Bidang Konstruksi Material dan Struktur

Rencana Pembelajaran Semester (RPS/SAP)

 

   

PROGRAM STUDI SARJANA
TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Gedung J17 Jl. Almamater Kampus USU Medan 2015
dtm.usu.ac.id

 

 

Pilihan Wajib 2 Semester Genap 

 

Bidang Konstruksi Material dan Struktur

 

OPTIMASI DALAM PERANCANGAN

Program Studi (Study Program)
Teknik Mesin (Mechanical Engineering)
Fakultas / Sekolah (Faculty / School)
Fakultas Teknik (Engineering Faculty)
Kode Kuliah (Course Number)
RTM 4304
Nama Kuliah (Course Title)
Optimasi Dalam Perancangan
Beban Kuliah (Course Load)
3 sks / 3 crs.
Sifat Kuliah (Wajib / Pilihan)
Course Type (Mandatory / Elective)
Pilihan Wajib Prodi 2
(Selection Program-Mandatory 2)
Prasyarat (Prerequisites)
Syarat Pengambilan Bersama (CoRequisites)
Referensi Utama (Primary References)
–     Garret N Vanderplaats: Numerical Optimization Techniques for Engineering Design With Applications, Mc Graw Hill Book Co., 1984.
–     Singiresu S. Rao: Engineering Optimization: Theory and Practice, Wiley-Interscience Publication, 1996.
–     Uri Kirsch: Optimum Structural Design: Concepts, Methods and Applications, Mc Graw Hill Book Co., 1992
Bahan Pelengkap (Supplemental Material)
Semester Posisi Kuliah (Course Semester)
6
Koordinator Matakuliah (Course Coordinator)
Dosen Pengampu (Course Instructor)
Beban Kerja Kuliah dalam Jam Per Minggu (Course Load in Hours Per Week)
–    Tatap muka kelas (classroom sessions): 3
–    Responsi / tutorial (tutorials): 4
–    Belajar mandiri (independent study): 5
Deskripsi Matakuliah Sesuai Katalog (Course Description In Catalog)
Mata kuliah ini menjelaskan Konsep optimasi. Formulasi umum persoalan optimasi. Prosedur iteratif dalam pemecahan pesoalan optimasi. Kondisi Kuhn Tucker pada titik optimum. Optimasi tanpa kendala dari suatu fungsi dengan satu variabel, termasuk beberapa metode pemecahannya. Optimasi berkendala dari suatu fungsi dengan satu variabel. Optimasi tanpa kendala suatu fungsi dengan banyak variabel. Optimasi berkendala suatu fungsi dengan banyak variabel: Pemrograman linier. Metode tak langsung: metode SUMT dan metode ALM. Metode Langsung pada optimiasi dengan multi variabel. Optimasi Struktur.
Tujuan Instruksional Umum (Course Objectives)
Setelah menyelesaikan mata kuliah ini (pada akhir semester) maka diharapkan mahasiswa memahami tentang Konsep optimasi mengerjakan suatu optimasi dari suatu proses
Luaran-Luaran Pembelajaran Matakuliah
(Course Learning Outcomes)
IABEE SO
Assessment
1.
2.
3.
4.
5.

Rencana Perkuliahan Mingguan (Weekly Course Plan)

