PEMODELAN MATEMATIKA PADA ANALISA KEKUATAN DISAIN SEPEDA LIPAT AKIBAT EFEK DINAMIS MAKSIMUM Rivanol Chadry(1) (1)
Staf Pengajar Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Padang ABSTRACT
Folding Bike is represent the correct answer to various factor of ordinary bicycle usage constraint as the alternative transportation in easy to portable and easy to kept with the small room volume. With the condition needed by new research design in folding bike development to utilize to get the folding bike reliable, strong, efficient and light. Development and research conducted cover the analysis calculation strength of folding bike by considering dynamic condition which extreme at the time of cycling. The Mathematical modeling is to get the formulation which is needed to strength the calculation to design of folding bike which is adapted a dynamic condition maximum. The conditions of dynamic obtained by conducting to perception form the surface walking at the of cycling. Finished, the Results to mathematical modeling is get to the formulation of force folding bike be happened are 4 2 v 2 h Rmaks P1 gl 2 With the consideration analyses strength and the dynamic examination at concept of early design, expected when implementation at folding bike which in fact or process the manufacturing will be adapted by a target expected that is strength and light. Keywords: The Mathematics Modeling for Analyses Strength of Folding Bike 1. PENDAHULUAN
1.2 Tujuan
1.1 Latar Belakang
Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan formula matematis yang digunakan dalam analisa perhitungan kekuatan pada disain sepeda lipat dengan memperhatikan kondisi dinamis yang ekstrem yang terjadi dijalan raya pada saat bersepeda
Semakin mahalnya bahan bakar serta lokasi jarak parkir kendaraan dengan tempat kerja yang cukup jauh, penggunaan sepeda lipat merupakan kendaraan alternatife yang tepat. Oleh sebab itu sepeda lipat dirancang dan didesain untuk mudah dibawa-bawa dan disimpan dengan volume ruang yang kecil. Konstruksi dan mekanisme pada sepeda lipat sedikit berbeda dengan sepeda biasa, dimana sepeda lipat dirancang dan didisain agar mudah dilipat sehingga penggunaan engsel dan pin diperlukan pada konstruksinya. Perhitungan kekuatan terhadap hasil disain awal, pada akhirnya harus menghasilkan sepeda lipat yang handal, kuat dan ringan.
2. METODOLOGI Perhitungan kekuatan terhadap suatu rancangan sepeda lipat didasarkan terhadap kondisi-kondisi yang dianggap ekstrem ditemui pada saat bersepeda (kondisi dinamis). Gaya-gaya yang ditimbulkan oleh kondisi dinamis ini sangat jauh berbeda dibandingkan dengan kondisi statisnya. Berbagai kondisi ekstrem tersebut yaitu jalan yang berlubang, tanggul (polisi tidur) dan adanya jalan jumping. Pengukuran kondisi tersebut dilakukan dengan mengambil sampel di lingkungan jalan raya Universitas Indonensia yang dianggap mewakili kondisi lingkungan kerja. Nilai yang diukur adalah tinggi tanggul ( t ) dan lebar tanggul ( L ).
