ANALISIS KELELAHAN PROPELLER KAPLAN K4-51 SERIES PADA KAPAL TUGBOAT BANGUNAN BARU KINGSTON 737 MENGGUNAKAN METODE COMPUTATION FLUID DYNAMICS

Abstract

Propeller pada kapal tugboat berperan vital dalam sistem propulsi dan sering mengalami kerusakan akibat
kelelahan material akibat beban kerja tinggi dan lingkungan operasional yang ekstrem. Penelitian ini bertujuan untuk
menganalisis kelelahan pada propeller Kaplan K4-51 yang digunakan pada kapal tugboat Kingston 737 dengan memanfaatkan
metode Computational Fluid Dynamics (CFD) dan Finite Element Method (FEM). Model propeller dibuat dalam bentuk 3D
dan disimulasikan aliran fluida untuk memperoleh distribusi tekanan, thrust, dan torque pada variasi putaran. Data tekanan
hasil CFD digunakan sebagai beban dalam analisis tegangan menggunakan FEM untuk mengidentifikasi distribusi tegangan
dan titik hotspot stress. Selanjutnya, estimasi umur kelelahan dihitung berdasarkan kurva S-N untuk dua jenis material, yaitu
copper alloy (KHBSC1) dan manganese bronze (C86300). Hasil menunjukkan bahwa peningkatan putaran secara signifikan
meningkatkan nilai thrust dan torque, dengan tegangan tertinggi terjadi pada bagian root back blade. Material bronze
menunjukkan umur kelelahan lebih panjang. Kesimpulannya, pendekatan numerik ini efektif untuk memprediksi umur propeller
dan dapat dijadikan dasar dalam penentuan strategi perawatan preventif guna mencegah kegagalan dini sistem propulsi kapal

Kata Kunci : Tugboat, Propeller Kaplan K4-51, CFD, FEM, Fatigue