ANALISIS PENGARUH INERSIA TERHADAP LOAD CARRYING CAPACITY PADA BANTALAN THRUST BERTEKSTUR SEGI EMPAT TUNGGAL DENGAN MEMPERTIMBANGKAN SLIP MENGGUNAKAN METODE COMPUTATIONAL FLUID DYNAMIC (CFD)

Pesatnya perkembangan dalam bidang industri mempengaruhi para peneliti untuk melakukan berbagai macam inovasi. Salah satu penemuan yang menarik dalam bidang pelumasan hydrodynamic adalah desain tekstur pada bantalan thrust. Akan tetapi dengan adanya tekstur pada permukaan bantalan thrust terkadang justru dapat mengakibatkan efek negatif. Oleh karena itu, penelitian ini membahas pengaruh inersia dan rekayasa permukaan slip dalam rangka meningatkan performa bantalan thrustt. Penelitian ini menggunakan metode pendekatan computational fluid dynamic (CFD). Berdasarkan penelitian, diperoleh hasil bahwa slip dapat mengurangi efek kavitasi dengan mereduksi area kavitasi. Sehingga dapat dikatakan bahwa slip mempunyai dampak yang positif terhadap peningkatan performa bantalan thrust salah satunya yaitu dengan meningkatkan load carrying capacity. Sedangkan inersia dikombinasikan dengan slip dapat meningkatkan load carrying capacity akan tetapi panjang daerah kavitasi juga semakin besar

Inertia effect of textured lubricated contact on the bearing performance using CFD approach

Numerous studies reported that inertia of the lubricant has been considered as one of physical parameters which has a strong effect on the load support of textured bearing. In the present study, based on two-dimensional computational fluid dynamics (CFD) technique, the investigatation of the inertia effect on bearing performance is carried out varying the texture length. The Navier-Stokes equation coupled with the cavitation model are discretized using finite volume method and solved using the commercial software FLUENT®. The results show that the inertia increases the hydrodynamic film pressure and thus the load support. In addition, it is also found that increasing the texture length as well as Reynolds number will increase the cavitation region

Pengaruh Pemodelan Kavitasi untuk Analisis Kontak Terlubrikasi dengan Slip Dinding

Kondisi no-slip pada umumnya dianggap sebagai kondisi batas pada antarmuka antara pelumas dan permukaan dinding sampai akhir abad ini. Namun terbukti secara eksperimental bahwa slip terjadi pada permukaan baik hydrophobic maupun hydrophilic. Kondisi Navier-slip sering diusulkan sebagai pengganti kondisi batas. Meskipun demikian, dalam beberapa penelitian yang telah dipublikasikan, analisis performansi pelumasan dengan slip masih mengasumsikan bahwa kavitasi tidak terjadi. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui pengaruh pemodelan kavitasi dalam analisa performansi pelumasan dengan slip. Performansi pelumasan yang ditinjau meliputi daya dukung pelumasan dan gaya gesek. Persamaan Reynolds yang dimodifikasi dikembangkan untuk mencari distribusi tekanan dalam kontak. Metode beda hingga digunakan untuk mendiskretisasi persamaan Reynolds dan pemecahannya dilakukan dengan menggunakan Tri-Diagonal Matrix Algorithm (TDMA). Model kavitasi yang digunakan adalah Half Sommerfeld (HS) dan Swift-Stieber (SS) pada aplikasi slider bearing dengan permukaan paralel. Hasil penelitian menunjukkan bahwa model kavitasi HS dan SS memiliki pengaruh yang signifikan dibanding dengan analisis tanpa kavitasi. Dengan pemodelan kavitasi, hasil analisis pelumasan menjadi lebih realistis karena dapat meniadakan harga negatif pada tekanan kontak dan daya dukung pelumasan. Oleh karena itu, dalam analisis heterogen, direkomendasikan untuk menggunakan model kavitasi dalam analisis. Kata Kunci: slider bearing, slip, metode beda hingga, model kavitas

Effect of texture depth on the hydrodynamic performance of lubricated contact considering cavitation