(a)
(b)
Gambar 1. Hasil Disain Sepeda Lipat a. Pada kondisi normal. b. Pada kondisi terlipat
Dengan mengetahui nilai-nilai tinggi dan lebar lebar tanggul dapat dibuat pemodelan untuk menghitung gaya maksimum yang terjadi akibat kondisi tersebut
Pemodelan Matematika pada Analisa Kekuatan Disain Sepeda Lipat Akibat Efek Dinamis Maksimum (Rivanol Chadry)
Tabel 1.Pengukuran ketinggian tanggul (Polisi tidur di lingkungan Universitas Indonesia) No Tinggi tanggul t ( cm )
h ( 0,5 t ) (m)
Lebar (L) ( m)
Lokasi
1
6
0,03
0,8
Jl. Kampus UI FKM
2
7
0,035
0,78
Jl. Kampus UI depan halte FKM
3
4
0,02
1,2
Jl. Kampus UI depan FTUI
4
4
0,02
1,1
Jl. Kampus UI depan PKM UI
5
5
0,025
1,2
Jl. Kampus UI depan Stadion UI
6
5
0,025
1,0
Jl. Kampus UI depan Stasiun UI
7
10
0,05
1,0
y h . cos
2 . x l
...(1)
Maka diagram benda bebas dari gambar diatas adalah :
Digunakan Untuk Perencanaan
3. ANALISA DINAMIS DENGAN PEMODELAN MATEMATIS Pemodelan matematis yang dilakukan untuk analisa dinamis pada penelitian ini dilandasi dengan memperhatikan kondisi yang dianggap dapat menyebabkan pergerakan secara ekstrem pada saat bersepeda yaitu jalan yang bergelombang atau berlubang. Jalanan yang bergelombang dapat dimodelkan sebagai suatu fungsi dari persamaan lintasan. Pemodelan matematis ini berdasarkan berbagai asumsi yang digunakan yaitu :
Kecepatan arah horizontal diasumsikan konstan.
Titik pusat pembebanan dianggap tidak berubah selama terjadi pergerakkan.
Peninjauan titik referensi awal berdasarkan pada nilai h tertinggi, sehingga persamaan lintasan adalah fungsi cosinus karena cos 0 = 1 ( nilai maksimum )
Sebuah sepeda yang mempunyai kecepatan (v) yang melewati lintasan bergelombang atau jalan yang berlubang merupakan suatu fungsi y.
Gambar 3. Diagram benda bebas gaya-gaya yang terjadi pada roda
dimana : P adalah gaya total yang menekan roda R adalah gaya yang diberikan oleh jalan ke roda . V adalah kecepatan sepeda Gaya R merupakan reaksi balik gaya akibat gaya P. Maka komponen vertikal dari kecepatan roda untuk posisi apapun di sepanjang lekukan adalah :
y
dy dy dx dy v v.F ( y ) dt dx dt dx v
y
2 h 2 . x sin l l
... (2)
d y d y dx d y v v . F ( y ) dt dx dt dx 4 2 h 2 .x cos l2 l
v 2
... (3)
y secara fisis merupakan Persamaan y dan kecepatan dan percepatan dari gaya-gaya vertikal. Persamaan tersebut dapat diselesaikan dengan menggunakan hukum Newton II yaitu dengan menjumlahkan gaya-gaya yang terjadi yaitu : R– P =m.a dimana a adalah fungsi
... (4)
y
Maka : Gambar 2. Pemodelan Jalan Berlubang/Bergelombang Sebagai Fungsi Cosinus
Lengkungan tersebut merupakan sebuah fungsi cosinus dimana untuk lengkungan diperoleh persamaan :
R P
P y 0 g
R P .(1 4 2
v 2h 2 .x cos ) gl 2 l
... (5) 43
Jurnal Teknik Mesin
Vol. 4, No. 1, Juni 2007
ISSN 1829-8958
Pada ujung awal tekukan ( x = 0 ), maka 2 x cos ( ) = 1, maka tekanan minimum antara jalan dan l roda, adalah :
R P .(1 4
maksimum,
lekukan
maka
B C
2
yang
engsel
E
D
H F’
2
v h ) gl 2
G
F
... (6)
Dari persamaan di atas nampak, bahwa sepeda yang berjalan dijalan yang diasumsikan rata sempurna (h = 0), maka tekanan balik roda akan sama dengan gaya P. Dipertengahan
A
merupakan
nilai
h
2x cos 1 , dan tekanan l
maksimum roda pada jalan adalah :
4 2 v 2 h Rmaks P1 2 gl
K
J
I
Gambar 5. Mekanisme Link Rangka Sepeda 2D Melalui persamaan kesetimbangan diperoleh :
dan persamaan 5
Ftdinamis = 383 kg RBdinamis = 302 kg RDdinamis = 81 kg Ftdinamis
... (7)
Persamaan akhir ini adalah persamaan yang digunakan untuk menghitung gaya tekan akibat efek dinamis maksimum. Persamaan ini menjelaskan kepada kita bahwa tekanan maksimum dapat sangat meningkat diakibatkan oleh sedikit lekukan pada jalan. 4. ANALISA PERHITUNGAN
RBdinamis
RDdinamis
Gambar 6. Pembebanan Dinamis Rangka Sepeda
Analisa perhitungan pada sepeda lipat ini adalah analisa gaya-gaya pada rangka. Perhitungan gaya-gaya yang terjadi pada rangka sepeda dengan mempertimbangkan gaya statis yang terjadi yaitu dengan batasan-batasan sebagai berikut.
