Studi Finite Element Analysis terhadap Respons Struktural Rangka Mesin Briket Arang Menggunakan Material AISI 1020 dan Structural Steel
DOI:
https://doi.org/10.69688/juksit.v5i1.195Keywords:
AISI 1020, Deformation, Finite Element Analysis, Machine Frame, Structural SteelAbstract
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis dan membandingkan kekuatan struktur rangka mesin briket arang menggunakan material AISI 1020 dan Structural Steel dengan metode Finite Element Analysis (FEA) berbantuan ANSYS Workbench. Penelitian dilakukan karena kajian perbandingan kedua material pada konstruksi rangka mesin briket arang serta validasi hasil simulasi terhadap kondisi aktual masih terbatas. Analisis dilakukan terhadap parameter total deformation, normal stress, dan normal elastic strain pada pembebanan 39,5 N hingga 66,5 N. Validasi dilakukan menggunakan dial indikator untuk membandingkan hasil simulasi dan pengujian aktual. Kebaruan penelitian ini terletak pada analisis komparatif respons struktural rangka mesin briket arang menggunakan material AISI 1020 dan Structural Steel yang dipadukan dengan validasi eksperimental menggunakan dial indikator dalam satu kerangka penelitian. Pendekatan ini memberikan informasi mengenai akurasi simulasi numerik sekaligus menjadi dasar pemilihan material rangka yang lebih aman dan efektif untuk aplikasi mesin briket arang. Hasil penelitian menunjukkan bahwa material AISI 1020 menghasilkan deformasi maksimum lebih kecil dibandingkan Structural Steel, yaitu 3,6194 mm dan 3,8373 mm pada pembebanan 66,5 N. Nilai safety factor AISI 1020 sebesar 8,95, lebih tinggi dibandingkan Structural Steel sebesar 6,39. Hasil validasi menunjukkan nilai error di bawah 3%, sehingga metode FEA memiliki tingkat kesesuaian yang baik terhadap kondisi aktual struktur rangka
References
H. Istiqlaliyah, “Perancangan Rangka Mesin Pembuat Keripik Umbi Dengan Aplikasi Sistem Pneumatik,” J, vol. 3, no. 2, pp. 112–121, Jan. 2021, doi: 10.29407/jmn.v3i2.15575.
R. M. Ferro, W. G. Ferreira, and A. F. G. Calenzani, “Dynamic Analysis of Support Frame Structures of Rotating Machinery,” 2014, doi: DOI: 10.34257/gjre.
D. I. Tsamroh, A. D. Putra, D. Puspitasari, C. Yazirin, and I. N. Sasongko, “ANALISIS KEKUATAN RANGKA MESIN PENGGILING PADI BERBAHAN ASTM A500 MENGGUNAKAN SIMULASI FEM,” 2025, doi: 10.33474/rme.v5i1.23494.
J. Y. Zaira and M. T. I. Pradana, “Rancang Bangun dan Analisa Kekuatan Rangka Mesin Pencuci Singkong Metode Rotary dengan Solidworks Simulation,” elementer, vol. 8, no. 2, pp. 205–213, Nov. 2022, doi: 10.35143/elementer.v8i2.5579.
S. Rasoulzadeh et al., “A Novel Integrative Design Framework Combining 4D Sketching, Geometry Reconstruction, Micromechanics Material Modelling, and Structural Analysis,” Advanced Engineering Informatics, vol. 57, p. 102074, Aug. 2023, doi: 10.1016/j.aei.2023.102074.
T. Davareza, A. N. F. Ganda, D. Wulandari, D. D. Mubarok, and G. P. Firmansyah, “Studi Finite Element Analysis terhadap Kekuatan Struktural Dua Desain Roda Kereta Menggunakan ANSYS Workbench 17.2,” Jurnal Rekayasa Mesin, vol. 10, no. 03, 2025, [Online]. Available: https://ejournal.unesa.ac.id/index.php/jurnal-rekayasa-mesin
T. Wijaya, “Kinerja Seismik Struktur Gable Frame Baja dengan Rafter Honeycomb Menggunakan Elemen Hingga 3D,” 2026, doi: doi.org/10.31599/wtcpyj59.
C. W. Ziemian and R. D. Ziemian, “Steel benchmark frames for structural analysis and validation studies: Finite element models and numerical simulation data,” Data in Brief, vol. 39, p. 107564, Dec. 2021, doi: 10.1016/j.dib.2021.107564.
V. Dario, G. Michelangelo-Santo, B. Roberto, and F. Fabio, “Is All-on-four effective in case of partial mandibular resection? A 3D finite element study,” Journal of Stomatology, Oral and Maxillofacial Surgery, vol. 124, no. 5, p. 101463, Oct. 2023, doi: 10.1016/j.jormas.2023.101463.
