LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

29
i LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS 2020 Pengembangan Sistem Suspensi dan Stabilitas untuk Platform Mobil Autonomus ITS Tim Peneliti : Ketua: Dr. Ir. Agus Sigit Pramono, DEA (Teknik Mesin/FT-IRS) Anggota 1: Dr.Eng. Yohanes, ST, M.Sc (Teknik Mesin/FT-IRS) Anggota 2: Ir. Julendra Bambang Ariatedja, MT (Teknik Mesin/FT-IRS) DIREKTORAT RISET DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2020 Sesuai Surat Perjanjian Pelaksanaan Penelitian No: 798/PKS/ITS/2020

Transcript of LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

Page 1: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

i

LAPORAN KEMAJUAN

PENELITIAN UNGGULAN ITS

DANA ITS 2020

Pengembangan Sistem Suspensi dan Stabilitas untuk Platform Mobil

Autonomus ITS

Tim Peneliti :

Ketua: Dr. Ir. Agus Sigit Pramono, DEA (Teknik Mesin/FT-IRS)

Anggota 1: Dr.Eng. Yohanes, ST, M.Sc (Teknik Mesin/FT-IRS)

Anggota 2: Ir. Julendra Bambang Ariatedja, MT (Teknik Mesin/FT-IRS)

DIREKTORAT RISET DAN PENGABDIAN KEPADA MASYARAKAT

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2020

Sesuai Surat Perjanjian Pelaksanaan Penelitian No: 798/PKS/ITS/2020

Page 2: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

i

Daftar Isi

Daftar Isi .......................................................................................................................................................... i

Daftar Tabel .................................................................................................................................................... ii

Daftar Gambar ............................................................................................................................................... iii

Daftar Lampiran ............................................................................................................................................. iv

BAB I RINGKASAN ..................................................................................................................................... 1

BAB II HASIL PENELITIAN ........................................................................................................................ 3

BAB III STATUS LUARAN ........................................................................................................................ 17

BAB IV PERAN MITRA (UntukPenelitian Kerjasama Antar Perguruan Tinggi) ...................................... 19

BAB V KENDALA PELAKSANAAN PENELITIAN ............................................................................... 20

BAB VI RENCANA TAHAPAN SELANJUTNYA ................................................................................... 21

BAB VII DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................... 22

BAB VIII LAMPIRAN ................................................................................................................................. 23

LAMPIRAN 1 Tabel Daftar Luaran ............................................................................................................. 23

Page 3: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

ii

Daftar Tabel

Tabel 2.1 Spesifikasi Kendaraan Referensi 3

Tabel 2.2 Variasi Rancangan Layout Mobil Autonomus ITS 4

Daftar Grafik

Grafik 2.1 Analisa Kecepatan Skid pada Massa Penumpang Sebagian 3

Grafik 2.2 Analisa Kecepatan Skid pada Massa Penumpang Penuh 8

Grafik 2.3 Analisa Kecepatan Guling pada Massa Penumpang Sebagian 8

Grafik 2.4 Analisa Kecepatan Guling pada Massa Penumpang Penuh 8

Page 4: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

iii

Daftar Gambar

Gambar 2.1 Spesifikasi basic desain Kendaraan Autonomus ITS 3

Gambar 2.2 layout kendaraan 5

Gambar 2.3. Hasil simulasi total deformation static structural pembebanan vertical 8

Gambar 2.4. Komponen yang mengalami total deformation maksimum 8

Gambar 2.5. Hasil simulasi von misses stress static structural pembebanan vertikal 9

Gambar 2.6. Komponen yang mengalami (a) tegangan minimum dan (b) maksimum 9

Gambar 2.7. Safety factor hasil pengujian von misses stress disbanding stress material steel

AISI 1020. 10

Gambar 2.8. Hasil simulasi total deformation torsional depan 11

Gambar 2.9. Komponen yang mengalami total deformation maksimum 11

Gambar 2.10. Hasil simulasi torsional depan 12

Gambar 2.11. Hasil simulasi total deformation torsional belakang 13

Gambar 2.12. Komponen yang mengalami total deformation maksimum 14

Gambar 2.13. Hasil simulasi von misses stress torsional belakang 15

Page 5: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

iv

Daftar Lampiran

Lampiran 1 Tabel Daftar Luaran 22

Page 6: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

1

BAB I RINGKASAN

1.1 Ringkasan

Untuk memanjakan pengemudi, teknologi moda transportasi mobil bermuara pada pengembangan

