaan 1.1 dapat diketahui bahwa gaya Fm adalah berbanding lurus dengan

percepatan x .

Kerja adalah gaya dikalikan jarak pindahan, dengan pindahan tersebut searah dengan

arah gaya, Kerja ditransformasikan ke energi kinetik massa. Jika energi kinetik bertambah

maka nilai kerja positif, dan jika energi kinetik berkurang maka kerja adalah negatif.

Pegas mempunyai sifat elastis, da l am pen ye r dahaan in i massa pegas diabaikan.

Gaya yang bekerja pada pegas akan menyebabkan perubahan panjang pegas tersebut. Jika

pegas bertambah panjang maka gaya yang bekerja adalah gaya tarik, sedangkan jika

pegas bertambah pendek maka gaya yang bekerja adalah gaya tekan. Untuk pegas linier

berlaku hukum Hooke, ya i tu perubahan panjang sebanding dengan gaya yang beketja.

Pada Gambar 1.2 ditunjukkan suatu pegas yang mengalami pertambahan panjang x2 – x1

setelah diberi gaya tarikan Fs. Untuk pegas linier berlaku persamaan berikut:

Fs adalah gaya yang bekerja pada pegas dan k adalah konstanta pegas dengan satuan

N/m .

Gambar 2.2 Gaya Pegas

11

Kerja yang dihasilkan ditransformasikan dalam bentuk energi potensial, energi potensial

tersebut disimpan pada pegas; sedangkan konstanta pegas kadalah gaya per unit

deformasi (perubahan panjang).

Peredam c tidak memiliki massa ataupun elastisitas. Gaya redaman akan muncul jika

ada kecepatan relatif antara kedua ujung peredam. Kerja atau energi yang masuk akan

dikonversikan dalam bentuk panas. Untuk peredam viskus, gaya redam sebanding

dengan keceparan relatif'kedua ujung peredam seperti ditunjukkan pada Gambar 2.3.

Hubungan antara gaya yang bekerja pada peredam dengan kecepatan relatif kedua

ujung peredam ditunjukkan pada persamaan:

Fd adalah gaya yang bekerja pada peredam dan c adalah konstanta peredam dalam

satuan k g / s a t a u N.s/m

Energi memasuki sistem jika diberikan gaya eksitasi (gaya pacu. Gaya eksitasi dapat

diberikan melalui massa atau gerak eksitasi pada mass a . Gaya eksitasi tersebut

merupakan fungsi terhadap waktu, atau gaya kejut. Di dalam permesinan gaya eksitasi

umumnya akibat adanya ketidakseimbangan pada komponen berputar seperti yang terjadi

pada poros atau turbin. Gaya yang dapat menyebabkan sistem bergetar dinamakan gaya

eksitasi atau gaya pacu getar.

Gambar 2.3 Komponen peredam

Suatu sistem dinamakan bergerak periodik jika sistem tersebut bergerak berulang-ulang

dengan gerakan yang sama untuk interval waktu yang sama seperti ditunjukkan pada

Gambar 2.4. Pada G ambar 2.4 ditunjukkan bahwa waktu minimum yang dibutuhkan

untuk mengulang gerakan yang sama dinamakan peri ode d i s in gka t T. Dengan kata

lain, peri ode T adalah waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan suatu gerakan dalam

12

satu siklus.

Gambar 2.4 Deskripsi Periode Getaran

Suatu sistem dinamik dapat diatur sedemikian dengan kondisi awal, yaitu suatu gangguan

yang diberikan pada waktu t = 0. Jika tidak ada lagi gangguan atau gaya eksitasi setelah

waktu t = 0 maka gerak osilasi sistem tersebut akan rnengalami getaran bebas. Kondisi

awal tersebut merupakan energi input. Jika pada kondisi awal pegas terdeformasi, maka

input energi berupa energi potensial. Jika massa m diberikan kecepatan awal maka

input energi berupa energi kinetik.

Jika sistem tidak mengalami redaman maka tidak ada energi yang diserap oleh sistem.

Kondisi awal pada sistem akan menyebabkan sistem berosilasi dan untuk sistem getaran

bebas tidak teredam. Sistem tersebut akan berosilasi dengan amplitudo yang sama tanpa

ada pengurangan amplitudo. Dengan kata lain, sistem tersebut akan berosilasi dengan

gerakan yang sama tanpa terpengaruh pada bertarnbahnya waktu. Tetapi untuk sistem

yang men gal ami redaman, sistem tersebut pada awalnya akan berosilasi dan mengalami

pengurangan amplitudo hingga sistem tersebut berhenti berosilasi pada saat tercapai

kondisi kesetimbangan statik.

Gerakan harmonik sederhana adalah bentuk yang paling sederhana gerak periodik.

Pembahasan lebih lanjut menunjukkan bahwa gerak harmonik adalah juga dasar untuk

analisis yang lebih rumit yang menggunakan transformasi Fourier, dan analisis keadaan

tunak dapat disederhanakan dengan vektor-vektor untuk mewakili gerak harmonik.

Selanjutnya didiskusikan gerakan harmonik sederhana dan manipulasi vektor dalam

beberapa detil.

13

Suatu gerak harmonik sederhana adalah suatu gerak bolak-balik yang dapat diwakili oleh

fungsi lingkaran, sinus atau cosinus. Perhatikan Gambar 2.5, titik P bergerak pada

sumbu horizontal. Jika jarak OP adalah:

dengan t = waktu, =konstanta dan X = konstanta, maka gerak P terhadap titik 0 adalah

gerak sinusoidal atau harmonik sederhana.

Gambar 2.5 Gerak Lingkar dan Kurva Sinusoidal

Karena fungsi lingkaran akan berulang setiap 2 radian, maka satu siklus akan tercapai

jika t = 2 , sehingga periode dapat diformulasi:

dan selanjutnya frekuensi (f) yaitu jumlah siklus per detik dapat

diformulasi:

Siklus/s sama dengan Herz atau disingkat Hz

Dalam hal ini adalah frekuensi lingkaran atau frekuensi anguler dalam satuan

radian/s.

14

Jika x(t) menunjukkan perpindahan suatu m assa dalam sistem getaran, maka kecepatan

dan percepatan dapat diperoleh dengan. mendiferensiasikan x(t) terhadap waktu, yaitu:

- Perpindahan x

- Kecepatan gerak massa

- Percepatan gerak massa

Dari persamaan di atas dapat diketahui bahwa kecepatan dan pereepatan gerak harmonik

sederhana juga berupa gerak hannonik dengan frekuensi yang sama, Sudut fase kecepatan

mendahului 900 dibandingkan dengan perpindahan, dan percepatan mendahului 1800

dibandingkan dengan perpindahan.

Penjumlahan dua fungsi harmonik yang mempunyai frekuensi yang sama tetapi beda

fase juga rnenghasilkan fungsi harrnonik dengan frekuensi yang sama. Sebagai contoh,

penjumlahan fungsi harmonik x1 = X1 sin t dan x2 = X2 sin (t + ) adalah:

dengan

Penjumlahan dua fungsi harmonik yang berbeda frekueasi adalah tidak harrnonik.

Sebagai contoh, penjumlahan x1 dan x2 sebagai berikut:

15

Bentuk gerakan hasil penjumlahan kedua fungsi harmonik tersebut ditunjukkan pada

Gambar 2.6. Pada saat amplitudo mencapai nilai maksirnum, dinamakan hentakan.

Frekuensi hentakan fb diperoleh dari amplitudo maksimum kedua fungsi harmonik

tersebut, yaitu:

Gambar 2.6 Penjumlahan dua fungsi harmonik

Contoh 2.1

Suatu fungsi harmonik dinyatakan dalam bentuk persamaan

x(t) = X cos (50t + mm ,

jika kondisi awal x(0) = 6 mm dan kecepatan awal dx/dt = 100 mm/s, carilah:

(a) Konstanta X dan

(b) Ekspresikan x(t) dalam bentuk persamaan x(t) = A cos t + B sin t

Solusi

Dari kondisi awal x(0) = 6.0 mm diperoleh:

16

dari kondisi awal mmx 400)0( diperoleh:

Selanjutnya dengan prinsip trigonometri,

Sehingga

dan

Selanjutnya dapat diuraikan menjadi

2.2 Gerakan Harmonik dalam Bentuk Vektor Suatu gerak harmonik dapat juga disajikan dalam bentuk vektor X yang berputar dengan

kecepatan sudut tetap, dengan besar magnitudo vektor yang konstan = Xo. Pada Gambar

2.7 dan 2.8 ditunjukkan perpindahan titik P dari titik 0 sepanjang sumbu x adalah OP

= x(t) = Xo cos t. Dalam hal ini x(t) merupakan proyeksi vektor berputar X terhadap

sumbu x. Dengan cara yang serupa, proyeksi vektor berputar X terhadap sumbu y

adalah OQ = y (t) = Xo sin t .

17

Gambar 2.7 Vektor Gerak Putar

Gambar 2.8 Gerak Harmonik

Jika sumbu x adalah sumbu ril dan sumbu y adalah sumbu imajiner, maka vektor X

dapat disajikan dalam bentuk persamaan:

x = Xo cos t + jXo sin t

Xo adalah panjang veksor, dan j = 1 merupakan unit imajiner. Persamaan d i a t as

dapat dinyatakan dalam bentuk:

dengan Re menotasikan komponen ril dan Im menotasikan komponen imajiner.

Diferensiasi fungsi harmonik juga berbentuk vektor sehingga diferensiasi vektor X

menghaasilkan:

Dari persamaan di atas diketahui bahwa setiap diferensiasi adalah sama dengan

18

mengalikan vektor dengan j Karena perkalian vektor dengan j adalah ekuivalen

dengan penambahan fase 90°, maka setiap diferensiasi akan menghasilkar vektor yang

bertambah 90°,

Jika perpindahan harmonik x(t) = Xo cos t maka hubungan antara perpindahan (x) dan

kecepatan ( d x / d t ) dan percepatannya (d2x)/dt2 dapat digambarkan seperti

ditunjukkan pada Gambar 2.9. Secara matematis persamaannya dapat ditulis sbb,:

Fungsi harmonik dapat dijumlahkan secara grafis dengan penjumlahan vektor. Vektor

|X1| dan | X2|, masing-masing adalah gerak harmonik |X1| cos t dan | X2| cos (t + ).

Resultan vektor X adalah:

Sedangkan sudut fase adalah:

Karena X1 dan X2 sama-sama berputar dengan kecepatan sudut yang sama rnaka akan

terdapat sudut fase yang besarnya tetap. Untuk memudahkan at au menyederhanakan

masalah, biasanya diasumsikan t = 0 sebagai referensi untuk rnengukur sudut fase

Jika vektor X, dituliskan maka bentuknya adalah:

19

Fungsi harmonik dapat dijumlahkan secara aljabar, yaitu dengan penjumlahan vektor.

Misalkan akan dijumlahkan |X1| cos t dan | X2| cos (t + ), maka hasil penjumlahan

kedua vektor tersebut adalah:

dengan:

Karena fungsi harmonik yang diberikan adalah sepanjang surnbu ril, hasil

penjumlahannya rnenjadi:

2.3 Gerak Periodik dan Deret Fourier Fourier mempublikasikan karya tulis pada tahun 1807 di Akademi I1rnu Pengetahuan di

Paris. Karya tulis tersebut adalah deskripsi matematika untuk masalah konduksi panas.

Berdasarkan ide tersebut, bentuk fungsi periodik sembarang dengan periode T dapat

dinyatakan dalam bentuk deret sebagai ,berikut:

dengan koefisien ao, an dan bn, untuk fungsi periodik F(t) diperoleh dari:

20

Dapat dicatat bahwa koefisien pertama ao merapakan dua k a l i rata-rata fungsi f(t) pada

s a t u periode.

Ekspansi deret Fourier, suatu gelombang periodik akan menghasilkan sejumfah bentuk

gelombang sinus/cosinus atau eksponen kompleks, yang jika dijumlahkan akan

menghasilkan bentuk gelombang yang semakin mendekati bentuk gelombang periodik

yang sesungguhnya. Sebagai contoh, akan d i uraikan suatu gelombang segiempat dalam

bentuk deret Fourier. Akan diperlihatkan berbagai jumlah ekspansi yang dihasilkan

jika digunakan ekspansi deret Fourier itu.

Contoh 2.2

Suatu gelombang segiempat dapat dianggap sebagai kumpulan gelombang yang

berbentuk sinusoidal:

Persamaan tersebut dapat digambarkan seperti Gambar 2.9

21

Gambar 2.9 Kurva x(t)

Karena periode T = 1 detik maka:

Koefisien,Fourier dicari dengan cara·sebagai berikut:

22

Dengan cara yang sama didapatkan:

a2 = a3 = a4 = a5 = O

Koefisien untuk deret sinus:

Dengan cara yang sama diperoleh:

23

Maka masing-masing bentuk gelornbang pada deret Fourier:

Sekarang akan d igambarkan gelombang x(t) dengan menggunakan 3, 4 dan 5 suku dari

persamaan, seperti ditampilkan pada Gambar 2.10, 2.11, dan 2.12.

Gambar 2.10 Bentuk Gelombang Segiempat dalam Bentuk Deret Fourier dengn 3 Suku

24

Gambar 2.11 Bentuk Gelombang Segiempat dalam Bentuk Deret Fourier dengn 4 Suku

Gambar 2.12 Bentuk Gelombang Segiempat dalam Bentuk Deret Fourier dengn 5 Suku

Contoh 2.3

25

Suatu gelombang segitiga dapat dianggap sebagai kumpulan gelombang yang berbentuk

sinusoidal, seperti Gambar 2.13:

Gambar 2.13 Gelombang Segitiga

Karena periode T = 2 detik maka:

Koefisien Fourier dicari dengan cara sebagai berikut:

Dengan cara yang sama didapatkan:

a2 = a3 = a4 = a5 = 0

26

Koefisien untuk deret sinus:

Maka dengan rnenggunakan deret Fourier diperoleh:

2.4 Soal-soal untuk Dikerjakan

1. Jika suatu perpindahan harmonik dinyatakan dalam x(t)=20 sin (40 t – /3 )mm,

dengan t dalam satuan sekon atau detik dan sudut fase dalam satuan radian, carilah:

a. Frekuensi dan periode gerak.

b. Perpindahan, kecepatan, dan percepatan maksimum.