S. Alsarayefi, N. Najm, M. M. Mansour, and A. M. Lafta, “Topology-driven structural optimization and cross-material robustness assessment of automotive wheel rims using finite element analysis,” Journal of Engineering Research, p. S2307187726002166, Jun. 2026, doi: 10.1016/j.jer.2026.06.003.
J. Zhuang and F. Zeng, “Research and Experimental Verification of an Efficient Subframe Lightweighting Method Integrating SIMP Topology and Size Optimization,” Applied Sciences, vol. 15, no. 15, p. 8192, Jul. 2025, doi: 10.3390/app15158192.
Q. Zhu, Q. Han, J. Liu, and C. Yu, “High-Accuracy Finite Element Model Updating a Framed Structure Based on Response Surface Method and Partition Modification,” Aerospace, vol. 10, no. 1, p. 79, Jan. 2023, doi: 10.3390/aerospace10010079.
M. R. Akbar, D. Wulandari, F. Y. Utama, and A. N. Fitri, “Rancang Bangun Mesin Screw Extruder Arang Briket Berbahan Baku Batok Kelapa Semi Otomatis,” Jurnal Rekayasa Mesin, 2024, [Online]. Available: https://ejournal.unesa.ac.id/index.php/jurnal-rekayasa-mesin
S. Nonsawang, S. Juntahum, P. Sanchumpu, W. Suaili, K. Senawong, and K. Laloon, “Unlocking renewable fuel: Charcoal briquettes production from agro-industrial waste with cassava industrial binders,” Energy Reports, vol. 12, pp. 4966–4982, Dec. 2024, doi: 10.1016/j.egyr.2024.10.053.
M. C. Nugroho and S. F. Nurhayati, “Produksi Pembuatan Briket Arang Dari Pengolahan Limbah Tempurung Kelapa Sebagai Sumber Energi Terbarukan,” vol. 2, no. 2, 2024, doi: 10.23917/determinasi.v2i2.226.
S. Jito, B. Lau, R. Ibrahim, and Z. Mohid, “Structure Analysis of Micro-Milling Machine Construction Frame Design,” IJETT, vol. 69, no. 1, pp. 205–212, Jan. 2021, doi: 10.14445/22315381/IJETT-V69I1P231.
S. G. Lawolo, I. G. Nugraha, R. Setiawan, and C. Tabayyun, “Analisis Kekuatan Frame Trailer menggunakan Finite Element Methode (FEA),” 2026, doi: 10.70609/metrotech.v4i2.7138.
Q. Hui, L. Yan, P. Yang, and Q. Lin, “Stress distribution and optimization scheme of the ‘New Beam-Arch Connection’ in continuous rigid-frame arch bridge,” Results in Engineering, vol. 28, p. 107692, Dec. 2025, doi: 10.1016/j.rineng.2025.107692.
L. A. Rayyan, J. Sumarjo, and F. A. Pratama, “Analisis Frame Sepeda Listrik Roda Tiga Bagi Lansia dan Penyandang Disabilitas Menggunakan Metode Elemen Hingga,” 2025, doi: 10.70609/metrotech.v4i3.7358.
N. Sari, F. M. Alni, A. Imran, and M. P. Sari, “Analisis dan Desain Frame Exoskeleton Lower Limb Dengan Menggunakan Metode Finite Element Analysis (FEA),” 2026, doi: 10.18860/jomi.v1i1.37730.
F. Alhaffis and R. Fajrul, “Pengaruh Konfigurasi Orientasi Serat 00 Dan 450 Karbon/Epoksi (Woven) terhadap Karakterisasi Mekanik Drive Shaft,” elementer, vol. 7, no. 2, pp. 109–119, Nov. 2021, doi: 10.35143/elementer.v7i2.5144.
Z.-W. Zhuang, J.-C. Lu, and D.-S. Liu, “A novel identification technique of machine tool support stiffness under the variance of structural weight,” Int J Adv Manuf Technol, vol. 119, no. 1–2, pp. 247–259, Mar. 2022, doi: 10.1007/s00170-021-08257-y.
A. Bahatmaka et al., “Material performance analysis in frontal collision simulation of electric vehicle frames using explicit dynamic finite element analysis method,” Results in Engineering, vol. 28, p. 107130, Dec. 2025, doi: 10.1016/j.rineng.2025.107130.
K. Skalomenos, M. Zwain, S. Jamshiyas, and P. Kastiza, “Initial findings of induction heat treatment technology for structural steel performance enhancement,” Structures, vol. 88, p. 111946, Jun. 2026, doi: 10.1016/j.istruc.2026.111946.
A. Miguel Sarmiento, A. M. Rodriguez-Perez, J. M. Davila, and M. Luisa De La Torre, “Effect of acid mine drainage on the mechanical properties of AISI 1020 carbon steel and AW6060 aluminium,” Journal of Materials Research and Technology, vol. 32, pp. 541–549, Sep. 2024, doi: 10.1016/j.jmrt.2024.07.099.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2026 Moh solikhul; Muhamad Safi’i, Hisyam Ma’mun
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