Minggu Ke-
(Week No.)
Topik (Topics)
LPK (CLO)1
Sub-topik / indikator kinerja (Subtopics / performance indicators)
Tugas-tugas (Assignments)
1
Konsep Optimasi
•   Konsep Optimasi
Dapat memahami tentang Konsep optimasi
2
Formulasi umum persoalan optimasi
•   Formulasi umum persoalan optimasi
Dapat memahami tentang
Formulasi umum persoalan optimasi
3,4
Prosedur Iteratif Dalam Pemecahan Pesoalan Optimasi dan Titik Optimum
•   Prosedur iteratif dalam pemecahan pesoalan optimasi dan Kondisi Kuhn Tucker pada titik optimum, titik optimum
Dapat memahami tentang
Prosedur iteratif dalam pemecahan pesoalan optimasi dan titik optimum
5,6
Optimasi berkendala dan tak berkendala dari suatu fungsi dengan satu variabel.
•   Optimasi tanpa kendala dari suatu fungsi dengan satu variabel, termasuk beberapa metode pemecahannya dan Optimasi berkendala dari suatu fungsi dengan satu variabel
Dapat memahami tentang
Optimasi dari suatu fungsi dengan satu variabel
7
Optimasi tak berkendala dari suatu fungsi dengan banyak variabel.
•   Optimasi tanpa kendala suatu fungsi dengan banyak variabel, termasuk beberapa metode pemecahannya
Dapat memahami tentang
Optimasi suatu fungsi dengan banyak variabel
7,8,9,10
Optimasi berkendala suatu fungsi dengan banyak variabel
•   Pemrograman linier
•   Metode tak langsung: metode SUMT dan metode ALM
•   Metode Langsung pada optimiasi dengan multi variabel
•   Optimasi Struktur
Dapat memahami tentang
Optimasi suatu fungsi dengan banyak variabel
11,12,13,14
Tugas
•   Tugas dan Diskusi
Dapat mengerjakan suatu optimasi dari suatu proses
Tingkat pembelajaran IABEE SO (ABET SO learning level) – L(low), M(medium), H(high)
SO
Deskripsi
Description
Level
0,2
[3].  Mampu merancang dan merekayasa kontruksi  mesin dengan menerapkan teori dan prinsip rekayasa mekanik dengan benar. Serta merancang Prosedur Standard operasi Mesin dan Merancang Perawatan mesin-mesin produksi;
[3].    Able to design machinery construction  by applying the principles of mechanical engineering. As well as designing Standard Operating Procedures for Machinery and Maintenance planning;
T,A,S
0,2
[4].  Mampu merancang suatu proses kerekayasaan dengan menerapkan prinsip perancangan sistem mekanik dari berbagai aplikasi Industri dengan memperhatikan unsur keselamatan, kehandalan, kemudahan serta faktor faktor ekonomi, sosiokultur dan lingkungan.
[4].  Able to design a engineering process by applying the principles of designing mechanical systems from various Industri applications with attention to the element of safety, reliability, convenience and economic factors, sociocultural and environment.
T,S,E
0,1
[6].  Mampu memilih sumberdaya dan memanfaatkan perangkat perancangan-dan-analisis berbasis TIK dan komputasi untuk melakukan aktivitas rekayasa teknik mesin
[6].   Capable of selecting resources and utilizing computational design-and-analysis tools for mechanical engineering activities.
T,A,S
0,2
[7].  Mampu bekerja sama dalam tim dan memberikan solusi masalah dalam lintas bidang keteknikan dengan memperhatikan faktor-faktor ekonomi, kesehatan dan keselamatan publik, etika dan lingkungan.
[7].  Able to provide solution in cross-engineering field with attention to economic, public health and safety factors, ethics and environmental consideration.
T,A,S
0,2
[9].  Mampu melakukan identifikasi, formulasi dan analisis masalah rekayasa sesuai dengan bidang keilmuan teknik mesin melalui penelitian.
[9].  Able to identify, formulate and analyse engineering problems in accordance with the field of mechanical engineering through research.
A,S,E
0,1
[10].     Mampu menerapkan kerekayasaan teknik mesin dan melakukan penelitian dibawah bimbingan dengan memakai kaedah-kaedah ilmiah dan menghasilkan karya ilmiah, melibatkan proses pembelajaran sepanjang hayat terhadap pengetahuan kekinian yang relevan.
[10].     Able to apply mechanical engineering and conduct research under guidance by using scientific methods and producing scientific papers, involve a lifelong learning process to the relevant contemporary knowledge.
K,P,T,A
K – (Knowledge) Pengetahuan
P – Pemahaman
T – Terapan(Aplikasi)
A – Analisa
S – Perpaduan (Sintesa)
E – Evaluasi

 

 