2. Perpindahan, kecepatan, dan percepatan pada t = 0 dan pada t = 1.4 s. Ulangi soal

No.1 untuk x(t) = 120 sin (20 t – / 2) mm

3. Suatu fungsi harmonik dinyatakan dalam bentuk persamaan x{t)= X cos ( 150 t + )

mm . Jika kondisi awal x{ 0) = 20.0 mm dan dx/dt untuk t = 0 adalah 600 mm/s, carilah:

a) Konstanta X dan

b) Ekspresikan x(t) dalam bentuk persamaan: x(t) = A cos wt + B sin wt

27

4. Carilah jumlah aljabar dari gerak harmonik X1 dan X2.

x = x1 + x2 = 6 sin (wt – 2 /3) + 8 sin ( wt + /3)

= X sin( wt + ')

5. Suatu fungsi periodik dinyatakan dalam bentuk persamaan

x = x1 + x2 = 6 sin 2 t + 8 sin 6 t

Gambarkan kurva x f(t) dalam rentang 0 < t < 3s

6. Carilah periode dari fungsi

a) x = 6 sin 4t + 8 sin 6t

b) x = 6 sin2 4t

7. Ekspresikan bilangan kompleks berikut dalam bentuk:

Daftar Pustaka

1. ABS. 2006. Guidance Note on Ship Vibration. American Bureau of Shipping.

New York.

2. Assmussen, Iwer, et all. 2001. Ship Vibration. Germanischer Lloyd. Hamburg.

3. Harrington, Roy L. 2001. Marine Engineering. SNAME. Ney Jersey

4. Hutahaean, Ramses. 2012. Getaran Mekanik. Penerbit Andi. Yogyakarta.

5. Lloyd’s Register. 2006. Ship Vibration and Noise, Guidance Notes. Lloyd;s

Register. London.

6. Tungga B.K.. 2011. Dasar-dasar Getaran Mekanis. Penerbit Andi. Yogyakarta

7. Vorus, William, 2010. Vibration. Principles of Naval Architecture. SNAME.

New Jersey.

28

BAB 3

SISTEM SATU DERAJAT KEBEBASAN

3.1 Pendahuluan Pada pembahasan bab ini orientasina kearah penerapan teori getaran sederhana ke

berbagai bentuk susunan sistem getar. Sistem pegas-mass-peredam tersusun pada

berbagai variasi dan dari setiap variasi itu disusun persamaan keseimbangan gaya atau

momen. Dari penyelesaian persamaan itu diperoleh frekuensi, periode dan amplitudo

getaran.

Sasaran pembelajaran pada bab ibi adalah: setelah menyelesaikan bahasan ini mahasiswa

mampu menerapkan teori getaran pada aplikasi umum dan mempresentasikannya.

3.2 Bentuk Getaran Dalam memelajari getaran, pembahasan dimulai dengan getaran paling sederhana yaitu

kita terlebih dahulu harus mengetahui sistem satu derajat kebebasan yang merupakan

dasar untuk memelajari masalah getaran secara lebih rnendalam. Berbagai contoh sistem

satu derajat kebebasan disajikan dalam bentuk satu titik masa, ada pegas atau gaya

pengembali, seperti bebrapa contoh diperlihatkan pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1 Contoh Sistem getaran Satu Drajat Kebebasan

29

Analisis getaran dapat dilakukan dengan bantuan matematika, yaitu lewat hukum gerak

Newton, 'persamaan energi,.metode respons frekuensi, dan metode superposisi.

3.3 Getaran Bebas Getaran bebas adalah sistem yang bergetar bukan karena ada gaya eksitasi atau gaya yang

memacu getar (gaya penggetar), tetapi karena kondisi awal, yaitu berupa simpangan awal

x(0) atau kecepatan )0(x . Getaran bebas dapat digolongkan menjadi dua yaitu: getaran

bebas tak teredam dan getaran bebas teredam. Dalam kenyataannya, getaran bebas tidak

ada yang tidak teredam, hanya dalam pembahasan teoritis, kasus ini dipandang sebagai

hal ideal.

3.2.1 Persamaan Gerak Getar dengan .Metode Energi

Persamaan gerak suatu sistem konservatif dapat diperoleh dari pertimbangan energi.

Perhatikan sistem pada Gambar 3 .2 yang akan diatur untuk mengalami suatu gerakan.

Total energi sistem tersebut adalah jumlah energi kinetik dan energi potensial. Energi

kinetik T dikarenakan oleh kecepatan massa, dan energi potensial dikarenakan energi

regangan pegas U pada saat mengalami deformasi. Untuk sistem yang konservatif,

energi mekanik akan tetap konstan dan turunan terhadap waktu harus bemilai nol.

T + U = energi total = konstan

Gambar 3.2 gerak Massa dan Kekealan Energi

Untuk menurunkan persamaan gerak be rdas a rkan sistem pada Gambar 3.2, kita

30

asumsikan perpindahan massa x(t) diukur dan posisi kesetimbangannya dengan

mengabaikan massa pegas. Oleh sebab itu energi kinetik sistem adalah;

Energi potensial yang terkait dengan persamaan kekekalan energi pegas di atas adalah

regangan pegas yang diakibatkan oleh perpindahan massa. Maka energi potensial neto

sistem terhadap keseimbangan statik adalah:

Dengan substitusi persamaan diperoleh:

Karena kecepatan )(tx tidak berharga nol maka diperoleh persamaan gerak:

dengan

Persamaan gerak tersebut berbentu persamaan diferensial orde dua homogen, dengan

solusi:

dengan A1 dan A2 adalah konstanta sembarang yang diperoleh dengan mengasses

kondisi awal, yaitu simpangan x(0) dan kecepatan awal )0(x ..

Persamaan solusi itu dapat disederhanakan menjadi:

dengan

31

Dari persamaan di atas terlihat jelas bahwa ketika sistem sudah bergetar maka sistem

tersebut akan bergetar harmonik, dan amplitudo A tidak berkurang dengan berjalannya

waktu. Sistem tetap bergetar berdasarkan hukum kekekalan energi, yang mana energi

tersebut tidak berkurang tetapi tersimpan pada komponen massa dan pegas. Perubahan

energi antara komponen tersebut adalah frekuensi alami {frekuensi pribadi) atau juga yang

menyebutnya sebagai frekuensi natural sistem.

2.2.2 Kekakuan Ekuivalen

Beberapa bentuk susunan pegas tertentu dapat dijadikan pegas dengan kekakuan

ekuivalen. Berikut ini beberapa konfigurasinya,

Pegas seri.

dalam sistem ini pegas terpasang secara

seri sehingga gaya pegas dapat dihitung:

Pegas paralel

dalam hal ini pegas terpasang seara paralel,

sehingga gaya pegas dapat dihitung:

32

Pegas paralel yang dihubungkan dengan satu batang yang diabaikan massanya, lihat

Gambar 3.3:

Gambar 3.3 Pegas Paralel

Penurunan pegas dengan konfigurasi ini diturunkan sebagai berikut ini. Dengan

menggunakan persamaan kesetimbangan statik, diperoleh gaya gaya yang bekerja pada

masing-masing pegas:

Sedangkan defleksi pegas 1 dan pegas 2 adalah sebagai berikut:

Dengan menggunakan relasi geometri diperoleh hubungan sebagai berikut:

33

Dengan mensubstitusikan x1 dan x2 pada persarnaan tersebut diperoleh:

karena keq = F/x maka kekakuan ekuivalen diperoleh:

Contoh 3.1

Pada Gambar 2.3 ditunjukkan sistem getaran yang terdiri dari sebuah pegas silinder

dengan massa m. Dengan menggunakan rnetode energi, turunkan persamaan gerak

sistem tersebut dan juga frekuensi pribadi sistem tersebut.

Gambar 2.3

Solusi:

Pertama-tama tentukan dahulu energi kinetik sistem tersebut. Silinder tersebut bergerak

34

rotasi dan bergerak translasi sehingga energi kinetik sistem adalah:

dan

maka energi kinetik total adalah:

Energi potensial pegas adalah:

Kemudian dengan mensubstitusikan T dan U ke persamaan, maka akan diperoleh:

maka frekuensi pribadi sistem adalah:

35

Contoh 3.2

Pada Gambar 3.4 ditunjukkan sistem getaran yang terdiri dari 2 pegas, silinder dengan

massa m dan massa m, yang bergerak translasi. Dengan menggunakan metode energi,

turunkanlah persamaan gerak sistem tersebut dan juga frekuensi pribadinya jika diketahui

k1 = k, dan k2 = 2 k, dan m1= m, dan m2 = 2 m

Gambar 3.4

Solusi

Pertama-tama kita tentukan dahulu energi kinetik sistem tersebut, karena silinder itu

bergerak rotasi dan translasi, maka energi kinetik sistemnya adalah:

Dengan demikian energi kinetik total adalah:

36

Energi potensial pegas adalah:

Kemudian dengan mensubstitusikan T dan U ke persamaan, diperoleh

maka frekuensi pribadi sistem adalah:

Contob 3.3

Pada Gambar 3.5 ditunjukkan sebuah silinder dengan massa m dengan jari­ jari R1,

menggelinding tanpa slip pada permukaan lengkung dengan jari-jari R. Dengan

menggunakan metode energi, turunkanlah persamaan gerak sistem sekaligus dengan

frekuensi pribadinya,

37

Gambar 3.5

Solusi

Pertama-tama ditentukan dahulu energi kinetik sistem tersebut. Silinder tersebut bergerak

rotasi dan translasi, Jika kita misalkan kecepatan sudut silinder relatif terhadap titik.P

adalah , dan kecepatan sudut silinder relatif terhadap O adalah , maka diperoleh

hubungan:

38

Energi kinetik silinder:

maka eneri kinetik total adalah:

Energi potensial silinder adalah:

Kemudian dengan mensubstitusikan T dan U ke persamaan itu maka diperoleh:

Karena sudut sangat kecil artinya jauh lebih kecil dari pada sau radian, maka sin =

39

Dengan demikian frekuensipribadi sistem adalah:

3.2.3 Persamaan Gerak dan Hukum Newton

Hukum Newton untuk gerak dapat digunakan untuk memeroleh persamaan gerak satu

derajat kebebasan. Model yang umum untuk sistem satu derajat kebebasan ditunjukkan

pada Gambar 3.6. Gambar tersebut menunjukkan sistem getaran bebas tidak teredam.

Dari diagram benda bebas massa m dapat diketahui gaya-gaya yang bekerja pada massa

tersebut merupakan gaya pegas (k x) dan gaya inersia massa xm .

Gambar 3.6 Gerak Massa-Pegas dan Hukum Newton

40

Dengan prinsip diagram benda bebas itu diperoleh persamaan kesetimbangan:

Gaya yang bekerja adalah gaya pegas kx. Oleh sebab itu persamaan keseimbangan

gaya menjadi:

atau

dengan:

Persamaan getaran bebas merupakan persamaan diferensial orde 2. Dari solusi

persamaan getaran itu diperoleh:

dengan A1, dan A2 adalah konstanta yang diperoleh dan kondisi awal x(0) dan )0(x .

Solusi persamaan diferensial itu dapat dinyatakan dalam bentuk:

dengan

Dalam hal ini A adalah amplitudo gerak dan

adalah sudut fase.

Persamaan persamaan tersebut di atas menunjukkan bahwa jika sistem tersebut sudah

bergerak sehingga akan bergetar dengan gerak harrnonik sederhana, dan amplitudo

tidak berkurang dengan bertambahnya waktu t.

41

Frekuensi getaran sistem dapat dinyatakan dalam satuan Hz (herzt).

Sedangkan periode osilasi adalah:

Getaran Bebas Teredam

Getaran bebas teredam adalah sistem yang berosilasi akibat diberi kondisi awal berupa

sirnpangan awal x(0) atau kecepatan awal )0(x , dengan osilasi tersebut akan mengecil

amplitudonya. Perhatikan diagram bebas benda bebas sistem yang mengalami getaran

bebas teredam yang ditunjukkan pada Gambar 3.7.

Gambar 3.7 Diagram Benda Bebas Massa-Pegas-Peredam dan Gerakan m

Dari persamaan keseimbangan diperoleh:

Solusi persamaan itu adalah:

A dan s adalah konstanta, penurunan persamaan terhadap waktu t ( d x / d t ) diperoleh:

42

-Dari substitusi ke persamaan hingga diperoleh:

Persamaan di atas dinamakan persamaan karakteristik, dengan akar-akar persamaan

dihitung dengan rumus:

Solusi umu persamaan diferensial itu adalah:

'

dengan mana A1 dan A2 adalah konstanta yang diperoleh dari kondisi awal. Sekarang

kita akan menyusun kembali persamaan keseimbangan gaya dalam bentuk lain dengan

mendefinisikan:

dan atau

di mana n adalah frekuensi alami (frekuensi pribadi) sistem dan adalah faktor

redaman. Karena m, c dan k adalah bilangan positif maka juga merupakan bilangan

positif. Dengan menggunakan definisi n dan maka persamaan keseimbangan menjadi:

Persamaan karakteristi menjadi menjadi:

akar akarnya menjadi:

43

Dari persamaan kita dapat mengetahui secara jelas bahwa perilaku sistem ditentukan

oleh akar-akar persamaan karakteristik di atas. Akar-akar persamaan tersebut

tergantung dari nilai parameter seperti ditunjukkan pada Gambar 3.8.

Gambar 3.8 Akar akar persaman Karakteristik untuk berbagai nilai

Kasus 1: < 1

Akar-akar berbentuk bilangan kompleks:

dengan

sehigga diperoleh solusi homogen:

Dengan mendefinisikan frekuensi pribadi teredam:

dengan menggunakan formula Euler:

44

Selanjutnya solusi persamaan keseimbangan dapat dituliskan dalam bentuk:

atau

Karena x(t) adalah be saran ril, maka koefisien (A1 + A2) dan j(A1 + A2) juga harus ril.