Autonomus Vehicle. Dimana untuk menjalankan kendaraan dari suatu tempat ke tempat lain hanya dilakukan

dengan memberikan inputan program kedalam system yang berbasis kendaraan listrik. Penelitian ini

dimaksudkan untuk mendapatkan rancangan sistem suspensi, sistem stabilitas kendaraan listrik empat

penumpang yang berbasis pada mobil Club Car yang aman dan nyaman. Penelitian ini sendiri akan dilakukan

dengan menggunakan metode simulasi dengan bantuan perangkat lunak software Ansys, yang dapat menguji

kenyamanan dan stabilitas suatu kendaraan. Hasil yang diharapkan dari penelitian ini adalah sistem suspensi

dan sistem stabilitas kendaraan listrik yang nyaman, handal dan kuat untuk mendukung kendaraan

autonomus ITS

1.2 Latar Belakang

Mobil merupakan saranah transportasi darat yang banyak digunakan di Indonesia. Tidak hanya untuk

kenyamanan dan keamanan, mobil juga digunakan untuk memenuhi gaya hidup masyarakat saat ini.

Berdasarkan data gabungan industri kendaraan bermotor Indonesia (Gaikindo) dan PT Astra International

Tbk., sepanjang Januari 2019 sampai dengan November 2019 mencapai 940.362 unit. [1] sempat mengalami

penurunan bila dibandingkan pada tahun 2018 yang mencapai 1.043.161 unit [2]. Namun jika kita lihat dalam

jangkah Panjang, data penjualan mobil semakin tahun mengalami peningkatan. Dengan semakin

meningkatnya penjualan mobil di Indonesia mengakibatkan banyaknya perusahaan mobil bersaing untuk

memberikan produk terbaiknya. Mulai dari desain yang unik, konsumsi bahan bakar yang irit, kenyamanan

dan fitur-fitur lain dalam memanjakan penumpang atau pengemudi.

Lonjakan jumlah penjualan mobil yang tidak diimbangi dengan pertambahan ruas jalan telah

mengakibatkan kemacetan di berbagai kota metropolitan. Berdasarkan data yang dihimpun dari Kompas

online Jakarta menduduki kota termacet di Dunia di urutan ke 25 pada tahun 2018 [3] . Selain kerugian

terbuangnya waktu kemacetan juga mengalami kerugian lainnya diantaranya, bertambahnya jumlah BBM

yang digunakan, menaikkan stress dan meningkatkan factor capek di jalan. Menanggapi hal tersebut

perkembangan transportasi bergeser pada autonomus vehicle.

Autonomus vehicle merupakan solusi yang cukup menarik bagi masyarakat. Untuk mencapai suatu

tempat yang dikehendaki pengemudi tidak perlu mengemudikan kendaraan dengan memegangi steering

wheel,menginjak pedal kopling atau memunda tuas transmisi, namun pengemudi hanya tinggal memprogram

ke mana tujuan yang dikehendaki kemudian data tersebut diambil alih oleh artificial intelligence untuk

ditransfer ke motor, system rem, system steering kapan sebuah kendaraan harus akselerasi, kapan kendaraan

harus berhenti serta kapan kendaraan harus berbelok.

Fokus riset ini akan mengarah pada pengembangan terhadap sistem suspensi dan system stabilitas

kendaraan dengan latar belakang sebagai berikut.

a. Pengembangan system suspensi

Suspensi merupakan bagian kendaraan yang menghubungkan roda dengan frame kendaraan yang

desainnya ditujukan untuk peningkatan kenyamanan, kestabilan dan kemampuan mengangkut

penumpang maupun barang. Kenyamanan didapat bila suspense tidak terlalu kaku, namun hal ini

mengurangi kemampuan mengangkut penumpang dan barang serta kestabilan saat melintas kontur

permukaan jalan bergelombang, pengereman maupun saat kendaraan berbelok. Desain suspense harus

memenuhi ketiga aspek diatas sesuai dengan penggunaan dan jenis kendaraan.