Beban pengendara adalah 70 kg
Berat sepeda lipat direncanakan 15 kg
Dengan menggunakan analisa trust/frame dapat dihitung gaya-gaya yang terjadi pada masing-masing batang dan pin Pada akhirnya adalah menentukan tegangan yang terjadi akibat gaya-gaya yang bekerja. Tegangan yang terjadi merupakan sebagai dasar utama dalam pemilihan dan penggunaan bahan dimana tegangan yang terjadi harus lebih kecil dari tegangan bahan.
(diasumsikan segaris kerja dengan beban orang ).
4.1 Gaya-Gaya Pada Rangka
Kecepatan ( V ) = 15 m/dt
Tinggi tanggul / dalam lubang = 10 cm = 0,1 m
Lebar tanggul = 1 m
(1). Gaya pada Sadel Gaya berat didistribusikan ke batang melalui pin A dan C yang masing-masingnya terdiri dari 2 buah. Besarnya gaya yang diterima pin A dan C adalah : Ftdin
A B
(a)
(b)
Gambar 4. Rangka Sepeda Lipat, a). Gambar rangka 3 dimensi, b). Gambar rangka 2 dimensi
C
MAdinamis 0 Ftdinamis . 34 – FC 53 = 0 Gambar 7. Gaya yang terjadi Pada sadel
44
Pemodelan Matematika pada Analisa Kekuatan Disain Sepeda Lipat Akibat Efek Dinamis Maksimum (Rivanol Chadry)
383 (kg) . 34 = 53. FC FC = 245,7 kg Fy 0 FA + FC - Ftdin = 0 FA = Ftdin - FC = 383 (kg) – 245,7 (kg) FA = 137,3 (kg)
- FEC – FEJ = 0 FEJ = -261,5 kg ( tekan ) (5). Sambungan I FIJ RBdin
(2). Sambungan A FA
FA
FAD
FID
Gambar 11. Diagram Benda Bebas Pada Sambungan I D
RB din F IJ F ID sin 54 sin 97 sin 29
D
Gambar 8. Diagram Benda Bebas Pada Sambungan A
F IJ F ID 302 sin 54 sin 97 sin 29
Fy 0
-FA – F AD sin
=0
- 137,3 – F AD sin 70 = 0 FAD = -146,1 kg ( tekan ) (3).
FID
= 370,5 kg
( tekan )
FIJ
= 181,0 kg
( tarik )
(6). Sambungan D
Sambungan C
FDA
FC
FDA
FC
C
D
D
C FCE FDF
FDF
FDI
FDI
Gambar 12. Diagram Benda Bebas Pada Sambungan D E
Fy 0
E
Gambar 9. Diagram Benda Bebas Pada Sambungan C
(4).
FEC
FDI . sin 59 -FDA . sin 72 - FDF . sin 79 = 0
Fy 0
370,5 sin 59 – 146,1 sin 72 = FDF . sin 79
-FCE . sin 70 – FC = 0
FDF = 182,0 kg ( tarik )
- 245,7 - FCE . sin 70 = 0
(7). Sambungan J
FCE = - 261,5 kg ( tekan )
FJ
FJ
FJ
E
G
E
Sambungan E
E
FEC
FEJ
E
FEJ
FJ
FJ
I
I
FJ
Fx 0 Gambar 13. Diagram Benda Bebas Pada Sambungan J
Gambar 10. Diagram Benda Bebas Pada Sambungan E
45
Jurnal Teknik Mesin
Vol. 4, No. 1, Juni 2007
0
ISSN 1829-8958
0
- FJI cos 4 + FJE cos 69 + FJG cos 76 = 0 o
o
Gaya Horizontal ( Fx ) yang terjadi adalah o
FJG = (181,0 cos 4 - 261,5 cos 69 )/ cos 76 ) = (189,2 – 91,6 )/cos 76
FFDx = 182,0 cos 79 = 34,7 kg
o
FGJ x = 359,0 cos 68 = 134,5 kg
= 359,0 kg ( tarik ) (8).