Maka A1 dan A2 merupakan pasangan konjugasi kompleks maka persamaan yang

terakhir di atas dapat ditulis menjadi:

atau

dengan

dimana d adalah frekuensi getaran sistem teredam. Konstanta B dan diperoleh dari

kondisi awal, perpindahan x(0) dan kecepatan )0(x pada saat t = 0

Persamaan itu dapat disederhanakan menggunakan variabel kondisi awal perpindahan

x(0) dan kecepatan )0(x yaitu sebagai berikut:

B1 =xo

Dengan cara yang sama diperoleh:

45

Dengan mensubstitusikan B1 dan B2, pada persamaan di a tas , sehingga

persamaan menjadi:

Biasanya dapat diperoleh harga dari eksperimen, yaitu berdasarkan pengurangan

logaritmik .. Pengurangan logaritmik adalah perbandingan dua respons maksimum:

atau

Untuk nilai yang kecil, secara umum untuk kasus praktis, persamaan menjadi:

46

Gambar 3.9

Untuk nilai yang kecil, pengukuran lebih sulit dilakukan karena dua amplitudo yang

berurutan memiliki beda yang sangat kecil. Oleh sebab itu untuk redaman yang kecil,

pengukuran rasio redaman dilakukan dengan membandingkan amplitudo terbesar dengan

amplitudo beberapa periode berikutnya.. Misalkan u n t u k q p e r i o d e , m a k a :

maka

Kasus2: = 1

Kasus ini jarang terjadi pada sistem mekanik. Kasus ini adalah redaman kritis. Akar

persamaan karakteristiknya berupa akar kembar, yaitu:

Sehingga respons sistem ini adalah:

47

B3 dan B4 diperoleh dari kondisi awal, perpindahan x(0) dan kecepatan )0(x :

Kasus 3: >1

Kasus ini juga jarang terjadi pada sistem mekanik dan tidak ada osilasi. Bentuk solusi

untuk sistem ini adalah:

Pada Gambar 3.10 ditunjukkan bentuk respons untuk ketiga kasus redaman < 1;

dan.

Gambar 3.10

3.2.4 Redaman Kritis' Koefisien redaman kritis c, adalah suatu angka redaman pada sistem yang dapat

menyebabkan redaman kritis, yaitu = 1. Dari persamaan di atas, jika diperoleh:

Sedangkan faktor redaman dapat didefinisikan sebagai:

48

(2.43)

Contoh 2.4

Soal sama dengan Contoh 3.1, tapi kali ini dengan menggunakan Hukum Newton.

Solusi

Pertama, gambarkan dahulu diagram benda bebas silinder, di mana gaya-gaya yang

bekerja gaya pegas (k R , pertambahan panjang pegas adalah R , dan gaya inersia

Rm , di mana percepatan translasi titik 0 adalah , R , , dan momen lembam Jo R

Dari diagram bebas dan dengan menjumlahkan momen yang bekerja pada titik Q, diperoleh:

49

Diperoleh persamaan gerak:

atau

maka frekuensi pribadi sistem adalah:

Contoh 2.5

Efek medan sentrifugal

Sebuah baling-baling helikopter dan rotor terlihat pada Gambar 3.12. Dengan

menggunakan asumsi:' untuk penyederhanaan, turonian persamaaa gerak baling-baling

tersebut.

Gambar3.12

Solusi

Kita asumsikan baling-baling mempunyai massa yang seragam (tersebar merata) dan

50

terhubung"pada engsel O. Kecepatan sudut rotor adalah konstan sebesar dan efek

gravitasi diabaikan. Tiap elemen dq mengalami gaya sentrifugal R .dq, dengan

adalah massa baling-baling per satuan panjang. Dengan demikian momen terhadap titik

O yang diakibatkan gaya sentrifugal pada elemen dq adalah:

di mana R1=R + q cos

Kemudian dengan mengintegrasikan dM 0 diperoleh momen:

di mana sin ~ , cos ~ 1 dan.m = L. Sedangkan momen inersia'massa baling-

baling terhadap O adalah Jo = m L2 /3.

Dengan menjumlahkan momen terhadap titik O diperoleh:

51

Contoh 3.6

Pada Gambar 3.12 ditunjukkan suatu sistem yang bergetar. Jika massa batang diabaikan

dan massa m terletak pada ujung batang, turunkanlah persamaan gerak dan frekuensi

pribadi sistem.

Gambar 3.13

Solusi

Kita gambarkan dahulu gaya-gaya yang bekerja pada diagram benda bebas. Kita

asumsikan massa m bergerak ke kiri, maka pegas akan bertambah panjang sebesar =

= 0.5 L sin . Karena sudut keciI, maka sin = dan pegas akan bertambah panjang

= = 0.5 L . Gaya yang bekerja pada pegas = 0.5 k L .

Fo (LSLe

52

Dari diagram bebas dan dengan menjumlahkan momen yang bekerja pada titik O , maka

diperoleh:

Karena sin = dan cos ~ 1 ,maka diperoleh persamaan gerak:

Kekakuan dan massa ekuivalen:

rnaka frekuensi pribadi sistem adalah:

Contoh 2.7

Pada Gambar 3.13 ditunjukkan suatu sistem yang bergetar. Jika massa batang diabaikan

dan massa m terletak pada ujung batang, turunkanlah persamaan gerak dan frekuensi

pribadi sistem.

53

Gambar 3.13

Solusi

Kita gambarkan dahulu diagram benda bebasnya.

Dari diagram bebas dan dengan menjumlahkan momen yang bekerja pada titik O,

dengan rnengabaikan (m g)(L cos yang merupakan kondisi gaya pada keseimbangan

statik, diperoleh:

Karena sin = dan cos ~ dan dengan mengabaikan komponen statik m g L,

maka diperoleh persamaan gerak:

Kekakuan dan massa ekuivalen:

maka frekuensi pribadi sistem adalah:

54

Contoh 3.8

Pada Gambar 3.15 ditunjukkan suatu sistem yang bergetar. Jika massa batang

diabaikan dan massa m terletak pada ujung batang, turunkanlah persamaan gerak dan

frekuensi pribadi sistem.

Gambar 3.15

Solusi

Kita gambarkan dahulu gaya-gaya yang bekerja pada diagram benda bebas.

Kita asumsikan massa m bergerak ke kanan, maka pegas akan bertambah panjang sebesar

= 0.5 L sin . Karena sudut kecil, maka sin , dan pegas akan bertambah

panjang = 0.5 L . , dan gaya bekerja pada pegas 0.5 k L = 0.5 L .

Dari diagram bebas dan dengan menjumlahkan momen yang bekerja pada titik O akan

55

diperoleh:

Karena sin dan cos maka diperoleh persamaan gerak:

Kekakuan dan massa ekuivalen:

maka frekuensi pribadi sistem adalah:

Soal Perlatihan

1. Sebuah balok AB dengan letak pusat massa (CG) dan massa m, ditumpu oleh

dua buah pegas dan tumpuan di O , jika k1 = 2k, dan k2 = k, turunkanlah

persamaan gerak sistem dan frekuensi pribadi sistem jika

Gamber 2.16

56

2. Sebuah balok AB dengan letak pusat massa (CG) dan massa m ditumpu oleh dua

buah pegas dan tumpuan di o. Jika k, =2k, dan k2 = k, turunkanlah

persamaan gerak sistem dan frekuensi pribadi sistem jika

Daftar Pustaka

1. ABS. 2006. Guidance Note on Ship Vibration. American Bureau of Shipping.

New York.

2. Assmussen, Iwer, et all. 2001. Ship Vibration. Germanischer Lloyd. Hamburg.

3. Hutahaean, Ramses. 2012. Getaran Mekanik. Penerbit Andi. Yogyakarta.

4. Lloyd’s Register. 2006. Ship Vibration and Noise, Guidance Notes. Lloyd;s

Register. London.

5. Tungga B.K.. 2011. Dasar-dasar Getaran Mekanis. Penerbit Andi. Yogyakarta

.

57

BAB 4

GETARAN PAKSA

4.1 Pendahuluan Secara umum materi pembelajran yang dibahas dalam bab ini adalah getaran paksa dan

resonansi, persamaan keseimbangan getaran paksa, amplitudo getaran paksa.

Sasaran belajar: setelah menyelesaiakn bahan pembelajaran ini mahasiswa mampu

menyusun persamaan getaran paksa, menentukan fenomena resonansi dan getaran kritis

pada getaran terpaksa

4.2 Sistem getaran Paksa

Getaran paksa adalah sistem yang bergetar karena ada gaya luar yang terus menerus

bekerja pada sistem tersebut. Secara umum sistem satu derajat kebebasan yang

mengalami gaya luar dimodelkan seperti ditunjukkan pada Gambar 3.21

Gambar 4.1 Sistem getaran Paksa

Dari diagram bebas sistem seperti terlihat pada Gambar 3.21 diperoleh persamaan

keseimbangan gaya

58

Dengan F(t) adalah gaya luar yang merupakan fungsi t. Gaya F(t) dapat berupa gaya

harmonik sederhana, eriodik, atau acak.

4.3 Eksitasi Harmonik Untuk gaya luar harmonik, kita misalkan:

F(t) = F sin t

di mana F adalah amplitudo gaya dan adalah frekuensi gaya F dalam rad/s yang

juga merupakan frekuensi sistem angular. Persamaan keseimbangan menjadi:

Solusi khusus atau solusi dalam keadaan stedi adalah:

di mana X adalah amplitudo getaran dalam keadaan stedi. Dengan demikian

diperoleh:

Substitusi persaman di atas ke dalam persaman keseimbangan gaya sehingga

diperoleh:

atau

Persamaan itu dapat diuraikan menjadi:

Dari persamaan di atas untuk sembarang waktu t, diperoleh:

59

Dari persamaan yang pertama di atas diperoleh:

Kemudian kita substitusikan persamaan di atas ke persamaan sebelumnya,

sehingga diperoleh:

di mana F, X dan (k – m w2)2 + c2 w2 adalah besaran positif

Sekarang kita perhatikan kedua persamaan di atas. Dari kedua persamaan tersebut

dapat ditunjukkan bahwa:

untuk

maka

Untuk

maka

60

Karena 0 < < maka sudut fase dapat diperoleh dari persamaan di atas:

Dengan menggunakan persamaan identitas:

dan dan persamaan persamaan di atas diperoleh:

atau dengan mensubstitusikan:

dan

maka persamaan menjadi:

dan persamaan sudut fase menjadi:

di mana R adalah faktor pembesaran (magnificatioll factor):

Gambar 4.2 menunjukkan besar amplitudo dalam fungsi frekuensi

61

Gumbar 4.2 Kurva Fungsi Respons Frekuensi (FRF)

SolusiUmum

Solusi umum untuk sistem getaran paksa sederhana seperti pada Gambar 4.1 adalah

penjumlahan solusi homogen dan solusi khusus atau solusi part ikuler. Solusi

homogen diperoleh dari persamaan diferensial dngan sisi kanan sama dnegan nol,.

sedangkan solusi khusus diperoleh dari persamaan diferensial inhomogen dengan sisi

kanan atau faktor pengganggu adalah gaya eksitasi:

atau

solusi homogen saja adalah:

62

dan solusi khusus saja:

4.4 Metode Respons Frekuensi

Metode respons frekuensi merupakan suatu analisis g e t a r a n harmonik. Sebuah gaya

eksitasi sinusoidal dikenakan pada sistem dan respons keadaan stedi dapat diuji pada

daerah frekuensi tertentu. Untuk sistem linier, gaya eksitasi maupun respons sistem

akan berbentuk sinusoidal dengan frekuensi yang sama, dan dapat dibuktikan dengan

teori persamaan diferensial. Metode tersebut secara umum digunakan untuk

pengukuran getaran sehingga kita dapat dengan mudah memperoleh spektrum Fourier

dengan bantuan instrumentasi alat getar dan komputer. Teknik pemodulasian dapat

dijadikan prosedur umum untuk memperoleh data respons frekuensi yang merupakan

karakteristik sistem.

4.5 Metode Impedansi Metode impedansi mekanik adalah suatu analisis harmonik. Metode tersebut

menunjukkan bahwa fungsi sinusoidal suatu persamaan gerak yang dapat dianggap

sebagai vektor yang berputar seperti yang telah dibahas sebelumnya. Pertama-tama kita

akan menyajikan gaya pada sistem sebagai vektor dan kita akan menurunkan

impedansi mekanik sistem berikut komponen-komponennya.

Persamaan gerak sistem satu derajat kebebasan pada Gambar 2.21 dan respons

sistem dalam keadaan stedi adalah:

Dengan menggunakan bentuk vektor untuk gerak harmonik, persamaan di atas

dapat dituliskan dalam bentuk:

63

dengan vektor gaya adalah F = F ejwt dan vektor perpindahan adalah X = X ej(wt-), di mana

F dan X adalah magnitude atau fasor dari F dan X. Sedangkan kecepatan dan

percepatan massa m adalah jcX dan -2X.

Gaya pegas berlawanan dengan perpindahan massa, maka gaya pegas adalah -kX.

Serupa dengan hal tersebut maka gaya dan gaya inersia, masing-masing adalah - jcX

dan -2 m X . Masing-masing gaya tersebut digambarkan pada Gambar 4,3. Dengan

menggunakan vektor-vektor tersebut maka persamaan di atas menjadi:

Persamaan tersebut dapat digambarkan dalam bentuk poligon gaya seperti ditunjukkan

pada Gamhar 4 . 3 b Dari persamaan di atas diperoleh:

di mana

dengan r = /n

di mana

atau

64

di mana R adalah faktor pembesaran seperti yang' te1ah didefinisikan pada persamaan

terdahulu.

Gambar 4.3 Vektor gaya eksitasi. pegas, redaman dan inersia.

4.6 Fungsi Transfer

Fungsi transfer adalah suatu model matematik yang mendefinisikan hubungan input dan

output pada suatu sistem fisik. Jika sistem menerima input tunggal dan output tunggal,

maka sistem tersebut dapat dimodelkan menjadi diagram blok, seperti ditunjukkan pada

Gambar 4.4. Respons sistem x(t) disebabkan sebuah eksitasi F(t), yang dalam hal ini

x(t) adalah output dan .F(t)adalah input sistem.

Gambar 4.4

Secara umum hubungan input dan output adalah:

65

Sebagai contoh kita perhatikan sistem pada Gambar 4 . 1 pada awal Bab ini,

persamaan gerak sistem:

Dengan menggunakan metode impedansi, diperoleh:

Di mana G(j) merupakan fungsi transfer sinusoidal yang merupakan fungsi

terhadap frekuensi .

4.7 Resonansi, Redaman dan Lebar Pita Kurva

Dari kurva fungsi respons frekuensi (FRF) yang ditunjukkan p a d a Gambar 4.5 terlihat

bahwa puncak resonansi merupakan fungsi dari redaman. Dapat ditunjukkan bahwa

puncak kurva resonansi terjadi pada:

.