Page 7: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

2

Suspensi terdiri dari dua komponen shock absorber yang bertugas mengatur peredaman dan pegas yang

bertugas sebagai penahan beban. Desain shock absorber sendiri meliputi penentuan karakteristik nilai

damping saat kompresi dan rebound. Jika damping kompresi terlalu rendah, kendaraan akan kehilangan

kontak dengan jalan sehingga susah untuk dikendalikan. Namun demikian bilan damping terlalu tinggi,

ketidakrataan kondisi jalan akan ditransmisikan langsung ke pengendara sehingga mengurangi

kenyamanan. Rebound merupakan aksi shock absorber untuk mengembalikan ke kondisi awal setelah

mengalami kopresi. Komponen lain berupa pegas berfungsi untuk menahan beban static untuk menjaga

defleksi berada dalam range nilai yang ditentukan. Nilai kekakuan tinggi akan memberikan defleksi yang

kecil namun demikian osilasi semakin sering terjadi, sebaiknya untuk kekakuan renda. Desain suspense

yang baik harus dapat menyelaraskan nilai damping shock absorber dan kekakuan pegas disesuaikan

dengan penggunaan kendaraan dan karakteristik jalan yang akan dilalui.

b. Stabilitas kendaraan

Stabilitas suatu kendaraan dimaksudkan untuk mengendalikan arah gerak kendaraan. Stabilitas

kendaraan dikatakan ideal untuk suatu kendaraan jika mempunyai sifat-sifat:

o Dapat digunakan sebagai pengendali arah kendaraan untuk segala kondisi, segala jenis belokan dan

segala kecepatan.

o Dapat menjamin serta menjaga stabilitas arah kendaraan pada segala jenis Gerakan belok dan pada

segala kecepatan

o Tidak membutuhkan tenaga yang besar dari pengemudi untuk menggerakkan roda kemudi dalam

mengendalikan arah gerak kendaraan.

o Tidak membahayakan pengemudi jika terjadi kecelakaan pada kendaraan

Page 8: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

3

Ringkasan penelitian berisi latar belakang penelitian,tujuan dan tahapan metode

penelitian, luaran yang ditargetkan, kata kunci

BAB II HASIL PENELITIAN

Hasil penelitian berisi kemajuan pelaksanaan penelitian, data yang diperoleh, dan analisis yang

telah dilakukan

2.1 Data dan Spesifikasi Kendaraan

Dibawah ini disajikan data dan spesifikasi kendaraan dari Autonomus ITS seperti yang

ditunjukkan pada gambar 2.1

Gambar 2.1 Spesifikasi basic desain Kendaraan Autonomus ITS

Sementara data-data lain berat kendaraan, torsi maksimum, daya maksimum diameter roda mengacu pada

data dari mobil Golf Yamaha 4 seater sebagaimana yang ditunjukkan pada tabel 2.1 dibawah ini

Tabel 2.1 Spesifikasi Kendaraan Referensi

Spesifikasi Kendaraan Referensi

Weight 363 kg

Torsi maksimum 19.1 kg.m

Daya maksimum 5 kw

Diameter roda 500 mm

nb 2500 rpm

nu 3000 rpm

Berat keseluruhan 4934.43 N

Berat 1 penumpang 70 kg

Sudut 0 degree

fo 0.37

Page 9: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

4

Gravity 9.81 m/2

fRR 0.015 ban dan aspal

If (final drive ratio) 5

Setelah didapatkan rancangan spesifikasi kendaraan, maka selanjutnya menentukan variasi layout

kendaraan. Adapun variasi layout kendaraan yang akan dianalisis adalah sebagai berikut

Tabel 2.2 Variasi Rancangan Layout Mobil Autonomus ITS

Variasi Layout Posisi CG ICE Posisi CG BEV

a (m) b (m) h (m) a (m) b (m) h (m)

