PERANCANGAN KONSEPTUAL DAN ANALISIS AWAL KINERJA MEKANIS ALAT UJI TARIK SKALA LABORATORIUM BERBASIS SIMULASI FINITE ELEMENT ANALYSIS (FEA)

Pengujian tarik merupakan landasan utama dalam pendidikan ilmu material karena menyediakan data properti mekanis yang esensial. Namun, pengadaan mesin Universal Testing Machine (UTM) komersial oleh institusi pendidikan sering kali terhambat oleh biaya yang sangat tinggi dan kebutuhan ruang yang besar. Hambatan finansial ini membatasi akses mahasiswa terhadap eksperimen langsung, sehingga memaksa ketergantungan pada pembelajaran teoritis. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk merancang alat uji tarik skala laboratorium yang portabel dan ekonomis, serta memvalidasi integritas strukturnya secara ketat menggunakan Finite Element Analysis (FEA) sebelum tahap fabrikasi. Metodologi perancangan sistematis diterapkan dengan memanfaatkan analisis morfologi untuk memilih mekanisme yang optimal. Desain akhir menggunakan mekanisme dongkrak ulir (screw jack) yang digerakkan oleh motor stepper untuk memastikan aplikasi beban yang presisi. Model struktural dikembangkan menggunakan perangkat lunak CAD dan dianalisis menggunakan ANSYS Workbench. Simulasi mendefinisikan material rangka sebagai Baja ASTM A36 dan komponen grip kritis sebagai Baja AISI 1045. Kondisi batas (boundary conditions) diterapkan untuk mensimulasikan skenario pembebanan maksimum berdasarkan spesimen standar ASTM E8, dengan tumpuan jepit pada bagian dasar dan gaya tarik remote pada crosshead. Hasil komputasi menunjukkan bahwa konsentrasi tegangan kritis terjadi pada antarmuka poros-crosshead, mencatat tegangan Von-Mises maksimum sebesar 157,56 MPa. Nilai ini berada jauh di bawah kekuatan luluh material. Struktur menunjukkan deformasi total maksimum hanya 0,0984 mm, yang mengindikasikan kekakuan tinggi. Lebih lanjut, desain ini mencapai Factor of Safety (FoS) minimum sebesar 3,36, melebihi batas aman 2,0 yang direkomendasikan. Kesimpulannya, desain yang diusulkan kokoh secara mekanis dan aman secara operasional, menyediakan cetak biru tervalidasi untuk fabrikasi peralatan uji terjangkau guna menjembatani kesenjangan dalam pendidikan teknik.