Tugas Akhir
Analisa Kekuatan Material Velg Sepeda Motor Jenis Casting Wheel Terhadap Tumbukan dengan Variasi Kecepatan Oleh : Aldila Ningtyas 2108 100 003 Dosen Pembimbing : Ir. J. Lubi
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember 2013
Latar Belakang Perkembangan Transportasi
Penyebab Kecelakaan
Velg Pecah
Rumusan Masalah Bagaimana tegangan dan deformasi yang terjadi pada casting whell jika menabrak lubang di jalan dengan beberapa variasi kecepatan. Apakah material casting whell akan mengalami kegagalan jika menabrak lubang pada beberapa variasi kecepatan.
Batasan Masalah 1.
Kendaraan yang digunakan adalah sepeda motor Mio Sporty dengan 2
penumpang masing-masing 60 kg. 2. Kendaraan berjalan pada kondisi jalan datar (tidak ada kemiringan jalan). 3. Analisa dilakukan dengan kecepatan 40km/h, 50km/h, 60km/h, 70km/h, 80 km/h, 100km/h dan 120km/h.
4. Efek gaya samping dan gaya angkat akibat angin diabaikan. 5. Analisa gaya hanya dilakukan pada sumbu x dan y. 6.
Material casting wheel yang digunakan Alumunium Casting Alloy A356
7.
Tekanan ban dalam keadaan normal (28 – 30 psi).
8.
Ukuran lubang di jalan diameter 30 cm dengan kedalaman 10 cm.
Tujuan Mengetahui tegangan dan deformasi yang terjadi pada casting wheel karena menabrak lubang di jalan pada beberapa variasi kecepatan.
Menganalisa kegagalan material casting wheel jika menabrak
lubang pada beberapa variasi kecepatan.
Manfaat Agar para pengguna sepeda motor dapat menghindari kecepatan tinggi pada saat berkendara di jalan yang berlubang.
Sebagai media penelitian dan pengembangan ilmu pengetahuan,
khususnya di bidang otomotif.
Untuk memenuhi kebutuhan manusia dalam berkendara yang aman
dan nyaman.
a=
2.2 Center of Gravity
2.3 Impuls dan Momentum
Persamaan Impuls dan Momentum untuk benda bergerak umum
2.3 Tumbukan mA (vA)1 + mB (vB)1 = mA (vA)2 + mB (vB)2
Koefisien restitusi
Jenis – jenis tumbukan : 1. Tumbukan elastis nilai e = 1 2. Tumbukan plastis nilai e = 0
2.5 Tegangan Tegangan Normal
Tegangan Geser
2.5 Tegangan Prinsipal 2 Dimensi
2.5 Teori Kegagalan 1. Teori Kegagalan Maksimum Shearing Stress (MSST)
2. Teori Kegagalan Distorsion Energy (DET) σe = [σ12 + σ22 – σ1. σ2] ½
≥
σy
Metodologi - Data spesifikasi kendaraan - Mechanical properties material casting wheel
Mencari koefisien restitusi ban dengan aspal
Mencari nilai kecepatan kendaraan setelah tumbukan
Menghitung tegangan pada velg
Menghitung gaya dan momen pada velg dengan prinsip transmisibilitas
Menghitung gaya dan momen pada ban
Memodelkan tegangan dengan software ansys
Analisa kegagalan metode MSST dan DET
Plot grafik σ vs V dan analisa
Flowchart
Analisa & Pembahasan Menghitung titik berat saat dinaiki pengendara 1&2
Menghitung gaya-gaya pada roda depan
(Va)1 Px
P Ffox
Py
W (Va)2
Menghitung tegangan pada velg
Px
64o
Ps Pn
Py
Hasil Perhitungan
Evaluasi Teori Kegagalan
MSST
MDET
Pembahasan Grafik Grafik Kecepatan vs Tegangan Ekivalen 35 30
Tegangan Ekivalen
25 20 Teg ekivalen perhitungan
15
Teg ekivalen ansys 10 5 0 40
50
60
70 Kecepatan
80
100
120
Kesimpulan • Semakin tinggi kecepatan yang dihasilkan oleh kendaraan saat melewati lubang mengakibatkan semakin besar tegangan yang dihasilkan. • Analisa kegagalan dengan metode Shear Stress Theory menunjukkan sampai dengan kecepatan kendaraan 120 km/jam material casting wheel tidak mengalami kegagalan karena tegangan geser maksimum dibawah tegangan geser yang diijinkan. • Analisa kegagalan dengan metode Distorsi Energy menunjukkan sampai dengan kecepatan kendaraan 120 km/jam material casting wheel tidak mengalami kegagalan karena tegangan ekuivalen dibawah tegangan yang diijinkan. • Dari hasil running ansys dan perhitungan teoritis terjadi perbedaan, hal ini dikarenakan pada proses meshing dan toleransi dari perhitungan, selain itu properties dari material juga berpengaruh.
Daftar Pustaka 1.
Sutantra, I. Nyoman, Teknologi Otomotif, Teknik Mesin ITS, Surabaya, 1999.
2. Berata,W, Diktat Kuliah:Kekuatan Material Lanjut, Teknik Mesin Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 2006. 3. Hibbeler,R.C. Mekanika Teknik Dinamika, PT.Prenhallindo, Jakarta, 1998 4. Juvinall Robert.C, Engineering Considerations of Stress, Strain, and Strength, McGraw-Hill Book Company, New York / St. Louis / San Francisco / Toronto / London / Sydney, 1967.
TERIMA KASIH
KRITIK DAN SARAN SANGAT SAYA HARAPKAN
