KAJIAN KEKUATAN RANGKA MESIN PENGGILING PADI DENGAN MATERIAL ASTM A500 MELALUI SIMULASI FEM

Dewi Izzatus Tsamroh; Agus Dwi Putra; Dewi Puspitasari; Cepi Yazirin; Muhammad Ilman Nur Sasongko

doi:10.33474/rme.v5i1.23494

Authors

Dewi Izzatus Tsamroh Universitas Negeri Malang
Agus Dwi Putra Politeknik Negeri Malang
Dewi Puspitasari Universitas Negeri Surabaya
Cepi Yazirin Universitas Islam Malang
Muhammad Ilman Nur Sasongko Universitas Negeri Malang

DOI:

https://doi.org/10.33474/rme.v5i1.23494

Keywords:

Rangka mesin, Penggiling padi, ASTM A500 Grade B, Analisis elemen hingga

Abstract

Sektor pertanian di Indonesia, khususnya subsektor pasca-panen, memegang peran penting dalam menjamin ketersediaan pangan nasional. Salah satu alat yang krusial dalam proses ini adalah mesin penggiling padi, yang berfungsi untuk mengubah gabah menjadi beras siap konsumsi. Kinerja mesin ini sangat dipengaruhi oleh kekuatan dan kestabilan rangka sebagai struktur penyangga utama seluruh komponen mekanis. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi performa rangka mesin penggiling padi menggunakan material ASTM A500 Grade B melalui pendekatan simulasi berbasis analisis elemen hingga (Finite Element Analysis - FEA). Metode penelitian mencakup tahapan pengumpulan data teknis, pemodelan geometri menggunakan perangkat lunak CAD, pembebanan berdasarkan data beban statis sebesar 50.825 N dan beban dinamis sebesar 442 N, serta simulasi elemen hingga menggunakan perangkat lunak FEA. Material ASTM A500 Grade B digunakan dengan sifat mekanis meliputi modulus elastisitas sebesar 200 GPa, kekuatan tarik leleh 345 MPa, dan densitas 7,85 g/cm³. Analisis melibatkan deformasi total, tegangan geser, tegangan normal, serta evaluasi faktor keamanan dengan menetapkan kondisi tumpuan tetap (fixed support) pada titik penopang rangka. Hasil simulasi menunjukkan deformasi maksimum pada rangka adalah 4.3967 × 10⁻⁷ m, tegangan geser maksimum 15.436 kPa, tegangan normal maksimum 15.550 kPa, dan faktor keamanan minimum mencapai 15, yang jauh di atas nilai minimum yang disyaratkan. Studi ini mengindikasikan bahwa rangka memiliki kekakuan dan ketahanan struktural yang memadai untuk menahan beban operasi. Simulasi ini memberikan wawasan desain yang aman dan efisien untuk aplikasi mesin penggiling padi di sektor pertanian, sekaligus menjadi referensi dalam meningkatkan keandalan struktur rangka pada mesin industri lainnya.

References

A. Widyanugraha, A. Santosa, D. T. Santoso, T. Mesin, F. Teknik, and S. Karawang, “Perancangan Mesin Penggiling Padi dan Penepung Sekam Padi Skala Rumah Tangga,” J. Tek. Mesin, vol. 13, no. 2, pp. 69–75, 2020, [Online]. Available: http://ejournal2.pnp.ac.id/index.php/jtm.

D. I. Tsamroh, F. Santi, P. E. Setyawan, and C. Yazirin, “Aplikasi Mesin Selep Padi 2 in 1 Sebagai Upaya Peningkatan Mutu Hasil Panen Poktan Desa Bunton Malang,” JAST J. Apl. Sains dan Teknol., vol. 7, no. 2, pp. 114–123, 2023.

J. Adrian, “Analisa Kerusakan Superheater Tube Boiler Tipe ASTM A213 Grade T11 pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap,” Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2016.

F. Fardana and F. Rhohman, “Analisa Simulasi Kekuatan Rangka pada Mesin Brush Sander Menggunakan Aplikasi Solidword,” J. Rekayasa Mesin, vol. 24, no. 1, pp. 1–5, 2024.

E. Prasetyo, R. Hermawan, M. N. I. Ridho, I. I. Hajar, H. Hariri, and E. A. Pane, “Analisis Kekuatan Rangka Pada Mesin Transverse Ducting Flange (TDF) Menggunakan Software Solidworks,” Rekayasa, vol. 13, no. 3, pp. 299–306, 2020, doi: 10.21107/rekayasa.v13i3.8872.

X. Wu, Z. Zhang, and W. Zhang, “A study on anisotropic hardening of 7075 aluminum alloy based on non-associated flow rules,” J. Mater. Res. Technol., vol. 33, no. April, pp. 612–619, 2024, doi: 10.1016/j.jmrt.2024.09.084.

C. Iandiorio, D. Milani, and P. Salvini, “Optimal Uniform Strength Design of Frame and Lattice Structures,” Comput. Struct., vol. 301, no. December 2023, p. 107430, 2024, doi: 10.1016/j.compstruc.2024.107430.

E. Kurniadi, “Desain dan Simulasi Kekuatan Rangka Mesin Pengaduk Adonan Kerupuk Sayur Berbasis Solidwork,” Universitas Tidar, 2022.

I. TottenTubes, “ASTM A500 Specification,” TottenTubes,inc., 2025. https://www.tottentubes.com/astm-a500-specification-information?utm_source=chatgpt.com.