Jika < 0,1 , maka puncak kurva terjadi pada r ≈ 1 sehingga dari persamaan:

diperoleh faktor pembesaran:

66

Gambar 4.5 Kurva FRF berikut Lebar Pita Kurva

Redaman pada sistem dapat diketahui dari ketajaman puncak kurva FRF di dekat titik

resonansinya dan dapat diukur dengan ukuran lebar pita kurva FRF di dekat daerah

resonansi. Pada Gambar 4.5 ditunjukkan lebar pita kurva FRF (bandwidth), di mana

rasio frekuensi adalah r = w/wn; sedangkan r1 dan r2 adalah letak titik ½ daya, yaitu

di mana faktor pembesaran R di rl dan r2 adalah R = Rmax / (2 ½ ) . Kemudian kita

substitusikan persamaan tersebut pada persamaan sudut beda fase dan dengan

memasukkan Rmax = 1/(2) diperoleh:

Dengan mengasumsikan < 0,1 , diperoleh:

Maka lebar pita kurva resonansi:

67

4.8 Massa Tak Seimbang Suatu turbin motor listrik merupakan mesin dengan komponen berputar. Massa tak

s e imbang dapat terjadi pada suatu rotor jika pusat massanya tidak terletak pada sumbu

putar atau eksentrik. Ketidak-seimbangan me adalah suatu massa ekuivalen dengan

eksentrisitas e.

Pada Gambar 4.6 ditunjukkan suatu model mesin berputar dengan massa total M dengan

ketidakseimbangan me. Massa eksentrik m berputar dengan kecepatan sudut w dan

perpindahan vertikalnya adalah (x + e sin wt). Mesin tersebut dibatasi geraknya hanya

dalam arah vertikal dan memiliki satu derajat kebebasan,

Gambar 4.6 Model ketidakseimbangan pada mesin berputar

Perpindahan massa ( M-m) adalah x(t). Oleh sebab itu persamaan gerak sistemnya

menjadi:

Dengan menyusun kembali persamaan diatas maka diperoleh:

Atau dengan

68

maka :

Dari persamaan amplitudo respons harmonik adalah:

atau

dalam bentuk non-dimensional, dengan:

dan diperoleh:

Kurva persamaan di atas digambarkan d a n h a s i l n y a s e p e r t i pada Gambar

4.7. Untuk kecepatan rendah r << 1 gaya m e 2 adalah kecil dan amplitudo getaran

mendekati nol, pada saat resonansi r = 1, maka faktor pembesaran adalah R = 1/(2)

dan amplitude getaran:

.

Maka amplitudo getaran pada saat resonansi dibatasi hanya oleh adanya redaman dalam

sistem. Massa (M-m) adalah 90o berbeda fase terhadap massa tak imbang m. Sebagai

contoh, ketika massa (M-m) bergerak ke atas dan berada pada posisi keseimbangan

statiknya,massa tepat berada di atas pusat rotasinya.

Untuk kasus pada kecepatan tinggi r >> 1, massa (M-m) mempunyai amplitudo X =

m e / M . Dengan kata lain, amplitudo berharga konstan secara independen dan bukan

bergantung pad frekuensi eksitasi atau redaman pada sistem. Dan beda fasenya sebesar

180°, yaitu jika massa (M-m) berada pada puncak posisi, maka massa m tepat berada di

69

bawah pusat rotasi.

Gambar 4 7

4. 9 Kecepatan Kritis Poros Banyak kasus dalam aplikasi mekanik adalah masalah getaran yang ditimbulkan oleh

sistem poros dengan piringan yang tak imbang. Pada Gambar 4.8 ditunjukkan suatu

piringan yang terletak di tengah poros. Kecepatan kritis tetjadi pada saat kecepatan

rotasi poros sama dengan frekuensi pribadi poros dalam arah lateral. Jika poros

mempunyai distribusi massa dan elastisitas di sepanjang poros tersebut maka sistem ini

mempunyai derajat kebebasan lebih dari satu. Untuk kasus ini kita asumsikan massa

poros diabaikan dan kekakuanarah lateral k.

70

Gambar 4.8

Pandangan atas posisi umum pmngan berputar dengan massa m ditunjukkan pada

Gambar 4.9, terlihat G adalah lokasi pusat massa piringan. G adalah pusat geometri dan

0 pusat rotasi. Dengan mengasumsikan gaya redaman, seperti gesekan udara, arahnya

berlawanan pusaran poros, yang sebanding dengan kecepatan linier titik P dan kita

mengabaikan kekakuan bantalan dibandingkandengan kekakuan poros.

Gambar 4.9

Dengan menguraikan gaya-gaya dalam arah x dan y, diperoleh:

71

Dengan menggunakan metode impedansi, persamaan di atas menjadi:

Sudut fase /2 pada persamaan kedua menunjukkan bahwa perpindahan x dan y adalah

berbeda 90°. Hal ini membuktikan bahwa amplitudo X dan Y adalah sama besar.

Karena kedua harmonik x(t) dan y(t) besamya sama, dengan frekuensi yang sama dan

berbeda fase 90°, maka penjumlahan kedua respons tersebut akan berupa lingkaran

sehingga gerakan P berbentuk lingkaran dengan jari-jari u terhadap pusat rotasi O ,

sehingga diperoleh:

.

atau

Kemudian dengan mensubstitusikan

lalu dilakukan penyederhanaan, persamaan menjadi:

72

4. 10 Pengaruh Kekakuan Bantalan dan Tumpuan Pada Gambar 4.10 ditunjukkan suatu susunan puli yang ditumpu oleh suatu bantalan

dan bracket, di mana dalam hal ini kekakuan dalam arah vertikal lebih kecil dibanding

kekakuan arah lateral, kxx > kyy . Elastisitas bantalan akan menyebabkan sistem lebih

fleksibel dan keeepatan kritis akan lebih kecil,

Gambar 4.10

Kita dapat menyederhanakan model sistem yang diperlihatkan pada Gambar 4.11,

menjadi suatu susunan puli yang ditumpu oleh pegas yang diletakkan pada suatu

rangka tegar. Kekakuan ekuivalen kxx dan kyy adalah kekakuan ekuivalen susunan

poros, bantalan dan bracket. Posisi umum piringan ditunjukkan pada Gambar 4.11

di mana P adalah pusat geometrik dan G adalah pusat massa. O adalah pusat rotasi

sistem terhadap posisi keseimbangan statik.

Gambar 4.11

73

Kita asumsikan sistem tersebut tidak teredam sehingga persamaan geraknya menjadi:

Karena kxx ≠ k yy , maka persamaan di atas mengindikasikan bahwa sistem merniliki

dua frekuensi pribadi sehingga terdapat dua kecepatan kritis, Kita definisikan:

dan

maka dari persamaan diperoleh rasio amplitudo:

Kedua gerak harmonik x(t) dan y(t) mempunyai frekuensi yang sama dan beda fase

90°. Karena amplitudonya tidak sama maka penjumlahan kedua gerak tersebut berupa

elips terhadap titik O. Dengan rnengabaikan redaman maka sudut fase adalah 00 untuk

kecepatan di bawah kecepatan kritis, dan 1800 untuk kecepatan di .atas kecepatan kritis.

Kita akan memeriksa kondisi kecepatan di bawah dan di atas kecepatan kritis:

1. Kasus < nx dan < ny,

Piringan dan titik P berotasi dalam arah yang sama seperti ditunjukkan pada

Gambar 4.12. Pada gambar sisi yang lebih berat pada marking dan pasak

ditunjukkan sebagai identifikasi,

2. Kasus nx > ny

Piringan dan titik P berotasi dalam arah yang berlawanan dengan kecepatan

yang sama seperti ditunjukkan pada Gambar 4.12b.

3. Kasus < nx, dan > ny ,

74

Piringan dan titik P berotasi dalam arah yang sama dengan kecepatan yang sama

seperti ditunjukkan pada Gambar 4.12c:

Gambar 4.12

4.11 Getaran Mesin Torak Suatu mesin bolak-balik atau torak dimodelkan pada gambar di bawah ini di mana

gaya-gaya yang beketja adalah gaya pada torak:

dan gaya pada engkol:

75

Gambar 4.13

Jika gaya pada engkol telah diseimbangkan maka gaya ekuivalen pada sistem adalah

hanya gaya inersia torak, yaitu:

maka persamaan gerak .sistem:

sedangkan respons dalam keadaan stedi dapat ditentukan .dengan mensuperposisikan

respons akibat komponen gaya primer (mB e w2 sin wt) dan gaya sekunder:

Jika xp(x) adalah respons akibat gaya primer maka:

di mana

76

dan

dan jika xs(t) adalah respons akibat gaya sekunder maka:

di mana

dan

Contoh 4.1

Jika suatu mesin torak dengan massa ekuivalen torak mB = 2kg, dan massa total

mesin adalah 30 kg, kekakuan k = 180 kN/m, dan redaman c = 300 Ns/m, jari-jari

engkol adalah e = 0,07 m, dan panjang conecting rod L = 0.28 m.

(a) Hitunglah respons sistem dalam fungsi frekuensi !

(b) Jika putaran mesin torak 1000 rpm, gambarkanlah respons sistem dalam domain

waktu.

(c) Ulangi soal b untuk putaran mesin torak 1800 rpm

77

Solusi

Amplitudo respons primer:

Amplitudo respons sekunder:

di mana

dan

maka respons sistem:

Secara grafis, solusinya dapat dilihat pada Gambar berikut:

78

Untuk putaran motor 1800 rpm, grafiknya sbb.:

79

4.12 Isolasi Getaran dan Transmisibilitas Suatu mesin seringkali ditumpu oleh pegas dan peredam seperti ditunjukkan pada

Gambar 4.14, dengan tujuan untuk mengurangi transmisi gaya antara pondasi dan

mesin. Jika suatu gaya harmonik diberikan pada massa m dan defleksi pada pondasi

diabaikan, maka persamaan gerak sistem adalah:

dan gaya yang ditransmisikan adalah penjumlahan gaya pegas kx dati gaya redaman

xc , maka:

Gaya yang di transmisikan = kx + xc

Gambar 4.14

Jika gaya eksitasi adalah harmonik maka besar dan sudut fase gaya eksitasi Feq dan

gaya lannya diilustrasikan pada Gambar 4.15. Sudut fase sudut fase gaya yang

ditransmisikan. Dengan menggunakan persamaan di atas, maka gaya yang

ditransmisikan adalah:

.

80

Gambar 4.15

Rasio amplitudo antara gaya yang ditransmisikan dan gaya penggetar Feq dinamakan

transmisibilitas TR. Dari persamaan di atas diperoleh:

di mana

Persamaan perhitungan gaya yang ditransmisikan tersebut di atas dapat digambarkan

seperti pada Gambar 4.16. Perhatikan kurva pada 2r , ditunjukkan bahwa gaya yang

ditransmisikan lebih besar dari gaya penggetar pada daerah rasio frekuensi di bawah

2r , dan gaya yang ditransmisikan lebih kecil dari gaya penggetar untuk 2r .

Untuk kecepatan rnesin yang konstan, amplitudo gaya Fcq juga akan konstan: Maka

gaya yang ditransmisikan sebanding dengan TR sehingga akan lebih baik jika kita

mengoperasikan mesin dengan kecepatan konstan pada wnw .2 .

81

Gambar 4.16

Untuk mesin kecepatan bervariabel, gaya penggetar Feq adalah akibat tidak imbang

me, yaitu mew2, di mana w adalah frekuensi operasi. Mari kita definisikan suatu

gaya konstan, 2

nnemF . Kemudian kita substitusikan Feq ke persamaan di atas,

lalu bagikan kedua sisi persamaan dengan Fn, dan lakukan penyederhanaan, sehinga

diperoleh:

Maka untuk kasus ini gaya yang, ditransmisikan dapat saja tetap besar meskipun dengan

transmisibilitas yang rendah. Persamaan di atas dapat digambarkan sehingga

terbentuk seperti Gambar 4.17.

82

Gambar 4.17

Pengurangan transrnisi gaya pada gedung sangat diperlukan. Sebagai contoh,

peralatan mekanikal untuk gedung tinggi kadang ditempatkan pada atap atas ruang

paling atas. Reduksi gaya yang ditransmisikan adalah:

Reduksi Gaya =

di mana Feq' dan FT, adalah amplitude gaya eksitasi ruin gaya yang ditransmisikan.

Dapat kita simpulkan dari Gambar 4.17 bahwa frekuensi pribadi yang rendah dan

redaman yang rendah lebih diinginkan untuk isolasi getaran. Dengan mengasumsikan

z = 0 dan r > 1 maka TR = 1/(r2 – 1), sementara reduksi gaya menjadi:

Karena :

83

dan defleksi statik

maka persamaan di atas menjadi:

jika digambaarkan dalam sebuah kurva akaan

menghasilkan seperti Gambar 4.18

Gambar 4.18

Sistem Suspensi Kendaraan

Sebuah kendaraan adalah sistem kompleks dengan multiderajat kebebasan. Sebagai

pendekatan awal, Gambar 2.41 dapat dianggap sebagai model kendaraan yang

bergerak pada permukaanjalan yang bergelombang.

84

Gambar 2.41

Kita akan rnelakukan asumsi:

, , 1. Kendaraan tersebut dibatasi' sehingga merupakan sistem dengan satu derajat

kebebasan dalam arah vertikal.

2. Kekakuan roda dianggap tak hingga sehingga ketidakrataan jalan langsung

ditransmisikan ke sistem suspensi.

3. Roda bergerak mengikuti permukaan jalan yang dianggap sinusoidal.

Jika kondisi jalan merupakan fungsi sinusoidal L m/siklus, dan kecepatan kendaraan

adalah v km/j; maka frekuensi eksitasi adalah:

atau

Sedangkan jika amplitudo kekasaran jalan adalah Y, maka eksitasi pada sistem

kendaraan adalah serupa dengan sistem pondasi yang bergerak mengeksitasi sistem,

sehingga kita dapat menerapkan persamaan untuk memperoleh respons sistem.

Contoh 4.16:

Jika suatu trailer dengan massa dalam keadaan beban penuh 1200 kg dan beban kosong

300 kg. Konstanta pegas 500 kN/m. Faktor redaman = 0.4 pada beban penuh..

Kecepatan trailer adalah 72 km/j, Sedangkan kondisi jalan adalah sinusoldal dengan 4

m/siklus. Hitunglah rasio amplitude dalam keadaan penuh dan dalam keadaan kosong.