4.2 Tegangan pada Rangka Utama pada Bidang F - Engsel
Sambungan K
Rangka utama didesain dengan ukuran : FKH
FKH
Diameter luar (do) = 32,0 mm, Tebal ( t ) = 2 mm Diameter dalam (do) = 32,0 – 4 = 28 mm. Luas penampang (A) = (do 2 di 2 ) 188,5 mm2 4
RDdin
RDdin
Gambar 14. Diagram Benda Bebas Pada Sambungan J
A. Tegangan Normal ( ) Akibat gaya aksial FAD x + FJG
Fy 0 RD din + FKH sin
= Fx
Fx = 34,7 + 134,5 = 169,2 kg atau 1659,9 N
=0
Maka :
81 (kg) + FKH sin 79 = 0
x
FKH = - 82,5 kg FKH = 82,5 kg ( tekan ) (9).
x
2 F 1659,9 8,8 ( N/mm ) A 188,5
Akibat lenturan
Gaya-gaya dan Tegangan pada rangka utama
Rangka utama terdiri dari beberapa bagian yang dijadikan satu melalui proses las dan engsel. Gayagaya yang bekerja pada rangka merupakan gaya majemuk. Dari perhitungan gaya pada bagian sebelumnya diperoleh gaya-gaya yang bekerja pada batang adalah :
Momen lentur yang terjadi pada batang adalah : G
FDFy
Engs el
F
H FJG
engsel
F
Gambar 16. Diagram Gaya Yang Bekerja Pada Rangka Utama
F
FK
Bidang engsel
Mengsel 0 FDFY x 367 - FJG x 184– Mengsel = 0 Gambar 15. Diagram Benda Bebas Pada Rangka Utama
M engsel = (178,7 x 367) - ( 332,9 x 184) Mengsel = 4329,3 (kg mm) = 42.470,4 (Nmm)
Gaya vertikal ( Fy ) yang terjadi pada rangka utama adalah : FFD y = 182,0 sin 79 = 178,7 kg FGJ
y
= 359,0 sin 68 = 332,9 kg
FKHy = 82,5 sin 90 = 76,5 kg
y
Mc M 42470,4( Nmm). 42470,4( Nmm) I (32,03 283 ) I (do3 di3 ) c 32 32
y
42470,4( Nmm) 2 40,0 ( N/mm ) 3 1061,86( mm ) 46
Pemodelan Matematika pada Analisa Kekuatan Disain Sepeda Lipat Akibat Efek Dinamis Maksimum (Rivanol Chadry)
Tegangan Geser ( ).
B.
Batang di desain terdiri dari dua batang, maka tegangan yang diterima sebesar ,
Gaya geser pada batang dapat dihitung
1btg
Tegangan pada Rangka Utama pada Bidang F - H
V
Bidang engsel Gambar 17. Diagram Bidang Momen Pada Rangka Utama
Fy 0 F DF y
-
39,0 = 19,5 ( N/mm2 ) 2
Jika batang kita asumsikan pada sambungan engsel kaku dan lenturan terjadi pada titik H dimana pada titik H juga diasumsikan jepit maka, tegangan normal pada titik H adalah : MF H 0
FJGY - V = 0
FDFY x 561 - FJG x 184– MFH = 0
178,7 - 332,9 - V = 0
MFH = (178,7 x 561) - ( 332,9 x 378)
V = - 154,2 ( kg ) = - 1512,7 ( N )
M engsel = - 25585,5 ( kg mm )
Tegangan geser yang terjadi adalah :
= - 250993,8 ( Nmm )
2 V 1512,7 8,02 ( N/mm ) 2 A 188,5(mm )
y
Tegangan Kombinasi ( maks ).
