BAB I PENDAHULUAN

BAB I
PENDAHULUAN
Magnetorheological fluids (MRFs) adalah cairan cerdas yang sifatnya dapat
dikontrol dengan bantuan partikel logam dan medan magnet. Fluida ini mengandung
partikel ferro yang berukuran micron. Viskositas fluida dapat dikendalikan dengan
memberikan medan magnet yang berasal dari koil. Input arus yang diberikan semakin
besar, semakin tinggi viskositas yang akan dihasilkan. Beberapa aplikasi teknologi
MRFs ialah pada shock absorber, rem, journal bearings, otot pneumatik buatan, dan
oli rem. Output yang dihasilkan relatif lebih cepat dan akurat karena menggunakan
arus listrik sebagai penghantar jika dibandingkan dengan mekanisme mekanik
konvensional (Baranwal, 2012).
Komersialisasi penggunaan dari teknologi MRFs pertama kali pada tahun 1995,
digunakan untuk pengereman pada sepeda statis. Teknologi MRFs menghasilkan
biaya yang cenderung lebih murah dan mudah digunakan jika dibandingkan teknologi
pengereman berbasis eddy-current sebelumnya (Webb, 1998). Dunia ini penuh
dengan potensi pengaplikasian MRFs. Sistem yang membutuhkan kontrol gerakan
menggunakan fluida dengan mengubah viskositas, solusi berbasis teknologi MRFs
mungkin dapat diaplikasikan untuk menghemat fungsionalitas serta biaya. Teknologi
sederhana dan cerdas dapat menghasilkan produk yang lebih baik adalah faktor kunci
dari teknologi MRFs. Fitur unggulan seperti respon yang cepat, penerapan yang
sederhana antara input daya listrik serta output daya mekanik, dan pengendalian
membuat teknologi MRFs menjadi pilihan bagi banyak teknologi rekayasa. Mode
geser (digunakan dalam rem dan kopling) dan mode katup (digunakan dalam shock
breaker) telah dipelajari secara menyeluruh dan beberapa produk sudah terdapat di
pasar (Olabi, 2008).
Magnetorheological brake (MRB) secara konvensional telah digunakan pada
berbagai perangkat-perangkat mekanis. Dengan terbatasnya torsi yang dihasilkan
menyebabkan produk ini sulit untuk dikomersialkan secara luas. Desain MRB yang
terbaru dapat meningkatkan torsi pengereman dengan cara memperbesar kekuatan
medan magnetik. Beberapa struktur unik diciptakan dengan menggunakan multiple
electromagnetic poles pada sejumlah coils. Fluks magnetik yang dihasilkan akan
1
2
lebih besar sehingga memperbesar torsi yang didapatkan. Total nilai fluks magnetik
yang dihasilkan adalah 2,3 Tesla. Nilai fluks magnetik ini dapat diaplikasikan pada
sepeda statis untuk seluruh variasi beban. Pada masa depan pengaplikasian MRB
merupakan salah satu teknologi terbaru yang menjanjikan (Shiao, 2013).
Perangkat MRB dirancang dengan memfokuskan pada optimasi sirkuit magnetik
dan pemilihan material. Metode elemen hingga adalah metode numeris untuk
penyelesaian masalah teknik dan fisika matematis. Masalah tersebut meliputi analisi
struktur, heat transfer, aliran fluida, perpindahan massa, dan elektromagnetik. Metode
elemen hingga dapat digunakan untuk mengoptimalkan desain sirkuit magnetik untuk
memaksimalkan torsi pengereman dan meminimalkan berat MRB. Sebuah model
CAD 3-D dari MRB dengan desain yang optimum dihasilkan dan prototipe MRB telah
diproduksi (Karakoc, 2008).
Penelitian yang dilakukan ini bertujuan untuk menciptakan desain terbaru dari
multicoil MRB. Performa desain tersebut dibandingkan dengan desain yang telah ada
sebelumnya. Berawal dari tahap perwujudan desain, pemilihan bahan yang digunakan,
pembuatan simulasi 3-D dengan menggunakan software Ansoft Maxwell. Arus, gap
fluida dan jenis MRFs digunakan sebagai variabel bebas untuk menemukan nilai fluks
magnetik. Nilai fluks magnetik yang dihasilkan untuk kemudian dibandingkan dengan
jurnal-jurnal terdahulu.
1.1. Perumusan Masalah
Perumusan masalah dalam tugas akhir ini adalah:
a. Berapa besar nilai fluks magnetik yang ditunjukkan dari hasil simulasi
menggunakan software Ansoft Maxwell?
b. Bagaimana pengaruh variasi gap dan MRFs terhadap performa yang dicapai dari
hasil simulasi menggunakan software Ansoft Maxwell?
1.2. Batasan Masalah
Dalam penelitian ini, masalah dibatasi dalam:
a. Proses desain MRB dilakukan menggunakan Software Catia V5R20.
b. Proses simulasi dilakukan menggunakan Software Ansoft Maxwell 14.
3
1.3. Tujuan dan Manfaat Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
a. Mengetahui nilai fluks magnetik dari hasil simulasi menggunakan software
Ansoft Maxwell 14.
b. Mengetahui perbandingan nilai fluks magnetik berdasarkan pengaruh variasi arus,
gap, dan MRFs menggunakan software Ansoft Maxwell 14.
Manfaat dari penelitian ini adalah:
a. Hasil penelitian mampu menghasilkan sistem pengereman terbarukan.
b. Data-data ilmiah tentang pengaruh variasi arus, gap, dan MRFs terhadap nilai
fluks magnetik dapat diperoleh dari hasil simulasi menggunakan software Ansoft
Maxwell 14.