85

Solusi

Frekuensi eksitasi adalah:

Koefisien redaman

karena c dan k mempunyai nilai tetap, maka z merupakan fungsi massa m. Maka faktor

redaman dalam keadaan penuh adalah:

4.13 Respons Terhadap Eksitasi Periodik

4.13.1 Deret Fourier

Sebelumnya telah kita pelajari respons sistem satu derajat kebebasan terhadap eksitasi

harmonik. Eksitasi harmonik dengan frekuensi w juga periodik, yang gelonbangnya

berulang-ulang dengan interval waktu T'=Zp/w, di maka T adalah periode eksitasi.

Bentuk lain <Iarieksitasiperiodik be1um tentu berbentuk harmonik, seperti

diilustrasikan pada Gambar 2.42~

86

Fungsi f(t) tersebut adalahperiodik tetapi bukan harmonik,

Gambar 2.42

Seperti telah dijelaskan bahwa bentuk fungsi periodik sembarang dengan periode T

dapat dinyatakan dalam bentuk deret sebagai berikut:

di mana

di mana koefisien ao, an dan bn, untuk fungsi periodik F(t) diperoleh dari:

Jika gaya periodik F(t) dikenakan pada suatu sistem satu derajat kebebasan, maka

dengan menganggap bahwa gaya periodik tersebut adalah beberapa input gaya dengan

sejumlah n gaya harmonik yang diuraikan dengan menggunakan deret Fourier, maka

persamaan gerak sistem menjadi:

87

Respons stedi akibat tiap-tiap komponen gaya eksitasi dapat dihitung dengan prinsip

superposisi:

Contoh 2.17

Pada Gambar 2.43 ditunjukkan suatu cam menggerakkan suatu sistem massa-pegas.

Jika maksimum xl(t)=20 mm, dan kecepatan sudut cam 90 rpm sedangkan massa m

=25 kg, dan k.=k= 6 kN/m, dan koefisien redaman c =

0.2 kN.s/m, hitung dan gambarkan respons xk(t)_dalam keadaan stedi ( solusi khusus )

dengan menggunakan 100 koefisien Fourier.

Gambar 2.43

Solusi

Kita uraikan dahulu eksitasi'dengan menggunakan deret Fourier:

88

maka periode T = 2/3 detik maka:

Koefisien Fourier dieari sebagai berikut:

Dengan cara yang sama didapatkan:

a2 = a3 = a4 = a5 = 0

Koefisien untuk deret sinus:

89

Maka dengan menggunakan deret Fourier diperoleh:

Sekarang kita akan turunkan persamaan gerak dari diagram benda bebas diperoleh:

Respons akibat eksitasi konstan adalah:

Respons dari eksitasi frekuensi harmonik n adalah:

atau

90

dimana

maka respons sistem adalah:

dari data yang diberikan:'

dan

Sedangkan solusi umum diperoleh dengan rnenarnbahkan solusi homogen

91

4.13.2 Respons Terhadap Impuls Respons sistem terhadap sebuah unit impuls dengan kondisi awal nol dinamakan

respons impuls. Suatu sinyal segi empat dengan durasi waktu To dan tinggi-L'L 1/To,

ditunjukkan pada Gambar 2.44a.·Luas pulsa atau sinyal ini adalah 1 unit. Untuk

memperoleh satu unit impuls, mari kita definisikan suatu pulsa dengan lebar To

mendekati nol .dengan luas pulsa tetap satu unit ..

Dalam bentuk limit, kita dapat mendefinisikan satu unit' impuls (t) yang' didefinisikan

dalam hubungan:

Impuls tersebut terjadi pada t = 0 seperti ditunjukkan pada Gambar 2.44. Jika satu unit

impuls terjadi pada waktu t = , maka dapat didefinisikan dalam hubungan:

Perlu dicatat bahwa (t - ) adalah satu unit' impuls yang ditranslasikan sepanjang

sumbu waktu dengan sebesar

Gambar2.44

92

Secara matematis sebuah unit impuls h~rus memiliki lebar 'nol, satu unit luas dan

tinggi.yang tak.hingga. Maka terlihat bahwa suatu unit impuls tak dapat

direalisasikan ,dalam penerapan. Pada pengujian pulsa pada sistem nyata, suatu

eksitasi dapat dianggap sebagai suatu impuls jika 'durasinya sangat pendek

dibanding peri ode natural sistem ( = 1/fn).

Dari persamaan di atas, persamaan gerak sistem dengan eksitasi:

adalah:

Dengan asumsi sistem dalam keadaah diam sebelum diberi unit impuls (t), yaitu

kondisi awal:

Karena (t), diberikan pada waktu t = 0, maka (t), sudah berakhir pada waktu t

> '0. Dengan demikian maka: Pada sistem tidak'ada gaya luar yang bekerja pada t>

0,

Energi ipnut akibat (t), menjadi kondisi awal pada t = 0.

Untuk mendapatkan kondisi awal pada t = 0, kita integrasikan persamaan itu dua kali

untuk selang waktu 0- < t < 0+ sehingga

Dari persamaan di atas, integrasi pertama (t) menghasilkan konstanta dan integrasi

kedua untuk selang 0-< t <0+ adalah nol. Maka sisi kanan persamaan tersebut adalah

nol. Jika x(t) tidak menjadi tak hingga, maka integrasinya untuk area interval

infinitesimal juga nol, sehingga diperoleh:

Jika x ( 0-) = 0 seperti ditunjukkan persamaan di atas, maka x ( 0+) = 0 .

Sekarang integrasi satu kali persamaan di atas untuk interval 0-< t < 0+,

menghasilkan:

93

Dari persamaarr , sisi kanan persamaan ini adalah berupa unit. Suku ketiga sisi kiri

persamaan adalah nol jika x(t) tidak menjadi tak'hingga, Suku kedua adalah nol

seperti dijelaskan di atas. Dengan demikian:

Daftar Pustaka

1. ABS. 2006. Guidance Note on Ship Vibration. American Bureau of Shipping.

New York.

2. Assmussen, Iwer, et all. 2001. Ship Vibration. Germanischer Lloyd. Hamburg.

3. Hutahaean, Ramses. 2012. Getaran Mekanik. Penerbit Andi. Yogyakarta.

4. Tungga B.K.. 2011. Dasar-dasar Getaran Mekanis. Penerbit Andi. Yogyakarta

94

BAB V

GETARAN PADA SISTEM PROPULSI KAPAL

5.1 Pendahuluan

5.2 Definisi Sistem Propulsi Sistem propulsi kapal adalah suatu sistem yang digunakan untuk menggerakan kapal pada

suatu kecepatan yang direncanakan, secara umum sistem propulsi terdiri dari tiga

komponen pokok yaitu: i) motor penggerak (main engine), ii) sistem transmisi (gear box)

dan iii) alat penggerak kapal (propeller), ketiga komponen pokok tersebut dihubungkan

dengan poros maka sistem propulsi kapal juga dikenal dengan nama sistem poros, detail

komponen sistem tersebut sebagaimana Gambar 5.1.

Gambar 5.1 Komponen utama sistem propulsi kapal

Fungsi utama sistem poros pada sistem penggerak kapal adalah sebagai sistem transmisi

daya dan putaran yang bersumber dari mesin utama menuju ke propeller untuk

menggerakan kapal pada suatu kecepatan tertentu (Kiyokatsu, 1997). selain fungsi utama

diatas, hal penting yang diperhatikan adalah berkaitan dengan dimensi dan bahan poros

yang berefek pada kekuatan dan getaran sistem (Harrington, 1992).

propeller gear box main engine

95

5.3 Modus Getar pada Sistem Propulsi Getaran yang ditimbulkan oleh sistem poros terhadap kapal secara keseluruhan adalah

disebabkan oleh gaya hidrodinamika propeller dan combation gas mesin utama kapal.

Terdapat tiga modus getar pada sistem propulsi yaitu: i) getaran torsional, getran lateral

dan getaran longitudinal, jelasnya dapat dilihat sebagaimana Gambar 9.2 yaitu:

Gambar 5. 2, Modus getar pada sistem poros

5.4 Dampak Getaran Getaran yang dihasilkan sistem poros pada resonansi getar lateral yang cukup tinggi

(diatas dB) akan sangat berdampak terhadap tingkat kenyamanan penumpang dan ABK,

kerusakan struktur serta rusaknya komponen sistem poros. Kerusakan tersebut

diantaranya: terjadinya penambahan stress poros pada daerah di dekat propeller,

kerusakan pada stern bearing over heating (keausan), pembesaran gaya reaksi propeller

Selanjutnya untuk suatu rancangan sistem poros pada proses analisis beberapa output

perhitungan diataranya lateral natural frekwensi sistem poros. Hal ini berhubungan

dengan kecepatan poros yang tidak seimbang sehingga berefek pada kecepatan kritis pada

kecepatan kapal. Analisa tersebut menurut Richard (1979) dapat dianalisis dengan

“metode Brackets”

96

5.5 Ketentuan Pengaturan Sistem Lokasi Mesin Utama

Perletakan mesin utama dan propeller adalah informasi penting dalam perencanaan sistem

poros. Hal tersebut berkaitan dengan material dan dimensi panjang poros yang

dipergunakan. Perletakan tersebut umumnya telah ditetapkan pada tahap awal

penedsainan kapal. Peletakan mesin umumnya didasarkan pada: 1) Jenis propeller yang

digunakan , 2) Detail komponen mesin utama dan, 3) Pertimbangan-pertimbangan dalam

pengaturan ruang permesinan, dalam hal ini menyangkut peralatan tambahan yang

digunakan. Disamping berdampak terhadap getaran, panjang poros pula berefek pada

efisiensi propeller melalalui efisiensi poros yang dihasilkan ( s ), untuk sistem propulsi

mengunakan mesin 4 langkah dengan transmisi gear box parameter efisiensi

mekanik/shaft diperkirakan 97% [Man B&W, 1997]

Lokasi Propeller

Peletakan propeller pada buritan kapal umumnya didasarkan sejumlah parameter

diantaranya adalah: diameter propeller, clearance propeller (jarak antara ujung propeller

dan base line kapal serta jarak antara propeller dgn lambung pada radius putaran

propeller). Untuk single screw propeller disarankan peletakannya dengan clearance 6-12

in sebagaimana pada gambar.2

Gambar 5.3 . Clearance propeller single screw

97

5.6 Pembebanan Sistem Poros Ketentuan desain

Untuk suatu kekuatan yang dikehendaki dengan tingkat getaran yang rendah, dimensi

poros adalah salah satu parameter penting. Umumnya dimensi poros diprediksi

berdasarkan pada sejumlah yang diterima. Dalam banyak kasus diameter poros sangat

berdampak pada getaran lateral dan torsional, namun pada getaran longitudinal sangat

kurang berpengaruh, hal ini dikarenakan penguatan dan berat poros mengalami

perpanjangan yang profesional.

Propeller-induced loads

Bending stress yang umum terjadi pada sistem poros (propeller dan poros) adalah sebagai

akibat perubahan kecepatan aliran air yang masuk ke propeller ditambah dengan berat

propeller itu sendiri. Apabila propeller bekerja dengan kecepatan tetap pada radian

tertentu, hal tersebut akan mempunyai sebuah aliran stedy serta gaya yang tetap. Kondisi

ini akan berubah apabila perubahan kecepatan axial rata-rata, variasi radian kecepatan

aliran masuk tergantung pada arus ikut yang dialami kapal.

Arus ikut (wake) adalah perbedaan antara kecepatan kapal dengan kecepatan aliran air

yang menuju ke baling-baling. Membagi perbedaan ini antara kecepatan kapal dan

kecepatan aliran, hal tersebut akan menghasilkan dua harga koefisien arus ikut. Koefisien

yang pertama disebut fraksi arus ikut Taylor (Taylor wake fraksion) dan koefisien yang

kedua disebut fraksi arus ikut Froude (Froude wake fraksion). Taylor mengenalkan suatu

bentuk fraksi arus ikut (wake) dengan mengeksperesikan kecepatan arus ikut sebagai

fraksi dari kecepatan kapal.

S

aS

V

VVw

(1)

dan fraksi arus ikut Froude:

98

A

AS

V

VVw

(2)

atau berdasarkan hasil statistik Holtrop (1984) untuk kapal single screw dapat

mengunakan persamaan (3):

w.=((0.17774*(B^2)/(L-(L*Cp))^2)-(0.577076*B/L)+(0.404422*Cp)+(7.65122/Dv^2))

Arus ikut kapal umumnya disebabkan oleh prinsip-prinsip sbb: 1) Fractional drag dari

badan kapal. 2) Streamline flow yang lewat badan kapal 3) Kapal membentuk suatu pola

gelombang di permukaan air dimana partikel-partikel air dan puncak gelombang

mempunyai kecepatan maju yang disebabkan oleh gerakan orbitalnya. Disamping itu arus

ikut (wake) bertambah sesuai dengan penurunan diameter propeler. Arus ikut akan turun

sesuai dengan bertambahnya jarak (clearance) antara badan kapal dan baling-baling

[Harvald, 1983].

5.7 Perencanaan Sistem Poros Perencanaan Propeller

Sehubungan dengan perhitungan getaran, khususnya getaran yang terjadi pada propeller

umumnya sangat dipengaruhi luas / tebal permukaan, berat dan momen inersia propeller.

Komponen Baling-Baling

Sketsa baling-baling diberikan dalam Gambar 4

99

Gambar 4 Sketsa baling-baling

Propeller blade atau daun baling-baling ditempelkan pada hub, dan hub dipasang pada

sebuah ujung poros baling-baling. Baling-baling berputar pada garis tengah poros. Arah

rotasi (maju normal) bila dilihat dari belakang berputar kekanan searah jarum jam.

Blade edge atau pinggir daun baling-baling, dalam hal ini dikenal dalam dua bagian,

pinggir blade bagian depan disebut leading edge (nose) dan edge bagian belakang disebut

trailing edge (tail). Sedangkan pertemuan kedua pinggir blade (leading edge dan traling

edge) disebut blade tip. Pada titik blade tip diameter (D) atau radius (R=D/2) baling-

baling diukur.