C.
y
Rangka utama terdiri dari dua bagian yang disambungkan dengan engsel. Perhitungan tegangan dalam dengan mengasumsikan bahwa tegangan maksimum terjadi pada bagian engsel
x y 2
x y 2
2
2
1, 2
8,8 40,0 8,8 40,0 2 ( 8,02) 2 2
= 24,4 + 17,54
= 41,94 ( N/mm2 )
8,8 40,0 8,8 40,0 2 ( 8,02) 2 2 = 24,4 – 17,54 = 6,86 ( N/mm2 ) 2
2
Dengan metoda Von Mises diperoleh tegangan maksimum yang terjadi :
max ( 1 ) ( 2 ) 1 2 2
2
(41,94) 2 (6,86) 2 ( 41,94 x6,86)
x y 2
x y 2
2
2
8,8 236,4 8,8 (236,4) 2 8,02 2 2 2
1
= -113,8 + 122,9 = 9,1 ( N/mm2 )
2
1
2 250993,8( Nmm ) 236,4 ( N/mm ) 1061,86( mm 3 )
Maka tegangan kombinasi yang terjadi adalah :
Tegangan yang terjadi pada batang utama yang bekerja merupakan tegangan kombinasi yang terdiri dari tegangan normal dan geser.
1, 2
Mc M 250993,8( Nmm). 250993,8( Nmm) I (32,0 3 283 ) I (do 3 di 3 ) c 32 32
8,8 236,4 8,8 ( 236,4) 2 8,02 2 2 2
2
= -113,8 – 122,9 = -236,7
( N/mm2 )
Dengan metoda Von Mises diperoleh tegangan maksimum yang terjadi :
max ( 1 ) 2 ( 2 ) 2 1 2 (9,1) 2 ( 236,7) 2 (9,1x ( 236,7)) = 241,4 ( N/mm2 )
= 39,0 ( N/mm2 ) 47
Jurnal Teknik Mesin
Vol. 4, No. 1, Juni 2007
Batang di desain terdiri dari dua batang, maka tegangan yang diterima batang secara keseluruhan adalah :
241,4 2 1btg 120,7 ( N/mm ) 2 Tegangan minimum bahan yang dibutuhkan adalah
bahan ( max xn s )
Faktor nsx adalah factor A, B, dan C:
Kualitas material ( A ) cukup bagus, maka A = very good. Beban berlebih ( B ) sangat diperhitungkan, maka B = very good Analisis tegangan sudah cukup walaupun data eksperimentalnya cukup, dan pengalaman dengan benda sejenis cukup, maka C =fair Faktor nsy adalah faktor C dan D Apabila terjadi kegagalan dapat membahayakan pengendara ( D ), maka D = serious Pengaruh keadaan ekonomi atau economic impact ( E ) sangat kecil, maka E = not serious nsx = 1,3 dannsy = 1,2 ns = 1,3 x 1,2 = 1,56 Maka tegangan minimum bahan yang dibutuhkan 2 bahan 120,7 x1,56 = 188,3 ( N/mm )
4.3. Tegangan pada Rangka Penyangga Perhitungan gaya-gaya yang terjadi pada batang-batang dimana batang-batang tersebut diasumsikan semuanya mengalami gaya aksial
Batang IJ terdiri dari dua buah sehingga gaya yang bekerja adalah sebesar : FIJ 181,0(kg ) 90,5(kg ) 887.8( N ) 2 2
Batang JI didesain dengan ukuran ½ in dimana do = 21,4 mm, t = 2,0 dan diameter dalam 21,4 – 4,0 = 17,4 mm, maka A ukuran pipa adalah : Apipa =
4
Batang DI terdiri dari dua buah sehingga gaya yang bekerja adalah sebesar :
F
FDI 370,5(kg ) 185,25(kg ) 2 2
Batang JI didesain dengan ukuran ½ in dimana do = 21,4 mm, t = 2,0 dan diameter dalam 21,4 – 4,0 = 17,4 mm, maka A ukuran pipa adalah : Apipa = ( do2 – di2 ) = (21,42–17,42 )
4
4
