PERANCANGAN RANGKA SEPEDA BMX DENGAN
MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK CATIA V5R19
BMX Bike Frame Design by use CATIA V5R19 Software
Laporan ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Aeronautika Di Jurusan Teknik Mesin
Oleh : Johan Ferdiansyah
NIM 091221016
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012
KATA PENGANTAR
Puji syukur panjatkan kepada Allah SWT atas rahmat dan kasih sayang-Nya sehingga
penulis dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir dengan baik dan tepat pada waktunya. ini merupakan syarat kelulusan yang harus dilaksanakan oleh mahasiswa tingkat Tugas akhir akhir Program Diploma III Jurusan Teknik Mesin. Judul Tugas Akhir ini yang penulis pilih
adalah Perancangan rangka Sepeda BMX dengan menggunakan perangkat lunak CATIA V5 R19
Pada saat penyelesaian Tugas Akhir maupun penyelesaian laporan Tugas akhir ini
penulis mendapatkan bimbingan dan bantuan baik secara moril maupun materil, untuk itu
pada kesempatan ini penulis sampaikan rasa terima kasih yang sbesar-besarnya kepada : 1. Ketua jurusan Teknik Mesin Bapak Ir. Ali Mahmudi, M. Eng 2. Ketua prodi Teknik Aeronautika Bapak Tria Ma’ariz Arief, MT 3. Bapak Dr. Carolus Bintoro, Dipl.Ing, MT dan Y. Sinung Nugroho, Dipl.Ing, MT selaku pembimbing Tugas Akhir 4. Bapak Sugianto, M Eng selaku koordinator Tugas Akhir 5. Bapak M Luthfi, Dipl.Ing, MT Bapak Syarif Hidayat, Bapak Ir Sentot Purbadi, Bapak Singgih Satrio W Bapak Nur Rachmat, Dipl.Ing, MT Ibu Dr. Maria F S, Dipl.Ing,M.T, Bapak Radi Suradi K, Dipl.Ing., Bapak Budi H, S.T.M.T., BapakTeguh Wibowo, Dipl.Ing, MT Bapak Tria Ma’ariz, Arief MT., Bapak Sugianto,M Eng dan seluruh dosen Politeknik Negeri Bandung yang telahmemberikan ilmu serta wawasan yang sangat bermanfaat bagi penulis 6. Bapak Suramta, Bapak Moch Ilyas dan Bapak Ade yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan alat tugas akhir 7. Bapak Sutisna dan Bapak Asep, terima kasih atas bantuanya dalam admnistrasi 8. Kedua orang tua yang selalu memberikan dukungan semangat 9. Nurul Hikmah yang selalu memberikan dukungan semangat 10. Teman – teman Aero 2009, takkan ku lupakan semua kenangan terindah saat – saat bersama kalian 11. Teman – teman Aero 2010-2011, teruskan perjuanganmu dipundak kalian ada IMT AERO
i
Para Alumni Aero, terima kasih atas bantuan dan dukunganya dalam 12. menyelesaikan tugas akhir
13. Keluarga Besar IKA DARMA AYU 14. Tim PKM-KC, Indra Kurniawan, Dedi Rusdianto, dan Zaki Mubarok
Akhir kata penulis mengucapkan banyak–banyak terima kasih kepada semua
pihak yang tidak dapat disebutkan di atas. Kritik dan saran yang bersifat membangun
sangat diharapkan oleh penulis untuk melengkapi ketidaksempurnaan laporan tugas akhir ini agar suatu saat nanti penulis bisa belajar banyak dari segala kekurangan ini. Penulis berharap laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi khalayak umum
khususnya untuk penulis sendiri. Atas perhatiannya penulis ucapkan terima kasih sebanyak – banyaknya.
Bandung, Juli 2012
Penulis
i
KATA-KATA MUTIARA
-
itu bagaikan bayangan, Semakin dikejar semakin menjauh. Jadi, abaikan hal Sukses itu dan jalanilah hidup apa adanya. Niscaya sukses akan mengikutimu
-
Jika niat sudah terpancang karena Allah, tidak akan ada halangan yang bisa menghentikan seseorang melakukan sesuatu. Niat karena Allah ialah motivator yang utama dan seharusnya menjadi satu-satunya motivator kita.
-
Belajarlah dari mereka di atasmu. Nikmati hidup bersama mereka di sampingmu. Jangan remehkan mereka di bawahmu.
-
Orang yang berpikiran negatif selalu melihat kesulitan dalam setiap kesempatan, Sedangkan orang sukses selalu mencari kesempatan dalam setiap kesulitan.