Blade surface atau permukaan blade dalam hal ini dikenal pula dalam dua bagian,

permukaan blade bagian belakang (back) didefinisikan sebagai permukaan blade berada

dimana arah poros itu datang sedangkan permukaan yang lainnya disebut permukaan

blade bagian depan (face), ketika kapal bergerak maju, masuknya aliran air melalui

belakang baling-baling. Karena proses maju tersebut hal ini mempercepat bagian

belakang propeller memiliki tekanan rata-rata rendah dan permukaan blade bagian depan

memiliki tekanan rata-rata tinggi (perbedaan antar tekanan ini menghasilkan gaya

dorong), permukaan blade bagian depan juga disebut permukaan tekanan dan belakang

disebut permukaan hisap)

100

Propeller hub umumnya berputar simetris karena jangan sampai mengganggu aliran air

bekerja. Blade baling-baling ditempelkan ke hub pada daerah fillet atau akar blade.

Selanjutnya sebuah topi dipasang pada ujung hub.

Berat Propeller

Perhitungan berat Propeller termasuk hub dapat diprediksi dengan persamaan:

))((3 BTFMWRKDW (13)

dimana K adalah material density factor, D= propeller diameter , MWR = mean width

ratio dan, BTF=blade thickness fraction

)( radiushubradiusbladeD

bladeperareaDevelopedMWR

)( radiushubradiusbladeD

bladeperareaDevelopedBTF

Developed area propeller dapat diprediksi dengan formula Keller’s[Kuiper, 1992]:

kDpvpo

TZEAR

2)(

)3,03,1( (12)

dimana po adalah tekanan statik pada shaft propeller;

pressurecatmospherighpo

sedangkan harga k adalah 0,2 untuk kapal dengan distribusi wake yang kecil/halus, untuk,

tinggi tekanan statik pada shaft propeller (h) dengan tekanan atsmosfir ( 25 /10 mN ) dan

vapor pressure v tergantung pada suhu tekanan pengujian.

Momen inersia propeller

Momen inersia propeller dapat diprediksi dengan persamaan:

101

g

rwI p

2

. 2

(14)

Dimana berat propeller, w (ton) ; Jari-jari propeller , r (m); dan Percepatan gravitasi, g

(m/sec2 )

5.7 Perencanaan Poros

Demikian pula dalam perencanaan poros sejumlah parameter yang perlu dipertimbangkan

adalah berat poros dan momen inersia poros, hal tersebut telah mempertimbangkan

material yang gunakan, khususnya terhadap sifat fatigue characteristic

Berat poros

Persamaan berat poros per unit panjang ( ) sbb:

= 0.002035( g )(d2) (14)

Dimana: g = 0.28355 lb/in3(Density berat baja)

d = Diameter poros (in)

Momen Inersia poros

Persamaan Momen Inersia poros ( I) sbb:

I= 0,049 4d (15)

Dimana: d = Diameter poros (in)

Diameter poros dapat direncanakan menurut BKI 1996 berdasarkan pers :

102

Cew

da

dinCw

Pwkfds .

1.

.

3

1

4

(mm) (15)

dimana:

Pw = Daya Poros

f = factor untuk type instalasi propulsi =100

k =factor untuk type poros= 1,4 untuk poros pelumasan minyak

Cew =factor untuk mesin tampa “ice class” =1,0

n =Putaran poros propeller

nilai untuk, 1-

da

di=1

Cw=160

560

Rm dimana Rm =Kekuatan Tarik material (400-800 N/mm2)

apabila diambil Rm =600 N/mm2

5.8 Gataran Lateral Sistem Poros

Getaran lateral adalah salah satu modus getar yang berpengaruh pada sistem poros

disamping getaran logitudinal dan torsional, sebagaimana di ilustrasikan pada gambar 2.

Getaran lateral dibangkitkan oleh karena adanya eksitasi propeller yang sedang berputar,

besarnya natural frekwensi getaran lateral, )/( srad yang terjadi tergantung pada N-

Blade propeller dan rpm propeller = )/( srad sehinggga dapat digambarkan pada

persamaan :

N (16)

Menurut Richard 1979 pada sistem poros koefisien gaya ditimbulkan propeller dari ada

empat koeficient yaitu:

Defleksi propeller dalam sebuah unit force, 11

Defleksi angular propeller dalam radian pada sebuah unit force, 12

103

Defleksi propeller dalam sebuah unit moment, 21

Defleksi angular propeller dalam radian pada sebuah unit moment 22

Keempat koefisien tersebut diperoleh dari double imegration persamaan bending moment

shaft debagaimana Tabel 1. Dari sebuah pendukung sederhana (siply suppoted) dan

sebuah ujung yang di jepit (forward end clamped. (gambar 4)

Gambar 5. 4, Model Analisis Sistem Propulsi

Ukuran b diambil dari center grafity propeller ke titik after bearing dan ukuran l

diambil dari titik center forward bearing sampai after bearing, Sedangkkan ukuran

diameter d shaft diambil dari nominal tail shaft diameter antara journal (kenaikan dari

diameter di journal disk sangat aman ditiadakan dan harus lonjong pada sisi tail shaft

propeller hub.

Tabel 1 Persamaan Bending Momen poros

Simple Support Fixed Forward End

11

EI

lb

EI

b

33

23

EI

lb

EI

b

43

23

12 = 21

(by maxwell’s) EI

bl

EI

b

32

2

EI

bl

EI

b

42

2

22

EI

l

EI

b

3

EI

l

EI

b

4

104

Laterar Natural Frekwensi Propeller

Perhitungan laterar natural frekwensi pada sebuah propeller pada putaran poros (massa

poros diabaikan ) dapat didasarkan pada Formula Jasper’s

mA

ABB

11

22

12

4

(17)

dimana:

)0.1)((2

1 EDN

A

dan

0.1)(2

1

D

NB

untuk persamaaan A dan B digunakan tanda minus untuk forward whirl dan tand plus

untuk reverse whirl. Dan selanjutnya koefisien D, E dan mCoreccted sbb diperoleh :

11

22

m

ID d ,

2211

2

12

E dan

bmmcorected 3

1

Lateral Natural Frekwensi Dari Poros

selanjutnya persamaan untuk mendapatkan lateral natural frekwensi dari poros itu sendiri:

4

2

2l

EIK

(18)

dimana:

105

K= 97,4 (untuk simply supported shaft)

K= 237.2 (untuk shaft with clamped forward end)

= massa poros per unit panjang

Kombinasi Natural Frekwensi

Menurut persamaan Dunkerley , kombinasi natural frekwensi dari dua partial sistem

frekwensi sbb:

2

2

2

1

2

III (19)

selanjutnya menurutnya sebagai pengembangan perhitungan kombinasi, harga yang perlu

digambarkan pada sistem poros sbb:

1 untuk harga 2

1 diihitung berdasarkan :

- simple support, forward whirl

- simple support, reverse whirl

- fixed forward end, forward whirl

- fixed forward end, reverse whirl

2 untuk harga 2

2 diihitung berdasarkan :

- simple support

- fixed forward end, (forward and reverse whirl)

3 untuk persamaan Dunkerley dalam mengunakannya berdasarkan empat kasus diatas

4 dalam menentukan natural frekwensi dari semua system :

- simple support, forward whirl

- simple support, reverse whirl

- fixed forward end, forward whirl

- fixed forward end, reverse whirl

Kecepatan Kritis Putaran Propeller

Kecepatan kritis adalah suatu range putaran propeller yang memiliki getaran yang cukup

tingggi. Persamaan dalam menentukan kecepatan kritis putaran propeller:

106

N

menitper Getaran propellerputaran kritisKecepatan (20)

Dimana : 55,9menitper Getaran

107

5.9 STUDI KASUS

Dibawah ini contoh sebuah analisis perhitungan getaran dan kecepatan kritis kapal ikan

tradisional (Gambar 5.6) selanjutnya alat pengerak (propeller) yang dihubungkan

langsung dengan poros pada mesin utama (gambar 2).

Gambar 5.6: Rencana Umum Kapal Sampel

Gambar 5.7: Model Sistem Poros Kapal Sampel

Data

Ukuran Utama Kapal

LOA : 12,90 m

LBP : 9,46 m

108

Lwl : 11,26 m

B Deck : 2.75 m

H : 1,00 m

T : 0,75 m

V : 7 Knot

Displ : 9,5 Ton

Cb : 0.411

Data Sistem

o Data Propeller

Diameter : 0.43

RPM : 2200

P/D : 0.5

Efisiensi Open Water : 0.31

EAR : 0.37

o Data Poros

Panjang Poros : 3000 mm

Diameter Poros : 30 mm

o Data Mesin

Model : TS 230 R

Jumlah Silinder : 1 (Satu)

Tipe : Mesin Horisontal 4 Tak

Diameter x Panjang Silinder (mm) : 112x115

Volume Langkah (Lt) : 1.132

Daya kontinyu (PK/PPM) : 18.2/2200

Daya sesaat ( 1 jam ) (PK/PPM) : 23 /2200

Pemakaian Bahan Bakar spesific : 174 gr/DK. Jam

Sistem Pembakaran : Langsung

Sistem Pendingin : Radiator

Sistem start : Tangan /Engkol

Kapasitas Tangki Minyak BB :20.3 lt

Kapasitas Tangki Minyak lumas :20.3 lt

Kapasitas Pendingin air :5.9 lt

Berat Kosong :202 kg

109

5.8 Pemodelan sistem

Gambar 5.8 : Definisi Pemodelan Sistem

Perencanaan Propeller

Hal yang penting sehubungan dengan perancangan propeller antara lain: Propeller

diameter, Propeller Rpm, Number of blades, Propeller pitch, Blade skew, Develoved area,

Propeller blade thickness, Propeller thickness, Propeller hub, Propeller weight dan untuk

perancangan sistem poros ini diorientasikan pada tipe Wagerningen B-series dengan

diameter dan jumlah daun propeler berdasarkan data propeler kapal ikan tradisional ( D=

0.43 m dan Z = 2 Daun) dan EAR atau blade area rasio diprediksi dengan persamaan

12 diperoleh EAR = 37% (lampiran 2) dihitung dengan kondisi tinggi tekanan statik shaft

propeller (h= 0.55 m), tekanan atsmosfir ( 25 /10 mN ) dan vapor pressure

2/2300 mNv pada suhu tekanan 170. selanjutnya diperoleh P/D 0.5 (Lampiran 2),

sebagai adopsi propeler yang akan digunakan dalam perancangan ini mengunakan

propeler dengan sfesifikasi sbb: 1) Type FPP Wagerningen B3-35 (series), 2) Ae/Ao =

35, P/D=0.5. Selanjutnya perhitungan berat Propeller termasuk hub dapat diprediksi

dengan persamaan 13: diperleh berat propeller 0.3658 lb dengan harga Material density

factor (K)=0.25, mean width ratio (MWR)=0.7, blade thickness fraction (BTF) = 0.0406

(tabel) dan momen inersia propeller dapa diprediksi berdasarkan persamaan 14 diperoleh

5.74 lb m s2/in (Lampiran 3)

110

Perencanaan Poros

Diameter poros propeller(ds) (mm)dapat dintukan dengan mengunakan persamaan 15

diperoleh diameter poros 25 mm (Lampiran 2) berdasarkan data Daya Poros (pw), factor

untuk type instalasi propulsi (f)=100, factor untuk type poros (k)= 1,22 (untuk poros

pelumasan minyak),factor untuk mesin tampa “ice class”(Ces) =1,0 ,Putaran poros

propeller (n)=2200, kekuatan Tarik material (Rm) diambil 600 N/mm2 .selanjutnya berat

poros persatuan panjang diprediksi berdasarkan persamaa 16 diperoleh 0.0008 lb s2/in

(Lampiran 3) dan momen inersia berdasarkan persamaan 17 diperoleh 0.095 in4

(Lampiran 3)

Analisis Getaran Lateral Sistem Poros

Dengan diasumpsikan model sistem berputar gambar 2-3 sehingga diketahui besarnya

harga natural frekwensi getaran lateral , baik yang terjadi akibat putaran propeller

sendiri 1 , maupun beban yang disebabkan poros 2 .

Analisis sistem untuk menentukan geteral lateral kombinasi natural frekwensi dari dua

partial sistem frekwensi tersebut didasarkan pada empat kasus (Dunkerley ) yaitu:

simple support, forward whirl

simple support, reverse whirl

fixed forward end, forward whirl

fixed forward end, reverse whirl

Sehingga berdasarkan dari model system pada gambar 5 dan data system pada table 2

diperoleh masing-masing harga 1 diprediksi berdasarkan persamaan17 (menurut

jasper’s), 2 didasarkan pada persamaan 18 , dan didasarkan pada persamaan 19

(menurut Dunkerley) dan harga tersebut seperti pada Table 3.

Tabel 2: Data system poros kapal sampel

b = 15.748 in (Definisi pada gambar 5)

l = 102.36 in (Definisi pada gambar 5)

d = 1.18 in (Untuk tail shaft)

111

I = 0.095 Jika 0,049 4d

g = 0.28355 lb/in3 (Densitas berat baja)

= 0.00080 Jika 0.002035( g )(d2)

E = 29x106 lb-in-s2 (Modulus young’s untuk baja)

Id = 0.5329 lb-in-s2 (Penambahan 25 % entrained water)

M = 5.745 lb-s2 (Penambahan 25 % entrained water)

Tabel 3: Data Hasil Perhitungan Getaran (lampiran 3)

Kondisi 2

1

(rad/sec)

2

2

(rad/sec)

(rad/sec)

simple support, forward whirl

simple support, reverse whirl

fixed forward end, forward whirl

fixed forward end, reverse whirl

49.252

49.221

62.87

62.83

3047.72

3047.72

7422.176

7422.176

48.469

48.442

62.346

62.310

Selanjutnya kecepatan kritis putaran propeller dapat diprediksi berdasarkan persamaan

19 untuk forward whirl= 23.58 rpm dan reverse whirl= 20.81 rpm (Lampiran 3

112

BAB VI

KEBISINGAN KAPAL

6.1 Pendahuluan Dalam bab ibi yang dibahas adalah bunyi dan kebisingan, khususnya kebisingan yang

terjadi di kapal, dampak negatif kebisingan pada kesehatan, dan uapaya pencegahan

resiko kesehaatan personal akibat bising. Hal penting yang dibahas dalam bab ini adaaah

kriteria kebisingan atau regulasi internasional tentang pembatasan tingkat bising di kapal.

Sasaran pembelajaran pada bab ini adalah bahwa setealh menyelesaikan bahan

pembelajaran ini mahasiswa mampu menjelaskan sumber dan mekanisme kebisingan di

kapal, menjelaskan dampak kebisingan dan mempresentasikan kriteria getaran dan

kebisingan pada kapal.