CG1 (Full) 1.0851 1.4399 0.59 1.579 0.521 0.59

CG2 (Half) 1.0851 1.4399 0.59 1.808 0.717 0.59

Keterangan:

a = Jarak dari titik berat (CG) ke sumbu roda depan

b = Jarak dari titik berat (CG) ke sumbu roda belakang

h = Jarak dari titik berat (CG) ke permukaan tanah

Untuk rancangan layout yan lebih jelas dapat dilihat pada gambar 2.2 dibawah ini, pada gambar 2.2 terdapat

tiga bagian dimana pada bagian layout 1 kendaraan berbentuk rolling chassis (minus baterai dan controller)

yang terdiri dari bagian frame chassis dan ditambahkan dengan vehicle dynamics, sehingga menjadi satu

kesatuan rolling chassis seperti yang ditunjukkan pada gambar di sebelah kanan. Sementara layout 2 terdiri

dari layout 1 ditambahkan dengan baterai dan controller, dimaha hasil akhir dari rolling chassis pada layout

1 sudah dapat berjalan sebagaimana mestinya yang ditunjukkan pada bagian kanan. Sementara pada layout

3 terdiri dari rolling chassis yang ditambahkan dengan body kendaraan, dimana hasil akhir dari lauyot ini

sudah berbentuk mobil sebagaimana mestinya yang dapat dilihat pada bagian kanan.

Layout 1

Page 10: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

5

Layout 2

Layout 3

Gambar 2.2 layout kendaraan

2.2. Analisis Stabilitas Kendaraan

2.2.1. Kecepatan Skid Pada Jalan Kering

Pada perhitungan kali ini, data yang dipakai sebagai dasar dalam perhitungan adalah pada tabel 3.1 dengan

kondisi berjalan dengan kecepatan yang divariasikan dengan sudut belok (δf) sebesar 5, 10, 15, 20, 25 dan

30o. Dalam perhitungan ini, posisi titik berat (Center of Gravity) mengacu pada tabel 3.2.

Grafik 2.1 Analisa Kecepatan Skid pada Massa Penumpang Sebagian

0

10

20

30

40

50

60

5 10 15 20 25 30

km

/jam

deg

Kecepatan Skid vs. 𝛿𝑓 pada Jalan kering

V front

V rear

Page 11: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

6

Grafik 2.2 Analisa Kecepatan Skid pada Massa Penumpang Penuh

2.2.1. Kecepatan Guling Pada Jalan Kering

Pada perhitungan kali ini, data yang dipakai sebagai dasar dalam perhitungan hampir sama dengan data untuk

menghitung kecepatan skid pada jalan kering adalah pada tabel 3.1 dengan kondisi berjalan dengan

kecepatan yang divariasikan dengan sudut belok (δf) sebesar 5, 10, 15, 20, 25 dan 30o. Dalam perhitungan

ini, posisi titik berat (Center of Gravity) mengacu pada tabel 3.2.

Grafik 2.3 Analisa Kecepatan Guling pada Massa Penumpang Sebagian

Grafik 2.4 Analisa Kecepatan Guling pada Massa Penumpang Penuh

0.00000

10.00000

20.00000

30.00000

40.00000

50.00000

60.00000

5 10 15 20 25 30

km

/jam

deg

Kecepatan Skid vs. 𝛿𝑓 pada Jalan kering

V front

V rear

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5 10 15 20 25 30

km

/jam

deg

Kecepatan Guling vs. 𝛿𝑓 pada Jalan kering

V front

V rear

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

5 10 15 20 25 30

km

/jam

deg

Kecepatan Guling vs. 𝛿𝑓 pada Jalan kering

V front

V rear

Page 12: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

7

2.3 Hasil dan Pembahasan Simulasi Chasis

Pengujian ini menggunakan metode elemen hingga untuk mendapatkan nilai deformasi dan

tegangan pada chassis mobil platform BEV. Simulasi yang dilakukan menjadi dua jenis, yaitu static

structural pembebanan vertikal dan torsional. Simulasi static structural pembebanan vertical

dilakukan dengan memberikan beban yang dibagi menjadi 3 bagian pembebanan, yaitu bagian

depan, tengah, dan belakang data constraint pengujian static structural pembebanan vertikal

tersebut. Sedangkan untuk simulasi torsional dibagi menjadi 2 pengujian yaitu torsional depan, dan

belakang. Pada pengujian torsional ini gaya yang digunakan menggunakan 1G (1 x gravitasi bumi).