= 121,9 ( mm2 ) Tegangan yang terjadi adalah :
2 1817,3 14,9 ( N/mm ) 121,9
(3). Batang JG Batang JG terdiri dari satu buah sehingga gaya yang bekerja adalah sebesar :
F 359,0( kg ) 3521,8 N ) Batang JG didesain dari besi stripe ( balok ) dengan ukuran 10 x 20 mm, maka luas penampangnya adalah : A = 10 x 20 = 200 mm2 Tegangan yang terjadi adalah :
(1). Batang JI
F
(2). Batang DI
= 1817,3 ( N )
Dimana : ns = nsx . nsy
ISSN 1829-8958
( do2 – di2 ) =
121,9 ( mm2 )
4
( 21,42 – 17,42 ) =
Tegangan yang terjadi adalah : 887,8 7,3 121,9
( N/mm2 )
2 3521,8 17,6 ( N/mm ) 200
(4). Batang JE Batang JE terdiri dari dua buah sehingga gaya yang bekerja adalah sebesar : F
FJE 261,5 130,75(kg ) 1282,7( N ) 2 2
Batang JE didesain dengan ukuran ½ in dimana do = 21,4 mm, t = 2,0 dan diameter dalam 21,4 – 4,0 = 17,4 mm, maka A ukuran pipa adalah : Apipa = =
4 4
( do2 – di2 ) ( 21,42 – 17,42 ) 48
Pemodelan Matematika pada Analisa Kekuatan Disain Sepeda Lipat Akibat Efek Dinamis Maksimum (Rivanol Chadry)
= 121,9 ( mm2 )
= 158,34 mm2
Tegangan yang terjadi adalah :
Tegangan yang terjadi adalah :
2 1282,7 10,5 ( N/mm ) 121,9
F 809,3 5,1( N ) mm A 158,34
(5). Batang AD
(8). Perhitungan PIN
Batang AD terdiri dari satu buah sehingga gaya yang bekerja adalah sebesar :
Pin berfungsi untuk menghubungkan batangbatang, dimana pada perencanaannya pin dibuat dengan bahan dan ukuran diameter yang sama sedangkan panjangnya disesuaikan. Hal ini dilakukan untuk memudahkan proses manufacturingnya.
F 146,1( kg ) 1433,44( N ) Direncanakan batang AD dibuat dengan ukuran pipa ½ in dimana do = 21,4 mm, t = 2,0 dan diameter dalam 21,4 – 4,0 = 17,4 mm, maka A ukuran pipa adalah : Apipa =
4
(do2 – di2 ) =
4
(21,42 –17,42 )
= 121,9 ( mm2 ) Tegangan yang terjadi adalah :
F 1433,4 11,8( N ) mm 2 A 121,9
Dalam perhitungan, maka desain dihitung berdasarkan gaya terbesar yang terjadi. Berdasarkan analisa sebelumnya, gaya terbesar yang terjadi terdapat pada batang ID yaitu sebesar 391,4 kg atau 3839,6 N . Gaya yang terjadi pada pin merupakan gaya geser ( ), dimana gaya terdistribusi pada 2 bagian bidang. Pin direncanakan dibuat dengan ukuran 10 mm dimana luas penampangnya adalah :
A pipa
(6). Batang CEF’ Batang CEF’ merupakan satu kesatuan sehingga gaya yang bekerja adalah sebesar :
2 2 d 10 78,5 4 4
( mm2 )
Batang DI terdiri dari dua buah sehingga masingmasingnya menerima beban sebesar :
F 261,5( kg ) 2565,3( N )
Ukuran batang CEF’ adalah ½ in dimana do = 21,4 mm, t = 2,0 an diameter dalam 21,4 – 4,0 = 17,4 mm, maka A pipa adalah : Apipa =
( do – di ) = 2
4
2
2
4
2
( 21,4 – 17,4 )
F
FID 370,5 185,25(kg ) 1817,3 2 2
max
1817,3 11,6 2 x78,5
N
( N/mm2 )
2
= 121,9 ( mm ) Tegangan yang terjadi adalah :
