Perpustakaan Digital ITB

Poros bertingkat merupakan komponen mekanik yang banyak digunakan dalam sistem transmisi daya dan rentan mengalami konsentrasi tegangan pada daerah transisi perubahan diameter. Konsentrasi tegangan yang tinggi dapat menyebabkan penurunan kekuatan struktur dan kegagalan prematur. Salah satu metode efektif untuk mengurangi konsentrasi tegangan adalah dengan pemberian radius fillet pada bahu poros. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi radius fillet terhadap faktor konsentrasi tegangan (Kt) pada poros bertingkat menggunakan pendekatan numerik berbasis metode elemen hingga. Parameter geometri yang ditinjau meliputi rasio diameter (D/d) dan rasio radius fillet (r/d) dengan pembebanan aksial, lentur, dan puntir. Pemodelan elemen hingga dilakukan secara parametrik dan disertai analisis konvergensi mesh serta validasi terhadap solusi teoretis dari literatur standar. Hasil simulasi menunjukkan bahwa peningkatan radius fillet secara konsisten menurunkan nilai faktor konsentrasi tegangan pada seluruh variasi pembebanan. Penurunan Kt paling signifikan terjadi pada pembebanan lentur, dengan reduksi tegangan maksimum hingga 46%. Hasil validasi menunjukkan persentase selisih eror umumnya berada di bawah 5%, meskipun pada beberapa konfigurasi geometri ekstrem meningkat hingga 10–13%. Selain itu, dikembangkan model regresi polinomial kubik multivariabel yang menyatakan Kt sebagai fungsi dari rasio r/d dan D/d. Model regresi yang dihasilkan memiliki nilai koefisien determinasi (R²) di atas 0,9 dan dapat digunakan sebagai alternatif praktis untuk estimasi faktor konsentrasi tegangan tanpa memerlukan simulasi elemen hingga tambahan.