2 pengujian tersebut menggunakan data constraint pengujian, penempatan titik fixed support,

penempatan gaya yang berbeda beda yang dijelaskan pada metodologi pengujian.

Melalui proses simulasi static structural pembebanan didapatkan besar dari deformasi

maksimum, minimum, dan nilai tegangan geser. Kemudian dilanjutkan dengan proses simulasi

torsional yang mendapatkan nilai deformasi maksimum, minimum, dan nilai torsional stiffness

setelah di hitung. Hasil simulasi digunakan untuk mengetahui nilai dari deformasi maksimum dan

tegangan maksimum yang terjadi pada mobil.

2.3.1 Analisis Hasil simulasi Static Structural Pembebanan vertikal

Hasil simulasi Static Structural pembebanan vertikal dibagi menjadi dua, yaitu: total

deformation, dan Von misses Stress.

1. Total Deformation

Hasil simulasi ini adalah besar dari nilai deformasi yang terjadi pada chassis mobil platform

BEV. Besar nilai scalar deformasi yang terjadi diilustrasikan dengan menggunakan warna. Berikut

hasil simulasi static structural pembebanan vertikal pada mobil platform BEV.

Page 13: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

8

Gambar 2.3. Hasil simulasi total deformation static structural

pembebanan vertical

Gambar 2.4. Komponen yang mengalami total deformation maksimum

Dapat Dilihat pada gambar 2.3 hasil simulasi total deformation dari mobil platfrom BEV. gambar

tersebut merupakan ilustrasi besar dari nilai total deformation yang terjadi. Terlihat bahwa

mayoritas besar deformasi yang terjadi di sasis berwarna hijau kebiruan yang memiliki nilai

0,055254 mm - 0,22101 mm. Selain itu, terdapat sebagian elemen berwarna biru tua yang memiliki

nilai dibawah 0,055254 mm, elemen berwarna berwarna kuning-merah yang memiliki nilai 0,22101

mm - 0,49728 mm. Pada simulasi ini dapat terlihat pada gambar 2.4 komponen dari bagian sasis

depan yang mengalami total deformation maksimum yang ditunjukan dengan elemen berwarna

merah.

Komponen yang mengalami

deformasi maksimum

Page 14: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

9

2. Von Misses Stress (Tegangan)

Hasil simulasi ini adalah besar dari nilai tegangan yang terjadi pada chassis mobil platform

BEV. Besar nilai scalar tegangan yang terjadi diilustrasikan dengan menggunakan warna. Berikut

hasil simulasi static structural pembebanan vertikal pada mobil platform BEV.

Gambar 2.5. Hasil simulasi von misses stress static structural

pembebanan vertikal

(a) (b)

Gambar 2.6. Komponen yang mengalami (a) tegangan minimum

dan (b) maksimum

Komponen yang mengalami

tegangan min

Komponen yang mengalami

tegangan max

Max

Min

Page 15: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

10

Gambar 2.7. Safety factor hasil pengujian von misses stress disbanding stress material steel AISI

1020.

Dapat Dilihat pada gambar 2.5 hasil simulasi von misses stress static structural pembebanan

vertical dari mobil platfrom BEV. gambar tersebut merupakan ilustrasi besar dari nilai von misses

stress yang terjadi. Terlihat bahwa mayoritas besar tegangan yang terjadi di sasis berwarna biru

yang memiliki nilai 10,743 MPa – 32,228 MPa. Pada simulasi ini dapat terlihat pada gambar 2.6

(a) bahwa komponen mengalami tegangan minimum dengan nilai tegangan 7,1385e-5 MPa,

sementara gambar 68 (b) menunjukan bahwa komponen mengalami tegangan maksimum yang

ditunjukan warna merah dengan nilai tegangan 96,683 MPa. Dari hasil tegangan maksimum

dibandingkan dengan nilai tegangan (yield strength) dari material AISI 1020 dengan yield strength

=350 MPa untuk mengetahui nilai Safety Factor (factor keamanan) dari hasil simulasi ini. Dari

gambar 2.7 terlihat setelah dibandingkan didapatkan bahwa nilai Safety Factor yang didapatkan

adalah 3,6201 yang artinya sasis ini aman untuk digunakan. Batas aman minimum dari pengujian

sasis dilihat jika safety factor diatas 1 (SF>1).