F 2565,3 21,4 A 121,9
( N/mm2 )
(7). Batang KH Batang KH merupakan komponen bagian depan yang berfungsi sebagai kemudi. Gaya gaya yang bekerja pada batang ini adalah sebesar :
F 82,5( kg ) 809,3( N ) Batang direncanakan dibuat dengan ukuran ¾ in ( do = 27,2 mm t = 2,0 , di = 23,2 mm )
A pipa
(do 2 di 2 ) ( 27,2 2 23,2 2 ) 4 4
Gambar 17. Lubang Pin Pada Batang
4.4 Penggunaan Bahan Bahan seluruhnya dibuat dari logam yang umum digunakan untuk pembuatan jenis pipa dan besi plat. Berdasarkan seleksi material dan proses, yaitu bahan yang digunakan adalah bahan yang mudah melakukan pemesinan serta penyambungan dengan menggunakan las listrik.
49
Jurnal Teknik Mesin
Vol. 4, No. 1, Juni 2007
Berdasarkan kondisi di atas maka bahan yang dipilih adalah : Baja karbon rendah dengan tipe AISI 1020 dengan spesifikasi sebagai berikut : : 7860 ( kg/m3 )
Density
Modulus elasticity
Yield strength
: 295 ( Mpa )
Ultimate strength
: 395 ( Mpa )
Ductility, % EL in 2 in
: 37
Poisson’s ratio
: 0,30
Thermal conductivity : 52 ( W/m.oC )
Coefficient of thermal expansion ( oC )-1 x 106: 11,7
ISSN 1829-8958
3.
E.P. Popov, Mekanika Teknik (Mechanics of Material), terj. Zainul Astamar, Jakarta, Erlangga, 1996. (hal 40, 219, 266)
4.
Ferdinand P. Beer, E. Rusesel Jhonston, Jr, Mekanika Untuk Insinyur. STATIKA, terj H. Nainggolan, Jakarta, Erlangga, 1987. (hal 191220).
5.
S. Timoshenko, D. H. Young, Mekanika Teknik, Jakarta, Erlangga, 1990. (hal 121).
: 207 ( Gpa )
5. KESIMPULAN Dari hasil pemodelan sampai analisa perhitungan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
Dari hasil pemodelan matematis dengan pertimbangan kondisi yang paling ekstrem saat bersepeda di jalan raya diperoleh persamaan sebagai berikut : 4 2 v 2 h Rmaks P1 gl 2
Berdasarkan perhitungan dengan menggunakan perumusan dari pemodelan matematis, tegangan bahan sepeda yang direncanakan digunakan yaitu Baja Carbon rendah AISI 1020 dengan Yield Strength = 295 N/mm2, masih sangat aman digunakan.
Melihat hasil perhitungan, maka material yang digunakan masih memungkinkan dipilih material dengan kekuatan yang lebih rendah dan lebih ringan dari AISI 1020 misalnya bahan dari aluminium alloys. Pemilihan material yang lebih rendah akan memungkinkan mendapatkan sepeda lipat yang lebih ringan dibandingkan dengan menggunakan bahan AISI 1020 dengan mempertimbangkan kebutuhan bahan tersebut disesuaikan dengan seleksi proses dan ada dijual dipasaran.
PUSTAKA 1.
A.R. Holowenko, “Dinamika Permesinan”, terj. Cendi Prapto Jakarta Erlangga, 1996. (hal 214).
2.
Bernard J. Hamrock, Bo O. Jacobson, Steven R. Schmid, Fundamentals of Machine Elements, Singapura, McGraw-Hill, 1999.(hal 9).
50
