Analisis Faktor Keamanan Struktural Runner Material ABS pada Generator Portabel Turbin Pelton dengan Metode Elemen Hingga

Oleh :
Naufaqil Fakhryyah Santoso - I0422114 - Fak. Teknik

Penelitian ini menganalisis faktor keamanan struktural komponen runner berbahan ABS cetak FDM pada generator portabel turbin Pelton menggunakan pendekatan analitik dan simulasi Metode Elemen Hingga berbasis SolidWorks Simulation. Latar belakang penelitian adalah kebutuhan elektrifikasi mandiri di wilayah terpencil Indonesia yang memiliki potensi energi air besar namun belum maksimal, sekaligus kesenjangan data teknis mengenai kekuatan struktural komponen polimer cetak tiga dimensi pada sistem berputar. Sistem Generator Portabel Turbin Pelton yang dirancang terdiri atas enam sub-sistem modular — nozzle, bucket, runner, shaft, transmisi pulley–belt, dan generator NEMA 17 — dengan target daya 5 Watt pada head 5 meter dan debit 0,000341 m³/s. Runner ditetapkan sebagai komponen paling kritis karena menanggung kombinasi gaya tangensial impak air, gaya sentrifugal, dan torsi secara simultan, sekaligus memiliki fitur konsentrasi tegangan berupa lubang keyway. Hasil perhitungan analitik menunjukkan tegangan von-Mises maksimum pada keyway sebesar 1,80 MPa dengan Factor of Safety 5,5, sementara simulasi numerik menghasilkan tegangan von-Mises maksimum 2,718 MPa pada keyway dengan Factor of Safety 3,7 — keduanya berada di bawah tegangan luluh material ABS cetak FDM sebesar 10 MPa dan nilai FoS > 2, sehingga desain runner dinyatakan aman dan layak dioperasikan.