simulasi beban statis pada rangka mobil gokart listrik tmug 03

SIMULASI BEBAN STATIS
PADA RANGKA MOBIL
GOKART LISTRIK TMUG 03
DENGAN MENGGUNAKAN
SOLIDWORKS 2014
Agus Supriatna
20412401
Teknik Mesin
Pembimbing: Dr. RR. Sri Poernomo Sari, ST., MT.
LATAR BELAKANG
Energi terbarukan merupakan energi yang sangat tepat demi untuk keberlangsungan Hidup manusia.
Dengan keadaan saat ini bumi semakin panas dengan konsumsi manusia dengan ketergantungan pada bahan
bakar fosil sehingga mengakibatkan pemanasan global.Dengan memanfaatkan energi terbarukan salasatu
energi yang efisien diantaranya ialah energi matahari.
Energi matahari yang ramah lingkungan merupakan jawaban yang tepat untuk penerapan sumber energi
untuk otomotif dunia saat ini. Terciptanya sumber energi ramah lingkungan merupakan suatu terobosan baru
bagi dunia otomotif dunia, dengan tidak menggunakan setengah atau keseluruhan dari bahan bakar minyak.
Rangka mobil merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari mobil, terutama bagi mobil listrik. Mobil
listrik sebagai salah satu hasil perkembangan teknologi saat ini masih banyak yang berupa prototype maupun
percobaan, dengan begitu masih banyak melalui tahapan berbagai macam analisa guna menciptakan mobil
listrik yang sesuai dengan permintaan pasar
TUJUAN PENELITIAN
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian yang dilakukan pada Rangka Gokart tersebut, yaitu:
•
Menganalisa rangka beban statis Gokart Listrik TMUG 03 dengan menggunakan software Solidworks
2014.
•
Menganalisis Von mises pada rangka Mobil Listrik TMUG03.
•
Mengetahui Displacement pada rangka Mobil Listrik TMUG 03
•
Menganalisis faktor keamanan pada rangka Gokart Listrik TMUG03 setelah diberikan beban dan
komponen lainnya
Rangka
Rangka merupakan adalah bagian dari kendaraan bermotor yang mendukung
mesin, kopling, transmisi, sistem suspensi, sistem rem, bodi (badan) mobil, diferensial,
dan komponen lainnya. Rangka mobil mempunyai banyak variasi bentuk. Pada
umumnya, rangka disusun dari dua buah balok memanjang dan dihubungkan dengan
balok melintang . Bagian depan rangkaian dibuat sedikit mengecil ke dalam yang
berfungsi sebagai tempat pemasangan peralatan kemudi dan untuk dapat memberikan
keleluasan pergerakan pengemudi
Syarat utama yang harus terpenuhi adalah material yang dimana material tersebut
harus memiliki kekuatan untuk menopang beban dari kendaraan.
Bentuk Geometri
Membuat gambar 3D rangka
Mobil Listrik TMUG 03 dengan
menggunakan Solidworks 2014.
Pemilihan Material
Klik tool bar Pilih material yang akan
di terapkan terhadap Rangka yang
akan di analisis
Constraint
Pada suatu analisa statis selalu terdapat bagian
pada part yang dianggap kaku atau diam tidak
bergerak (fix). Bagian atau part yang dianggap fix
ini dapat berupa permukaan yang rata atau
berhubungan dengan komponen yang lainnya
Force Load
Pembebanan pertama sebesar 147,15 N
Force load
Pembebanan kedua sebesar 246, 231 N
Meshing
Meshing adalah suatu proses yang digunakan
untuk membagi bagian yang dianalisa menjadi
bagian-bagian kecil yang disebut discretinging
atau diskristisasi. Bagian kecil ini disebut
elemen, yang terdiri dari titik sudut yang disebut
sebagai node dan daerah yang terbentuk dari
titik-titik tersebut.
Analisa (Simulate)
Setelah semua input data (tahapan) sudah
di masukan, maka untuk menjalankan
analisis dilakukan dengan cara mengklik
kanan pada mesh ” lalu pilih “create mesh”
lalu klik “run”
Result Summary
Von mises stress
Von Mises Stress maksimal terjadi pada part komponen di
bagian roda belakang , dengan nilai sebesar 64,78 Mpa
Perhitungan Von Mises
Untuk menghitung nilai von mises pada Rangka terlebih Setelah didapat nilai luas penampang rangka , maka dilakukan
dahulu dilakukan perhitungan luas penampang dan perhitungan tegangan terhadap rangka untuk mengetahui nilai terhadap
tegangan geser. Untuk perhitungan luas penampang rangka maka digunakan rumus pada persamaan ( 2.15 ) . Dengan
dilakukan dengan persamaan rumus ( 2.16 ) dengan contoh perhitungan sebagai berikut .
contoh perhitungan sebagai berikut :
Setelah didapat nilai tegangan geser , maka dilakukan perhitungan untuk
Tahap selanjutnya yaitu mencari tegangan geser terhadap
mengetahui
rangka dengan persamaan ( 2.16 ) Dengan contoh
menggunakan persamaan ( 2.24 ) dengan contoh perhitungan sebagai
perhitungan sebagai berikut
berikut .
nilai
dari
tegangan
maksimal.