6.2 Bising dan Bunyi Kebisingan di kapal mulai menjadi masalah sejak diperkenalkannya mesin uap sebagai

penggerak kapal, kemudian digunakan motor diesel yang hingga saat ini masih

mendominasi penggerak kapal niaga. Pada awalnya kebisingan dianggap sebagai resiko

kerja di kapal, sehingga para pekerja menjadi korban. Kebisingan pada level tertentu

sangat merusak kesehatan, khususnya daya dengar.

Kemajuan teknologi membuat kapal menjadi semakin canggih, mulai dari sistem

propulsi, sistem kendali manuver, sampai sistem perlengkapan kapal untuk menunjang

operasional kapal semakin dimekanisasi dan diotomatisasi. Akibatnya, kapal semakin

bising karena sekain banyak sumber bising di kapal. Pada awalnya kebisingan tidak

dipandang sebagai sesuatu yang serius.

Seiring dengan kemajuan jaman, maka perhatian manusia pada kesehatan dan kenyamana

semakin tinggi, termasuk kemudian pembentukan lembaga atau badan nasional maupun

internasional yang bertujuan melindungi para pekerja dari resiko kerja, keselamatan dan

kenyamanan dalam menjalankan pekerjaan, termasuk kondisi kerja di kapal. IMO

(International Maritime Organization) adalah badan PBB yang khusus menangani

masalah kemaritiman internasional mengeluarkan regulasi berupa Kode Internasional

tentang Tingkat Bising di Kapal (IMO Code on Noise Levels on Board Ships) yang

113

pertama tahun 1981. Revisi terakhir Kode itu disetujui pada tahun 2012 dan diberlakukan

efektif mulai 1 Juli 2014. Dalam Kode itu dinyatakan dengan tegas bahwa bising dapat

mengganggu kesehatan dan menimbulkan gangguan keselamatan kapal.

6.3 Sumber dan Dampak Kebisingan di Kapal Kapal sebagai sarana transportasi telah berkembang sejalan dengan perkembangan

ekonomi, perdagangan dan teknologi. Saat ini kapal umumnya digerakkan dengan motor

diesel, dan saat ini ada kecenderungan penggunaan motor berbahan bakar gas atau motor

dengan bahan bakar ganda (dual fuel engine). Motor penggerak kapal, baik motor torak

seperti diesel, maupun motor rotary seperti turbin, senantiasa menjadi sumber bising di

kapal. Banyaknya komponen dari motor dan sistem penunjangnya yang bergerak

berpecepatan dan banyak di antara massa yang ebrgeak tersebut terjadi pada keepatan

tinggi sehing menimbulkan kebisingan.

Selain motor penggerak di kamar mesin kapal juga terdapat motor bantu (penggerak

generator sebagai sumber daya listrik di kapal. Motor bantu menjadi sumber bising

berikutnya setelah motor induk. Itulah sebabnya personal yang bertugas di ruang mesin

harus seantiasa menggunakan pelindung telinga, karena level bising yang terjadi tidak

dapat direduksi menjadi aman tanpa proteksi telinga. Sumber bising lainnya di kamar

mesin adalah, sistem roda gigi, kompresor, pompa, dll.

Propeler alat pendorong mekanis pada kapal modern yang paling dominan digunakan

kapal niaga karena lebih praktis, efisien dan mudah dioperasikan dibandingkan dengan

jet air, atau alat propulsor lainnya. Propeler juga merupakan sumber bising yang cukup

besar. Propler meengeluarkan denging yang dapat mengganggu kesehatan, propeler

menjadi sumber bising karena dari aspek hidrodinamika, aliran air yang masuk ke

propeler atau ‘wake” tidak homogen, tekanan statis air rendah karena kecepatan relatif

muka propeler (hukum Bernaulli), dan kecepatan air akibat impuls kerja propeler.

Di ruang akomodasi awak kapal, di ruang akomodasi penumpang, dan juga di ruang kerja

awak kapal di geladak navigasi, termasuk di ruang kemudi, kebisingan tidak dapat

dihindarkan. Sumber getaran di temapt ini berasal dari saluran udara ventilasi, blower,

dan gemericik benda benda yang terpicu oleh adanya getaran kapal.

114

Bising sering diabaikan sebagai sumber gangguan kesehatan, padahal terdapat sejumlah

masalah kesehatan seperti gangguan tidur, dampak kardiovaskuler, mengurangi kinerja,

dan tentu saja gangguan pendengaran, dsb. Di Eropa dan negara maju lainnya, bising

sudah merupakan atau dipandang sebagai masalah lingkungan sebagaimana telah

ditetapkan oleh WHO Regional Eropa, dan komplain masyarakat terhadap bising sudah

cukup banyak. Menurut WHO, untuk ruang tidur batas kebisingan adalah 30 dB, diruang

kelas pembelajaran 35 dB.

6.4 Suara dan Bising

Suara adalah bentuk energi yang ditransmisikan melalui variasi tekananyang dapat

dideteksi oleh telinga manusia. Suara dapat juga merambat melalui media lain seperti air,

batang baja dll. Suara mempunyai parameter frekuensi dan amplitudo sebagai indikator

intensitas suara. Telinga manusia dapat mendeteksi bunyi atau suara dalam range

frekuensi atau tingkat tekanan tertentu, yaitu 0 dB sampaid engan 120 dB.

Bunyi mempunyai dua parameter intensitas yaitu frekuensi dan volume (kekerasan

bunyi). Jika bunyi merambat pada media udara, maka di udara terjadi variasi tekanan

secara periodik, jumlah variasi tekanan perdetik disebut frekuensi bunyi dengan satuan

Hz (Herz) yang maknanya jmlah siklus per detik. Makin tinggi frekuensi bunyi makin

tinggi pula dengingnya. Sebagai contoh, pluit yang ditiup mempunyai frekuensi lebih

tinggi dari pada bunyi gendang. Volume atau kekerasan bunyi adalah besarnya variasi

tekanan. Besarnya varias tekanan didefinisikan dengan satuan Pascal (Pa) yaitu 1 N/m2.

Telinga manusia dapat mendeteksi bunyi dnegan besar variasi tekanan 20 mikro Pascal

dan tertinggi 2000 Pascal. Menyatakan kekerasan buyi dengan satuan Pscal kurang

praktis karena rentang angka yang beitu besar, yaitu 20 sampai dnegan 2.000.000.000

mikro Pascal (2.000 Pascal = 2.000.000.000 mikro Pascal. Respons tubuh manusia

terhadap kekerasan bunyi atau bising bergantung pada frekuensi bunyi itu. Telinga

manusia mempounyai puncak respons sekitar 2.500 sampai 3.000 Hz.

Bunyi atau bising dapat merambat mellui berbagai media, merambat dari sumbernya

kesekeliling. Tingkat bising atau tingkat kekerasan bunyi akan berkurang seiring dengan

115

jauhnya ia merambat dari sumber. Karena udara bersifat meredam bunyi maka jarak

sumber sumber bunyi dengan tempat bunyi diterima, memegang peranan penting.

Pengurangan level bunyi akibat jarak ini disebut atenuasi. Atenuasi bergantung pada tipe

sumber bunyi. Sumber bunyi secara umum digolongkan menjadi dua tipe. Pertama

sumber bunyi tipe titik, dalam hal ini bunyi diasumsikan senantiasa keluar dari satu titik.

Kedua, sumber bunyi tipe garis, dalam hal ini bunyidapat diasumsikan keluar dari

sederetan titik yang membentuk garis.

Untuk penyederhanaan dan memudahkan pemahaman tentang kekerasan bunyi, maka

kekerasan bunyi atau kebisingan dinyatakan dalam skala logaritme berbasis 10. Untuk

menghindari satuan Pascal yang seringkali berkaitan dengan penyebutan angka dalam

orde pangkat 6 atau 7, maka digunakan sekala desibel disingkat dB. Untuk ditetapkan

kuat tekanan atau energi gelombang suara 20 mikro Pascal (Pa) sebagai 0 dB sebagai

acuan skala. Gambar 6.1 Menunjukkan hubungan antara kuat tekanan bunyi dengan skala

desibel untuk beberapa area atau ruang yang bersifat tipikal.

Gambar 6.1 Kesetaraan Tekanan Bunyi dengan Desibel

116

6.5 Kriteria Kebisingan di Kapal Seperti yang telah disebutkan di atas, kebisingan di kapal tidak dapat dihindarkan karena

banyaknya sumber bising yang merupakan bagaian tak terpisahkan dengan sistem operasi

kapal. Oleh karena itu yang dapat dilakukan adalam membuat kriteria atau batas bising

di kapal yang tertoleransi.

Kriteria atas batas ambang bising yang dapat ditoleransi di kapal, di sepakati pada sidang

majelis IMO (waktu itu bernama IMCO) pada 19 November 1981. Berikut ini diuraikan

singkat kriteria bising yang diatur dalam Kode Internasional tentang Tingkat Bising di

Kapal.

6.5.1 Pendahuluan Kode Tingkat Bising dalam Kapal yang telah dikembangkan diharapkan menjadi

pedoman umum bagi masing masing pemerintahan dalam pengaturan bising pada kapal.

Kode ini dimaksudkan sebagai pemicu dan promosi pengaturan bising pada timngkat

nasional yang dikaitkan dengan kerangka kesepakatan internasional.

Kode ini menjadi acuan pemerintah bersangkutan untuk membatasi tingkat maksimum

bising batas paparan bising, khsuus di kapal. Rekomendasi tentang prosesur dan program

yang termaktub dalam Kode ini lebih dimasudkan agar ada keseraramn internasional, dan

bukan merupakan aturan yang sefcara ketat harus dipatuhi.

Kode ini dikembangkan dari pertimbangan data dan informasi dari kapal penumpang dan

kapal barang konvensional, dan oleh akrena itu tentu dapat terjadi perbedaan perbedaan

norma, criteria bagi kapal tiper terntu bergantung pada rancangan, misi dan kondisi

operasi kapal.

6.5.2 Ruang Lingkup Kode Batas Tingkat Bising Di Kapal menjadi bahan dasar standar pencegahan potensi

terjadinya bising yang dapat membahayakan dalam kapal, dan menjadi bahan standar

lingkungan kerja dan kehidupan pelaut yang dapat diterima.

Rekomendasi dibuat untuk melindungi pelaut dari resiko kehilangan daya dengar karena

paparan bising, menentukan batas bising yang tidak berpotensi membahayakan. Selain

117

itu dibuat juga rekomendasi dalam Kode ini untuk pengukuran tingkat bising dan paparan

bising, serta batas tingkat bising yang diijinkan bagi semua ruang yang biasanya diakses

oleh awak kapal.

6.5.3 Tujuan diadakannya Kode 1. Melindungi pelaut dari resiko kerusakan organ pendengaran akibat kondisi kerja

yang tidak layak dari level bising

2. Penguuran level bising dan paparan bising

3. Batas maksimal bising yang dapat diterima di semua ruang yang biasanya menjadi

tempat keberqaaan awak kapal.

Maksud diadakannya Kode:

Kode dibuat dengan maksud menetapkan tingkat bising dan mengurangi paparan

bising agar:

1. kondisi kerja awak kapal tetap dapat melakukan komunikasi lisan, mendengar

alarm, dan dapat berpikir jernih di ruang kontrol (kendali), ruang navigasi, ruang

radio, ruang mesin yang di orangi.

2. melindungi para pelaut dari kehilangan daya dengar karena paapran bising

berlebihhan.

3. para awak kapal dapat beristirahat, rekreasi atau kegiatan lainnya di atas kapal.

Penerapan Kode

1. Kode berlaku bagi kapal baru bertonase GT 1.600 atau lebih

2. ketentuan yang berkaitan dnegan potensi level bahaya bising yang ada dalam

Kode ini diberlakukan juga pada kapal yang ada sekarang (eksisting) sejauh hal

itu memungkinkan dan dipandang perlu oleh pemerintah bersangkutan.

3. Ketentuan dalam Kode ini dapat diterapkan pada kapal baru bertonase kurang

dari GT 1.600 sejauh hal iitu memungkinkan dan dipandang perlu leh

pemerintah bersangkutan.

4. Kode ini tidak berlaku bagi kapal: yang mengambang secara dinamis (non-

displacement ships); kapal ikan; bargas pemasangan ipa laut; bargas kran; unit

118

pengeboran lepas pantai yang mobil (MODU); yacht; kapal perang; kapal yang

dengan propulsor non-mekanik.

5. Bagi kapal yang beroperasi jarak pendek, atau pelayyaran singkat, ketentuan

Kode dapat diberlakukan hanya pada kondisi kapal dipelabuhan saja, saat awak

kapal istirahat, rekreasi dsb.

6. Kode ini berlaku bagi kapal, baik dalam keadaan berlayar maupun sedang

berlabuh dengan awak kapal harus berada di kapal.

7. Kode ini pada prinsipnya bukanlah ditujukan untuk diberlakukan pada rua ng

akomodasi penumpang, kecuali ruang itu juga merupakan ruang kerja yang

diatur dalam Kode ini.

6.5.4 Beberapa pengertian yang tercantum dalam Kode ini perlu dijelaskan

1. Ruang akomodasi: kabin, kantor, klinik atau rumah sakit, ruang makan, ruang

rekreasi (lounge, ruang merokok, bioskop, perpustakaan, ruang hobi, ruang

permainan) dan area rekreasi terbuka bagi awak kapal.

2. Mesin bantu: semua permesinan selain motor induk untuk propulsi, yang bekerja

bila kapal beroperasi dalam keadaan normal, misalnya motor diesel bantu

(generator), generator turbo, motor hidrolik dan pompa, kompressor, kipas

ventilasi, dll.

3. Level Bising Tertimbang (Nilai): Nilai hasil pemngukuran level suara dengan

respons frekuensi ditetapkan secara statistik yang digambarkan dalams sebuah

kurva (IEC publication 651).

4. Ruang yang terus menerus ditempati orang: ruang yang senantiasa harus

ditempati awak kapal atau sebagaian besar waktu harus ditempati awak kapal

untuk operasi kapal normal.

5. Bargas Kran/Derek: kapal atau pontoon yang dipasang secara permanen kran

(Derek), dan kapal ini memang dimaksudkan untuk melakukan operasi

pengangkatan.