TEORI ELASTISITAS

Program Studi (Study Program)
Teknik Mesin (Mechanical Engineering)
Fakultas / Sekolah (Faculty / School)
Fakultas Teknik (Engineering Faculty)
Kode Kuliah (Course Number)
RTM 4299
Nama Kuliah (Course Title)
Teori Elastisitas
Beban Kuliah (Course Load)
3 sks / 3 crs.
Sifat Kuliah (Wajib / Pilihan)
Course Type (Mandatory / Elective)
Pilihan Wajib Prodi 2
(Selection Program-Mandatory 2)
Prasyarat (Prerequisites)
Syarat Pengambilan Bersama (CoRequisites)
Referensi Utama (Primary References)
–     Timosenkho,S.P dan Goodier,J.N.,Theory of Elasticity, McGraw Hill, 1970
 –     Dieter,G.E.Mechanical Metallurg, McGraw Hill,Singapore, 1986.
 –     Slater, R.A.C, Engginering Plasticity-Theory and Application to Metal Forming Proces,City Univercity Press, London, 1977
Bahan Pelengkap (Supplemental Material)
Semester Posisi Kuliah (Course Semester)
6
Koordinator Matakuliah (Course Coordinator)
Dosen Pengampu (Course Instructor)
Beban Kerja Kuliah dalam Jam Per Minggu (Course Load in Hours Per Week)
–    Tatap muka kelas (classroom sessions): 3
–    Responsi / tutorial (tutorials): 4
–    Belajar mandiri (independent study): 5
Deskripsi Matakuliah Sesuai Katalog (Course Description In Catalog)
Mata kuliah ini menjelaskan konsep-konsep dasar tentang teori elastisitas yang analisanya dimulai dari persoalan 2-dimensi dan 3-dimensi. Lingkup bahsan kuliah meliputi : Review konsep tegangan regangan uniaksial, torsi, dan hukum hooke, persamaan differensial kesetimbangn suatu titik, analisa tegangan 3-dimensi, analisa regangan 3-dimensi, kriteria luluh untuk logam kenyal, hubungan tegangan regangan.
Tujuan Instruksional Umum (Course Objectives)
Setelah menyelesaikan mata kuliah ini (pada akhir semester) maka diharapkan mahasiswa akan lebih memahami persoalan-persoalan dasar tentang persoalan elastisitas dalam konstruksi dan elemen mesin yang menderita beban-beban struktural berdasarkan tegangn dan regangan yang dipengaruhi oleh kombinasi beban aklsial, torsi, dan lenturan.
Luaran-Luaran Pembelajaran Matakuliah
(Course Learning Outcomes)
IABEE SO
Assessment
1.
2.
3.
4.
5.

Rencana Perkuliahan Mingguan (Weekly Course Plan)