Surface texturing on the lubricated bearing has proven to enhance the hydrodynamic performance. The present work explores the influence of texture parameter as well as the Reynolds number on the tribological performance using computational fluid dynamic (CFD) approach. The inclusion of cavitation model in the analysis of lubrication performance is of particular interest. It is shown that the cavitation has a significant effect on the hydrodynamic pressure, and thus the cavitation model should be considered in analysis. Moreover, in this study the optimal relative texture depth is discussed in more detail regarding with the cavitation effec

Friction characteristics of liquid lubricated MEMS with deterministic boundary slippage

It has been proven experimentally that boundary slippage represents a viable effect on the hydrodynamic performance of lubricated sliding contacts. Along with several friction reduction mechanisms that have been explored in the literature, the slippage parameters remain an important feature. With the main objective of evaluating the effects of the slippage, a modified Reynolds equation is employed. The result shows that deterministic boundary slippage of the lubricated-MEMS with uniform film thickness has a very beneficial effect on decreasing friction force as well as coefficient of friction

ANALISIS PENGARUH PEMBEBANAN TERHADAP TEGANGAN DALAM SAMBUNGAN TULANG PINGGUL BUATAN DENGAN METODE ELEMEN HINGGA

Pengetahuan letak dan besar tegangan maksimum akibat pembebanan dalam sistem sambungan tulang pinggul buatan merupakan hal yang penting untuk menjamin kualitas sambungan. Selain itu, sifat material pengganti komponen dan dimensi yang digunakan dalam sambungan secara umum dapat mempengaruhi kemampuan sambungan tulang pinggul buatan.Tujuan penelitian ini adalah mengembangkan model elemen hingga untuk menganalisa pengaruh pembebanan sebagai model berat beban pada manusia terhadap tegangan yang terjadi dalam sistem sambungan tulang pinggul buatan. Perangkat lunak berdasarkan metode elemen hingga, ANSYS digunakan untuk memodelkan berbagai lapisan komponen sambungan yang terbentuk dan sekaligus menghitung besarnya tegangan von Mises untuk mengetahui kegagalan yang mungkin terjadi. Berdasarkan studi ini, diketahui bahwa material viskoelastik berpengaruh terhadap distribusi tegangan yang terjadi pada tiap-tiap lapisan. Besarnya tegangan von Mises maksimum yang terjadi pada semua lapisan dalam sistem sambungan tulang pinggul buatan yang dikembangkan untuk femoral head dengan diameter 28 mm terbukti memenuhi persyaratan secara keteknisan karena tidak melebihi tegangan luluh material pembentuknya

Effect of inertia on the cavitation phenomena of hydrodynamic textured bearings considering slip

Surface modification of a lubricated bearing, such as hydrophobic coating inducing slip situation and texturing, is proved to enhance hydrodynamic performance. As widely known, in textured surface lubricant inertia and cavitation can significantly affect the hydrodynamic pressure profile. However, a brief literature review indicates that studies related to the correlation between cavitation and inertia, especially in the presence of slip, are considerably limited. The present study examines the effect of inertia on cavitation phenomena by considering the slip boundary using two approaches, namely computational fluid dynamics based on full Navier–Stokes equations and analytical lubrication equation based on the Reynolds equation. The modified Reynolds equation with slip concept is used with respect to the slip effect applied on the surface of the bearing. The results indicate that the inertia as well as the slip condition significantly affects the cavitation area. It is also highlighted that the cavitation area reduces by increasing the inertia effect, and it becomes smaller when the slip is introduced

Modeling of repeated rolling contact of rigid ball on rough surface: residual stress and plastic strain analysis

In this paper, a three-dimensional finite element model of rigid hemisphere repeatedly rolling over a rough flat surface under constant normal load is discussed. The aim of this research is to study the von Mises residual stress and plastic strain distribution and to determine the steady-state phase of the repeated rolling contacts. The results show that the change of residual stress distribution takes place in the first-two rolling cycles and there is no significant change for the residual stress from the second to third rolling cycle, i.e. the surface is run-in after a few cycles. The increase of the contact load affects the area of the von Mises residual stress at the surface and subsurface and also the number of the deforming asperities. The residual stress distribution is getting wider as the normal force increases. The plastic strain is captured after the third cycle of rolling. Small area of plastic strain is found for the rough surface for the low forces applied which indicates the surface deformed mainly elastically. The rough surface is predicted to be plastically deformed for the highest force applie