-
Banggalah pada dirimu sendiri, Meski ada yang tak Menyukai. Kadang mereka membenci karena Mereka tak mampu menjadi seperti dirimu.
ii
ABSTRAKSI
Rangka adalah bagian terpenting komponen dari sepeda yang berfungsi sebagai penopang berat pengendara sepeda, dimana rangka tersebut harus menahan beban-beban yang diberikan pengendara. Karena itu, rangka harus dijamin aman dan kuat sehingga
analisis kekuataan rangka sangat diperhitungakan. Pertama-tama penulis merancang
rangka tersebut pada CATIA , lalu setelah terbentuk rangkanya, kemudian menganalisis
tegangan yang terjadi pada rangka sepeda. Setelah menganalisis rangka sepeda, tegangan desain yang terjadi pada rangka sepeda akan dibandingkan dengan tegangan izin. Hasil analisis diketahui bahwa tegangan desain lebih kecil dibandingkan tegangan izin. Jadi
rangka tersebut aman digunakan, karena tegangan desain lebih kecil dibandingkan tegangan izin.
Kata Kunci : Tegangan , Rangka, dan CATIA
iii
ABSTRACT
Structure is the most important part of bicycle components that serve as the support of heavy cyclists, which order will withstand the loads that are given rider. Therefore, the order must be secured and powerful that the analysis of the power of the framework the calculation . First of all writers on CATIA to design the framework, and after forming the frame, and then analysis the tension that occurs in the framework of the bike. After analysis the bicycle frame, the strength that occurs in order to design the bike will be compared with the strength license. The analysis is known that the strength is smaller than the strength design allowance strength. So the order is safe to use, because the strength is the design allowance strength. smaller than
Keyword : Strength, frame, and CATIA
iv
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL PENGESAHAN LEMBAR KATA PENGANTAR…………………………………………………………………. i
KATA-KATA MUTIARA……………………………………………………………..ii
ABSTRAK……………………………………………………………………………...iii ABSTRACT……………………………………………………………………………iv ISI……………………………………………………………………………v DAFTAR
DAFTAR GAMBAR………………………………………………………………….vi DAFTAR SIMBOL DAN SINGKATAN……………………………………………vii
BAB I PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang ................................................................................................ I - 1
1.2
Perumusan Masalah ......................................................................................... I - 2
1.3
Tujuan .............................................................................................................. I - 2
1.4
Batasan Masalah ............................................................................................... I - 2
1.5
Sistematika Penulisan....................................................................................... I - 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1
Definisi Sepeda dan Pengelompokanya .......................................................... II - 1
2.2
Sejarah singkat perkembangan rangka atau chasis ......................................... II - 2
2.3
Kemajuan Komputer ....................................................................................... II - 2
2.4
Perangkat Lunak CATIA ................................................................................ II - 2
2.5
Mekanika ........................................................................................................ II - 4 2.5.1 Gaya ....................................................................................................... II - 4 2.5.2 Hukum Newton ...................................................................................... II - 5 2.5.3 Berat ....................................................................................................... II - 6 2.5.4 Momen ................................................................................................... II - 6
2.6
Tegangan ......................................................................................................... II - 6 2.6.1 Jenis Tegangan ....................................................................................... II - 7 v
2.7
Regangan ......................................................................................................... II - 7
2.8
Elastisitas ......................................................................................................... II - 8
2.9
Deformasi ........................................................................................................ II - 8
2.10
Komposit ......................................................................................................... II - 9