6. Stasiun kerja: ruang-ruang yang menajdi tempat peralatan navigasi utama, radio

dan sumber listrik darurat, juga tempat peralatan pengendalian sentral pencegahan

119

api, ruang daour, pantry, dan bengkel (yang etrpisah dengan ruang mesin), dan

ruang semacam itu lainnya.

7. Wahana terambang dinamis: wahana yang dapat dioperasikan di atau di atas air

yang mempunyai karakteristik berbeda dengan kapal konvensional yang

terapung berdasarkan prinsip kesimbangan gaya beratd an gaya apung statis

(atau kapal displasmen).Wahana yang tergoong dalam wahana terambang

dinamis ini adalah:

a. Gaya berat atau bagaian gaya berat secara signifikan diimbangi oleh

gaya yang bukan gaya hidrostatik.

b. Wahana dapat beroperasi dengan kecepatan sedemikian rupa dengan

bilangan Fr atau V/√(g.L) > 0,9, dengan V = kecepatan maksimum, L =

pajang garis air, dan g = percepatan gravitasi.

8. Pelindung telinga: alat yang dipakai untuk mengurangi efek bising bagi

pemakainya.

9. Level suara efektif Lef(X)(H):

10. Level suara terus menerus ekuivalen Leq(H): level teoritis (hipotetis) yang

diberikan dalam selang waktu (H) menyebabkan energy yang setara dengan nilai

A yang ditetapkan secara statistic yang diperoleh sebagai suara actual dalam

periode itu. Periode H merepresentasikan periode waktu dalam satuan jam.

Leq = 10 log10.1

T∫

(pa(t))2

p02

T

0dt

T = waktu pengukuran

Pa(t) = tekanan suara sesaat bernilai A (yang ditetapkan secara

statistic)

Po = 20 . 10-6 pascal (level patokan)

11. Kapal ikan: Kapal yang digunakan secara komersial untuk menangkap ikan, paus,

atau sumberdaya hayati laut.

120

12. Bising fluktuatif: Level bising bervariasi naik dan turun. Dalam konteks kode

ini rata-rata fluktuasi melampaui bising mantap yang didefinisikan pada butir 31

dan tidak termasuk bising impuls yang didefiniskan pada butir 14.

13. Kehilangan pendengaran: kehilangan daya dengar yang diukur dengan patokan

batas ambang auditori yang ditentukan dalam standar ISO 389 (1975) termasuk

revisinya. Kehilangan daya dengar berkoresponden dengan selisih ambang

auditori orang yang diukur dengan ambang auditori standar. Standar ISO 389

(1975 menentukan rata-rata kehilangan daya dengan 25 dB yang dihiutng pada

frekuensi 500, 1.000, dan 2.000 Hz.

14. Bising impuls: suara bising yang terjadi dalam kurun waktu kurang dari satu detik

atau satu seri kejadian bising berulang kurang dari 15 kali dalam satu detik.

15. Pengukur level suara integratif: satu sound level meter (pengukur suara) yang

disetel untuk mengukur level nilai tengah kuadrat dikali tekanan suara rata-rata

tertimbang.

16. Nomor tingkat bising ISO (no NR): nomor yang diperoleh dengan memplot

spectrum pita oktaf pada kurva NR yang ditetapkan oleh standar ISO R 1996-

1967 dan pemilihan kurva tingkat bising tertinggi yang tangensial terhadap

sepktrum tersebut.

17. Ruang permesinan: semua ruang yang di dalamnya terdapat mesin propulsi, ketel

uap, motor bakar, generator, mesin listrik besar, stasiun pengisian bahan bakar,

mesin pendingin, mesin stabilisator,dan mesin ventilasi dan ac.

18. Unit pengeboran lepas pantai bergerak: kapal yang digunakan dalam operasi

eksplorasi dan eksploatasi sumberdaya mineral di dasar laut, seperti hidrokarbon

cair atau gas, dan sulphur.

19. Sayap geladak navigasi: geladak navigasi kapal yang diperpanjang terus sampai

ke sisi kapal.

20. Bising: dalam konteks kode ini, adalah suara yang dapat menimbulkan gangguan

pendengaran, atau dapat meenggnggu kesehatan atau membahayakan.

21. Kehilangan daya dengan akibat bising: kehilangan atau berkurangnya

pendengaran akibat kerusakan se saraf dalam cochlea, karena efek dari suara.

121

22. Level bising: lihat pengertian nilai level tekanan suara yang ditetapkan, pada butir

3.

23. Putaran poros normal: putaran poros yang yang dispesikasikan sesuai kontrak atau

hasil percobaan layar.

24. Paparan okasional: paparana bisisn yang terjadi sekali seminggu atau kurang dari

itu.

25. Penumpang: Semua orang yang di atas kapal selain kapten, awak kapal dan orang-

orang yang berada di atas kapal karena tugas tertentu yang terkait dengan operasi

dan bisnis kapal.

26. Bargas peletakan pipa (bawah laut): kapal yang secara spesifik dibangun untuk

dan digunakan untuk melakukan aktivitas yang terkait dengan peletakan dan

pemasangan pipa di bawah laut.

27. Kodisi pelabuhan: kondisi saat semua permesinan yang semata-mata untuk

propulsi kapal diberhentikan.

28. Level Bising berpotensi bahaya: level bising yang jika orang terpapar bising pada

level itu atau yang lebih tinggi tanpa pelindung bising terancam kehilangan daya

dengar akibat bising itu.

29. Suara: energy yang dipindahkanooleh gelombang tekanan pada udara atau bahan

lainnya dan sesuatu yang menyebabkan aanya rangsangan sensasi pada organ

pendengaran.

30. Level tekanan suara: ukuran level suara L , yang ditetapkan dalam skala

logaritme sebagai berikut 𝐿 = 20 𝑙𝑜𝑔10.(𝑝)

(𝑝0). 𝑑𝐵

p = nilai rms tekanan suara yang diukur antara 20 Hz dan 20 kHz.

p0 = 20.10-6 pascal (level patokan)

31. Bising mantap: bising dengan suara yang fluktuasinya tidak lebihd ari 5 dB yang

diukur dengan sound level meter selama satu menit.

32. Pelayaran singkat: pelayaran yang relative singkat sehingga awak kapal tiidak

perlu tidur selama pelayaran atau tidak perlu istirahat panjang dalam pelayaran

(tidak shift jaga).

122

6.5.6 Batas Paparan Bising Batas tingkat bising yang ditoleransi dikapal ditetapkan berdasarkan kuat atau tingkat

bising, lamanya seseorang terpapar, dan perlengkapan pelindung telinga yang digunakan

orang. Penetapan batas tingkat bising ditentukan berdasarkan sebuah diagram yang dibuat

oleh IMO, seperti dapat di lihat pada Gambar 6.2.

Gambar 6.2 Zona diijinkan Paparan Bising Harian dan Okasional

123

6.5.7 Batas Level Bising Terpapar pada Awak Kapal 1. Papar maksimal tanpa proteksi (Zona E).

Untuk papar yang kurang dari delapan jam, awak kapal tanpa proteksi telinga tidak

dapat terpapar oleh level bising melebihi 85 dB(A). Jika awak kapal harus bertahan

pada kondisi bising level tinggi, level bising tidak boleh lebih dari Leq(24) dari 80

dB(A). Sepertiga dari waktu sehari (8 jam) seorng awaak kapal tidak boleh terpapar

bising melebihi 75 dB(A).

2. Papar maksimal dengan proteksi (Zona A)

Tidak boleh ada awak kapal yang terpapar bising melebihi 120 dB(A) atau Leq(24)

melebihi 105 dB(A), walapun yang bersangkutan memakai proteksi telinga.

3. Papar harian (Zona D)

Jika seorang awak kaopal bekerja rutin (tiap hari terpapar) dalam satu ruang dengan

level bising dalam zona D, harus memakai protektor telinga dan harus disusun

rencana pengamanan pendengaran.

4. Papar okasional (Zona B)

Pada zona B hanya diijinkan jika terpapar secara okasional dan awak kapal harus

memakai penutup kuping dan penyumbat lubang telinga kecuali paparan bising

berlangsung kurang dari sepulah menit dalam hal ini awak kapal cukup memakai

penutup kuping atau penyumbat lubang telinga.

5. Papar okasional (Zona C)

Dalam zona C hanya paparan yang bersifat okasional saja yang diijinkan dan awak

kapal harus memakai penutup kuping atau penumbat lubang telinga.

6. Batas Level Bising Kontinyu (Setara 24 jam), sebagai alternative untuk memenuhi

ketentuan batas level bising berdasarkan Gambar di atas, awak kapal tanpa

proteksi telinga tidak diperkanakan terpapar bising kontinyu (setara 24 jam)

dengan level 80 dB(A). Setia individu awak kapal yang terpaapr bising sehingga

ahrus mengunakan proteksi telinga, tidak boleh terpapar seperti itusecara terus

menerus selama empat jam atau tidak boleh lebih dari delapan jam secara total

dalam sehari. Dalam kasus seprti itu, bila pemerintah (pembuat regulasi)

menetukan bahwa paparan bersifat putus-putus, tidak boleh ada awak kapal yang

terpapar tanpa proteksi telinga terhadap level suara efektif ekuivalen dengan kasus

5dB tingkat pertukaran Lef(5) setara dengan 77 dB(A)

7. Program perawatan pendengaran. Programn perawatan pendengaran maksudnya

adalah upaya mempertahankan pendengaran awak kapal. Bagi awak kapal yang

terpapar bising pada level yang ditentukan pada Zona D, harus dibuat untuk melatih

awak kapal tentang bahaya bising dan penggunaan pelindung telinga, dan untuk

memantau kepekaan pendengaran mereka. Beberapa program perawatan

pendengaran adalah:

a. Pengujian audiometric secara periodic dikelola oleh orang yang terlatih dan

berkualifikasi sesuai;

124

b. Petunjuk tentang resiko dan bahaya bagi personal yang terpapar bising level tinggi

dan dalam waktu lama dan petunjuk penggunan pelindung telinga yang baik;

c. Menjaga dan mengmanakan dokumen catatan pemeriksaan audiometric;

d. Analisis secara periodik catatan rekaman audiometric dan kepekaan pendengaran

tiap individu mengalami kurangan daya dengar.

Batas bising yang ditetapkan untuk masing masing tempat atau ruang dikapal adalah sbb.:

1. Ruang Kerja

a. ruang mesin yang terus menerus dijaga orang 90 dB(A)

b. ruang mesin yang tidak terus menerus dijaga orang 110 dB(A)

c. Ruang kendali mesin (Engine control room) 75 dB(A)

d. Bengkel 85 dB(A)

e. Ruang lainnya (tidak khusus) 90 dB(A)

2. Ruang Navigasi

a. Ruang kemudi dan ruang peta 65 dB(A)

b. Ruang dengar (sinyal) 70 dB(A)

c. Ruang radar 65 dB(A)

3. Ruang Akomodasi

a. Ruang kabin dan ruang perawatan (hospital) 60 dB(A)

b. Ruang mmakan 65 dB(A)

c. Ruang rekreasi/ hobby 65 dB(A)

d. Ruang rekreasi terbuka 75 dB(A)

e. Ruang kantor 65 dB(A)

4 Ruang Pelayanan

a. Dapur 75 dB(A)

b. Ruang penyajian dan pantri 75 dB(A)

Regulasi ini juga mengharuskan tiap kapal untuk membuat laporan survey kebisingan.

Dalam laporan haru stercantum hasil pengukuran tingkat bising tiap ruangan, dan dalam

laporan harus tercantum jelas tempat atau titik pengukuran yang ditandai pada gambar

Rencana Umum kapal yang dilampirkan pada Laporan Survey kebisingan. Format

laporannya telah ditetapkan dalam regulasi.Dalam Laporan juga harus dicantumkan no

125

IMO kapal, nama kapal, gt, ukuran utama, data motor dan permesinan, nama galangan

pembangun, dan pemilik kapal, tanggal dan waktu pengukuran, deskripsi pelayaran dan

kondisi cuaca selama pengukuran, nama dan lamat pihak yang melakukan pengukuran,

dan rincian kalibrasi instrumen pengukuran.

Regulasi ini mewajibkan pemilik kapal untuk memastikan bahwa semua peralatan atau

bahan yang dipakai untuk mengurangi atau mengendalikan bising digunakan dan dirawat

agar persyaratan bising yang ditetapkan terpenuhi.

Pemilik kapal juga harus menjamin bahwa jika tingkat bising di satu ruang melampaui 85

dB(A):

- Ruang itu akan diberi catatan dan papan peringatan

- Nakhoda dan perwira kapal harus sadar akan pengendalian orang masuk ke

ruang tersebut dan penggunaan pelindung telinga bagi siapa saja yang

memasuki ruang itu;

- Alat pelindung telinga yang cocok, tersedia dalam jumlah yang cukup;

- Dibuatkan bahan cetakan untuk nakhoda dan perwira kapal yang berisi

petunjuk bagi pelaut yang mau masuk ke ruang itu.

Regulasi Kode Internasional tentang Tingkat Bising di Kapal, mewajibkan awak kapal

bertanggung jawab untuk menjamin:

- Tindakan untuk pengendalian bising dilaksanakan dengan baik;

- Peralatan pengendalian bising segara dilaporkan;

- Senantiasa menggunakan pelindung telinga jika memasuki ruang terdapat

peringatan penggunaan pelindung bising dan tidak melepaskan pelindung

walau sebentar;

- Pelindung telinga tidak dirusak dan tidak disalahgunakan, dan tersimpan

ditempat yang sesuai.

126

Penutup

Soal Perlatihan

Sebagai indikator penguasaan materi kuliah ini, anda coba menjawab pertanyaan

berikut:

1. Mengapa masalah tingkat bising di kapal perlu diatur dalam regulasi

internasional?

2. Apa saja tangggung jawab pemilik kapal dalam menjamin ambang kebisingan

tidak terlampaui di kapal?

3. Apa saja tanggung jawab awak kapal dalam menjamin level kebisingan di

kapal?

4. Jelaskan prinsip pembatasan level bising yang diberlakukan dam Kode

Internasional tentang Tingkat Bising di Kapal!

Daftar Pustaka

International Maritime Organization, 2012. Adotion of The Code of Noise Level on

Board Ship. Resolution MSC 337 (91). London.

Kitabashi, Kunihiko, 2011. Code on Noise Level on Board Ships, Key Issues on

Revision of the Code. Asian Shipbuilding Experts’ Forum for International

Maritime Technical Initiative. Busan