Minggu Ke-
(Week No.)
Topik (Topics)
LPK (CLO)1
Sub-topik / indikator kinerja (Subtopics / performance indicators)
Tugas-tugas (Assignments)
1
Konsep tegangan regangan uniaksial, geser, dan tegangan izin.
•   Pendahuluan, tegangan dan regangan  normal, diagram tegangn dan regangan.
•   Elastisitas dan plastisitas, hukum hooke, tegangan dan regangan geser tegangan izin dan beban izin.
Mengulang kembali konsep dasar tentang tegangn dan regangan uniaksial dan geser dalam kondisi elastis linear yang mengikuti hukum hooke sebagai pengantar untuk kuliah berikutnya.
2
Spesifikasi tegangn pada suatu titik dan persamaan diffrensial
•   Gaya-gaya internal, gaya kontak dan gaya tubuh, tegangan pada suatu titik, komponen-komponen tegangan.
•   Kesetimbangan gaya, kesetimbangan momen.
Mampu menganalisa tegangan 2-dimensi dan 3-dimensi dalam sebuah titik
3
Analisa tegangan 3-D
•   Resultante tegangan pada bidang miring dalam koordinat cartesius, tegangan normal dan tegangan geser pada bidang miring, tensor tegangan, tegangan utama, tegangan invarian.
Mampu menganalisa tegangan 2-dimensi dan 3-dimensi dalam sebuah titik
4
Analisa tegangan 3-D
•   Tegangan geser utama, tegangan oktahedral, tegangan ekivalen, contoh soal.
Mampu menganalisa tegangan 2-dimensi dan 3-dimensi dalam sebuah titik
5
Analisa tegangan 3-D
•   Tinjauan terhadap 2-D dan 1-D, tegangan deviator dan speris, tensor tegangan deviator dan speris, invarian tegangan yang dinyatakan dalam tegangan deviator
Mampu menganalisa tegangan 2-dimensi dan 3-dimensi dalam sebuah titik
6
Deformasi kecil tak berhingga
•   Regangan kecil tak berhingga pada sebuah titik, tegangan geser rekayasa, rotasi
Mampu menganalisa tegangan 2-dimensi dan 3-dimensi dalam sebuah titik
7
Deformasi kecil tak berhingga
•   Regangan kecil tak berhingga pada sebuah titik, koefesien regangan berhingga, tensor regangan, regangan-regangan utama.
Mampu menganalisa tegangan 2-dimensi dan 3-dimensi dalam sebuah titik
8
Deformasi kecil tak berhingga
•   Regangan geser utama,regangan oktahendral, regangan ekivalen, regang deviator, dan speries
Mampu menganalisa tegangan 2-dimensi dan 3-dimensi dalam sebuah titik
9
Kriteria luluh untuk logam kenyal
•   Pertimbangan umum, kreteria luluh Von Mises, kriteria luluh Tresa, permukaan luluh
Memahami konsep kriteria luluh pada logam kenyal menurut Von Mises dan Tresca
10
Kriteria luluh untuk logam kenyal
•   Representasi kriteria luluh Von Mises dan tresa dalam bidang-π, pembuktian eksperimental dari kriteria luluh, contoh soal.
Memahami konsep kriteria luluh pada logam kenyal menurut Von Mises dan Tresca
11
Hubungan tegangan dan regangan
•   Hubungan tegangan dan regangan elastisitas, fungsi energi regangan elastis
Mampu menganalisa hubungan tegang dan regangan 3-D dan 2-D dalam kondisi batas elastisitas.
12
Aplikasi dalam kasus silinder berdinding tebal.
•   Kesetimbangan statik 2-d, hubungan tegangan regangan, tegangan dan regangan bidang, pembentukan persamaan diffrensial, penyelesaian persamaan diffrensial
Mampu menganalisa hubungan tegang dan regangan 3-D dan 2-D dalam kondisi batas elastisitas.
13
Aplikasi dalam kasus yang mengalami beban kombinasi
•   Kombinasi lenmturan, torsi dan aksial, konsentrasi tegangan, tegangan-tegangan utama, tegangan ekivalen dan tegangan izin
Mampu menganalisa hubungan tegang dan regangan 3-D dan 2-D dalam kondisi batas elastisitas.
Tingkat pembelajaran IABEE SO (ABET SO learning level) – L(low), M(medium), H(high)
SO
Deskripsi
Description
Level
0,2
[3].  Mampu merancang dan merekayasa kontruksi  mesin dengan menerapkan teori dan prinsip rekayasa mekanik dengan benar. Serta merancang Prosedur Standard operasi Mesin dan Merancang Perawatan mesin-mesin produksi;
[3].    Able to design machinery construction  by applying the principles of mechanical engineering. As well as designing Standard Operating Procedures for Machinery and Maintenance planning;
T,A,S
0,2
[4].  Mampu merancang suatu proses kerekayasaan dengan menerapkan prinsip perancangan sistem mekanik dari berbagai aplikasi Industri dengan memperhatikan unsur keselamatan, kehandalan, kemudahan serta faktor faktor ekonomi, sosiokultur dan lingkungan.
[4].  Able to design a engineering process by applying the principles of designing mechanical systems from various Industri applications with attention to the element of safety, reliability, convenience and economic factors, sociocultural and environment.
T,S,E
0,1
[6].  Mampu memilih sumberdaya dan memanfaatkan perangkat perancangan-dan-analisis berbasis TIK dan komputasi untuk melakukan aktivitas rekayasa teknik mesin
[6].   Capable of selecting resources and utilizing computational design-and-analysis tools for mechanical engineering activities.
T,A,S
0,2
[7].  Mampu bekerja sama dalam tim dan memberikan solusi masalah dalam lintas bidang keteknikan dengan memperhatikan faktor-faktor ekonomi, kesehatan dan keselamatan publik, etika dan lingkungan.
[7].  Able to provide solution in cross-engineering field with attention to economic, public health and safety factors, ethics and environmental consideration.
T,A,S
0,2
[9].  Mampu melakukan identifikasi, formulasi dan analisis masalah rekayasa sesuai dengan bidang keilmuan teknik mesin melalui penelitian.
[9].  Able to identify, formulate and analyse engineering problems in accordance with the field of mechanical engineering through research.
A,S,E
0,1
[10].     Mampu menerapkan kerekayasaan teknik mesin dan melakukan penelitian dibawah bimbingan dengan memakai kaedah-kaedah ilmiah dan menghasilkan karya ilmiah, melibatkan proses pembelajaran sepanjang hayat terhadap pengetahuan kekinian yang relevan.
[10].     Able to apply mechanical engineering and conduct research under guidance by using scientific methods and producing scientific papers, involve a lifelong learning process to the relevant contemporary knowledge.
K,P,T,A
K – (Knowledge) Pengetahuan
P – Pemahaman
T – Terapan(Aplikasi)
A – Analisa
S – Perpaduan (Sintesa)
E – Evaluasi