A. Pratama and D. Agusman, “Desain dan Analisis Kekuatan Rangka Mesin Pres Batako Menggunakan Finite Element Method,” J. Asiimetrik J. Ilm. Rekayasa Inov., vol. 5, pp. 221–230, 2023, doi: 10.35814/asiimetrik.v5i2.4658.

A. K. Shrivastava, A. K. Sinha, A. Choubey, N. Choubey, M. Billore, and J. H. Qureshi, “Drop test finite element analysis of different grades of ASTM A500 for structural lifting frame,” in Recent Advances in Material, Manufacturing, and Machine Learning, 1st Editio., CRC Press, 2023.

H. Shi, T. Lei, and T. Chen, “Experimental and finite element analysis on pullout behavior of steel fibers embedded in cement grouting material,” J. Build. Eng., vol. 98, no. October, p. 111115, 2024, doi: 10.1016/j.jobe.2024.111115.

P. C.A. and I. T.K, “Development and Evaluation of a Low-cost Rice Milling Machine,” Eng. World, vol. 6, no. April, pp. 35–43, 2024, doi: 10.37394/232025.2024.6.6.

M. R. Arsyad, “Simulasi Kekuatan Material Rangka Mesin Pengurai Sabut Kelapa,” J. Ilm. Mhs. Tek. [JIMT], vol. 2, pp. 525–535, 2022, [Online]. Available: http://jurnalmahasiswa.umsu.ac.id/index.php/jimt/article/view/1973.

A. Sofyan, J. Glusevic, A. J. Zulfikar, and B. Umroh, “Analisis Kekuatan Struktur Rangka Mesin Pengering Bawang Menggunakan Perangkat Lunak Ansys Apdl 15.0,” J. Mech. Eng. Manuf. Mater. Energy, vol. 3, no. 1, p. 20, 2019, doi: 10.31289/jmemme.v3i1.2417.

D. I. Tsamroh, “Comparison finite element analysis on duralium strength against multistage artificial aging process,” Arch. Mater. Sci. Eng., vol. 109, no. 1, pp. 29–34, 2021, doi: 10.5604/01.3001.0015.0512.

A. International, “Standard Practice for Structural Finite Element Model Verification and Validation,” ASTM International, 2023. https://store.astm.org/f3601-23.html.

O. Sandin et al., “Numerical modelling of shear cutting in complex phase high strength steel sheets: A comprehensive study using the Particle Finite Element Method,” Finite Elem. Anal. Des., vol. 246, p. 104331, 2025, doi: 10.1016/j.finel.2025.104331.

A. Kešner, R. Chotěborský, M. Linda, M. Hromasová, E. Katinas, and H. Sutanto, “Stress distribution on a soil tillage machine frame segment with a chisel shank simulated using discrete element and finite element methods and validate by experiment,” Biosyst. Eng., vol. 209, pp. 125–138, 2021, doi: 10.1016/j.biosystemseng.2021.06.012.

Andoko and P. Puspitasari, “Characteristics of leaf spring strength of material 65si7 and material C17000 using finite element method,” AIP Conf. Proc., vol. 1778, no. October, 2016, doi: 10.1063/1.4965799.

D. I. Tsamroh, A. Suprapto, and P. Eka Setyawan, “Optimasi Parameter Anodizing pada Aluminium 6061 dengan Metode Taguchi,” in Seminar Nasional Teknologi Fakultas Teknik Unmer Malang, 2020, pp. 113–116.

B. N. Akash Deep et al., “Ultrasonic assisted stir squeeze casting of AA5456/Al2O3–SiC-Gr-MoS2 hybrid nanocomposites: Microstructure and strengthening analysis,” J. Mater. Res. Technol., vol. 34, no. July 2024, pp. 1611–1635, 2025, doi: 10.1016/j.jmrt.2024.12.172.

A. Suprapto and A. Mokhtar, “Analisis Kemampuan Bahan St 37 Dan Scm 440 Untuk Dikeraskan Pada Produk Gear,” Semin. Keinsinyuran Progr. Stud. Progr. Profesi Ins., vol. 1, no. 1, pp. 8–13, 2021, doi: 10.22219/skpsppi.v1i0.4192.

F. Edwar, R. Raimon, E. Effendi, E. Syafri, S. Elfina, and Z. Azharman, “Rancang Bangun dan Uji Kinerja Prototipe Mesin Pengolahan Saus Tomat dengan Penambahan Tepung Labu sebagai Pengental Saus,” Agroteknika, vol. 7, no. 2, pp. 152–163, 2024, doi: 10.55043/agroteknika.v7i2.248.

W. M. Bintoro, B. Undiana, and Y. P. Duddy, “Penerapan Metode Sentrifugal pada Proses Pengecoran Produk Komponen Otomotif Velg Sepeda Motor,” J. Energi Dan Manufaktur, vol. 6, no. 2, pp. 135–142, 2014.

A. Haslinah, D. Juma, M. S. Hidayat, and R. A., “Rancang Bangun Mesin Penyangrai Kopi Berbasis Mekanis,” ILTEK J. Teknol., vol. 18, no. 02, pp. 92–96, 2023, doi: 10.47398/iltek.v18i02.131.

J. Yan et al., “Effect and mechanism of nano-materials on plant resistance to cadmium toxicity: A review,” Ecotoxicol. Environ. Saf., vol. 266, no. 61, p. 115576, 2023, doi: 10.1016/j.ecoenv.2023.115576.