Adapun
rumusnya
Hasil tegangan von mises maksimal adalah sebesar 63.36 x 10 ^6 N/m2 , maka persentase
galat hasil perhitungan manual dengan hasil perhitungan software adalah sebagai berikut
Displacement
Displacement atau
pergerakan yang terjadi
akibat beban yang
terdapat pada rangka.
Tinggi rendahnya nilai
pergerakan tergantung
pada tinggi rendahnya
Force Load yang
diberlakukan pada setiap
part dari rangka mobil
tersebut. Berikut adalah
Displacement maksimal terjadi pada part pada
tempat duduk pengemudi, terjadi perubahan sebesar
2,491 mm
gambar dari hasil simulai
Displacement.
Perhitungan Displacement
Karena penampangnya berbentuk lingkaran, maka
Setelah diketahui hasil momen inersia, maka didapat nilai
persamaan momen inersianya menggunakan
untuk defleksi yang terjadi pada rangka Gokart mobil listrik
persamaan rumus (2.10 ) dengan contoh perhitungan
TMUG03 dengan menggunakan persamaan rumus ( 2.10 )
sebagai berikut :
sebagai berikut.
Untuk hasil displacement dapat dilihat bahwa rangka dapat menerima beban dari pengemudi dan komponen lainya
akan mengalami displacement sebesar 2,16210821 mm. Maka persentase galat dari perhitungan manual dengan
perhitungan software dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut.
Faktor Keamanan
Faktor
Keamanan
adalah
standar nilai keamanan dari
suatu komponen yang akan di
analisis atau alat yang dimana
dibuat
dengan
pembagian.
suatu
Nilai
dari Safety Factor
skala
maksimal
rangka
gokart ini adalah 1.000 fos,
sedangkan nilai minimalnya
yaitu 8,513 fos.
Perhitungan Faktor Keamanan
Safety factor atau faktor keamanan merupakan suatu batas aman dari suatu alat yang sudah menjadi standar ketetapan. Pada hasil
simulasi ini di dapat bahwa nilai maksimal dari safety factor adalah 8.513 fos sedangkan untuk nilai minimalnya adalah 1,039 x
fos. Safety factor didapatkan dari persamaan rumus ( 2.26 ) hasil perhitungan berikut :
Dari perhitungan tersebut di dapatkan bahwa nilai SF adalah sebesar 8,513 fos. Pada software, jarak antar nilai
minimum dan maksimum dari safety factor berkisar dari 1,039 x fos – 8,513 fos . Dengan begitu nilai 3.580 masih
dianggap sebagai batas aman. Berikut adalah gambar dari hasil simulasi safety factor.
Perhitungan Pembagian Pembebanan
Menghitung Beban pada roda Depan (titik A )
ΣTA = 0
NA + NC – WA –WB – WAC – WC = 0
NA + NC = WA + WB – WAC + WC
= 3.5 kg + 60 kg + 20.54 kg + 18.7 kg
NA
= 102.74 kg – NC
NA + NC
= 102.74 kg
NA = 102,74 – NC
A = Roda depan
B = Beban engemudi
C = Roda belakang
WA
= 3.5 kg (front part) = 3.5 kg
WB
= 60 kg ( beban pengemudi) = 60 kg
WC
= 10 kg ( baterai) + 5 kg ( motor listrik) + 1,3 kg
( rangka atas ) + 2,4 kg (panel surya) = 18.7 kg
WAC
= 20,54 kg (rangka)
Selanjutnya mencari gaya atau beban yang dialami roda depan (titik A) :
Tahap kedua mencari beban pada roda belakang
(titik c ) :
( NA x 0 ) – ( WA . 0 ) – (WAC. ½ L) – WB . ( LWB ) – LAC
.WC + NC . WC
0 = 0 – 0 – 20.54 . 80 – ( 60 . 100 ) - ( 160. 18.7 ) + 160 .
NC
0 = - 1643.2 – 6000 – 2992 + 160 . NC
160 NC = 9635.2
Tabel perhitungan simulasi dan Teori
Penutup
Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis komputer menggunakan Solidwokrs 2014 dapat diambil beberapa kesimpulan
sebagai berikut :
1. Dari hasil analisis beban statis pada rangka Mobil Listrik TMUG03 dengan memberikan pembebanan
pertama sebesar 147,15 N untuk beban
komponen lainya sebesar 246.231 N.
2. Von Mises Stress maksimum : 64,78 Mpa
3. Displacement maksimum
: 2,491 mm
4. Safety Factor
: 8.513 fos
pengemudi,dan beban kedua untuk motor, baterai dan
Saran dan kritik diharapkan dapat memperbaiki kesalahn
skripsi ini
Exit