2.10.1 Bahan yang diperkuat ......................................................................... II - 10 2.10.2 Komposit dengan Kekauan yang Tinggi ............................................ II - 10
2.11
Teori Elastisitas Material Komposit.............................................................. II - 10
2.12
Penentuan Modulus Elastisitas Bahan Komposit .......................................... II - 10
BAB III METODA PENYELESAIAN 3.1
Metode Pelaksanaan Tugas Akhir .................................................................. III - 2
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1
Perancangan rangka ...................................................................................... IV - 1
4.2
Assembly rangka sepeda ............................................................................... IV - 2
4.3
Perhitungan kekuataan rangka sepeda.......................................................... IV - 2
4.4
Hasil perhitungan menggunakan CATIA ..................................................... IV - 5
4.5
4.5.1 Pembebanan pada STA ( rangka 1) ..................................................... IV - 5 4.5.2 Pembebanan pada STA ( rangka 2)… ................................................. IV - 6 4.5.3 Pembebanan pada STA ( rangka 3) ..................................................... IV - 7 4.5.4 Pembebanan pada STA ( rangka 4) ..................................................... IV - 8 4.5.4 Pembebanan pada STA dan Gear ( rangka 4) ..................................... IV - 9
4.6
Pembahasan .................................................................................................. IV- 11
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1
Kesimpulan ..................................................................................................... V - 1
5.2
Saran ................................................................................................................ V - 2
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
v
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
: Contoh sepeda
II - 1
Gambar 3.1
: Metoda Pelaksanaan Tugas Akhir
III - 1
Gambar 3.2
: Rangka sepeda
III - 2
Gambar 3.3
: Rangka sepeda setelah di assembly
III - 2
Gambar 3.4
: Diagram proses perancangan rangka sepeda
III - 2
Gambar 3.5
: Hasil desain sepeda menggunakan CATIA
III - 3
Gambar 3.6
: Diagram proses perhitungan rangka sepeda
III - 3
: Menu perhitungan menggunakan CATIA
III - 4
Gambar 4.1
: Rangka 1
IV - 1
Gambar 4.2
: Rangka 2
IV - 1
Gambar 4.3
: Rangka 3
IV - 1
Gambar 4.4
: Rangka 4
IV - 1
Gambar 4.5
: Assembly rangka sepeda dan part-part nya
IV - 2
Gambar 4.6
: Diagram benda bebas pada rangka sepeda
IV - 3
Gambar 4.7
: Hasil perhitungan tegangan menggunakan CATIA
IV - 5
Gambar 4.8
: Hasil perhitungan displacement menggunakan CATIA
IV - 6
Gambar 4.9
: Hasil perhitungan tegangan menggunakan CATIA
IV - 6
Gambar 3.7
Gambar 4.10 : Hasil perhitungan displacement menggunakan CATIA
IV - 7
Gambar 4. 11 : Hasil perhitungan tegangan menggunakan CATIA
IV - 7
Gambar 4.12 : Hasil perhitungan displacement menggunakan CATIA
IV - 8
Gambar 4.13 : Hasil perhitungan tegangan menggunakan CATIA
IV - 9
Gambar 4.14 : Hasil perhitungan displacement menggunakan CATIA
IV - 9
Gambar 4.15 : Daerah Kritis rangka sepeda
IV - 9
Gambar 4.16 : Daerah Kritis rangka sepeda
IV - 9
vi
Gambar 4.17 : Daerah Kritis rangka sepeda
IV - 9
Gambar 4.18 : Hasil perhitungan pembebanan STA dan gear
IV - 10
Gambar 4.19 : Tegangan yang terjadi di bagian STA
IV - 10
Gambar 4.20 : Tegangan yang terjadi di bagian STA
Gambar 4.21 : Hasil perhitungan displacement menggunakan CATIA
vi
IV - 10 IV - 11
Daftar Simbol Dan Singkatan
= Tegangan
( N/
w
= Berat
(Newton)
m
= Massa
( kg)
F
= Gaya
(Newton)
g
= gravitasi bumi
( m/ )
M
= Momen
( N.m)
vii
)
DAFTAR PUSTAKA
Kismono Hadi, Bambang Dr. Ir, Mekanika struktur Komposit, ITB. Bandung.2000. Meriam J., Kraige L. G, Mekanika Teknik “Statika”, Erlangga. Jakarta. 2000
Anwari, Ir., Menggambar Teknik Mesin, Depdikbud, Jakarta 1977.
CATIA/ENOVIA, Training Exercises, Assembly Design Fundamentals,
Dassault System, 2002 http://id.polygoncycle.com/index.php?pgid=d_bike&bikeid=506&par=250 (http://id.wikipedia.org/wiki/Sepeda, 2003)
(http://id.wikipedia.org/wiki/Hukum_gerak_Newton, 2005) Irfan, Nur Fikriansyah, Tugas Akhir “ Rancang Bangun Rangka Sepeda Menggunakan Material Komposit ( Perancangan dan Analisis Distribusi Gaya)”
Riwayat Hidup Penulis
Nama
NIM
: Johan Ferdiansyah : 091221016
Tempat, Tanggal Lahir
: Indramayu, 14 Januari 1992
Agama
: Islam
Alamat
: Jl. Raya Pekandangan no 14, Indramayu Provinsi Jawa Barat
Latar Belakang Pendidikan :
Politeknik Negeri Bandung SMA PGRI 2 Sindang, Indramayu SLTPN 2 Sindang Indramayu SDN Paoman IV Indramayu
: 2009 - 2012 : 2006 - 2009 : 2003 - 2006 : 1998 - 2003