2.3.2 Analisis Hasil simulasi Torsional Depan

Hasil simulasi torsional depan dibagi menjadi dua, yaitu: total deformation, dan Torsional

stiffness.

1. Total Deformation

Hasil simulasi ini adalah besar dari nilai deformasi yang terjadi pada chassis mobil platform

BEV. Besar nilai scalar deformasi yang terjadi diilustrasikan dengan menggunakan warna. Berikut

hasil simulasi torsional depan pada mobil platform BEV.

Page 16: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

11

Gambar 2.8. Hasil simulasi total deformation torsional depan

Gambar 2.9. Komponen yang mengalami total deformation maksimum

Dapat Dilihat pada gambar 2.8 hasil simulasi total deformation dari mobil platfrom BEV. gambar

tersebut merupakan ilustrasi dari nilai total deformation yang terjadi. Terlihat bahwa deformasi

yang terjadi di sasis dengan warna hijau yang memiliki nilai 4,3196 mm – 6,4795 mm, sementara

warna kuning memiliki nilai 6,4795 mm – 8,6393 mm. Selain itu, terdapat elemen berwarna biru

tua yang memiliki nilai dibawah 1,0799 mm, elemen berwarna biru muda yang memiliki nilai

1,0799 mm - 4,3196 mm. Pada simulasi ini dapat terlihat pada gambar 2.9 bahwa terdapat

Komponen yang mengalami

deformasi maksimum Komponen yang mengalami

deformasi maksimum

Page 17: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

12

komponen yang mengalami total deformation maksimum yang ditunjukan dengan elemen berwarna

merah dengan nilai 9,7192 mm.

2. Torsional Stiffness (kekakuan torsional)

Hasil dari simulasi total deformasi ini dapat digunakan untuk menghitung nilai torsional

stiffness dengan menggunakan persamaan yang ada pada mobil platform BEV.

Gambar 2.10. Hasil simulasi torsional depan

Dapat Dilihat pada gambar 2.10 hasil simulasi torsional depan dari mobil platfrom BEV. gambar

tersebut menunjukan data yang dibutuhkan untuk menghitung nilai torsional stiffness, diantaranya

sudut puntir, jarak perpindahan mounting suspensi (x) dengan nilai 76,07 mm , jarak mounting

suspensi ke tengah sasis (L) dengan nilai 409,65 mm, sementara besar gaya total yang diberikan (F)

adalah sebesar 8.436,6 N . Maka dapat dilakukan perhitungan Torsional Stiffness sebagai berikut.

• Torque (Nm)

𝑇 = 𝐹 𝑥 𝐿

𝑇 = 8.436,6 𝑁 𝑥 0,409 𝑚

𝑇 = 3.450,5694 𝑁𝑚

• Angular Deflection (deg)

ϴ = tan−1 (x ÷ L)

ϴ = tan−1 (76,07 ÷ 409,65)

ϴ = tan−1 (0,1856951055779324)

Page 18: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

13

ϴ = 10,52 deg = 0,183608716 rad

• Chassis Frame Torsional Stiffness (Nm/rad)

𝐾𝑡𝑜𝑟 = 𝑇 ÷ ϴ

𝐾𝑡𝑜𝑟 =3.450,5694 𝑁𝑚

0,183608716 rad

𝐾𝑡𝑜𝑟 = 19.169,83 𝑁𝑚/𝑟𝑎𝑑

• Chassis Frame Linear Stiffness (Nm/deg) = Kch = Ktor / L2

𝐾𝑐ℎ =𝐾𝑡𝑜𝑟

2𝐿

𝐾𝑐ℎ = 23.435 𝑁𝑚/𝑟𝑎𝑑

Maka nilai torsional stiffness saat titik gaya berlawan di tempatkan pada mounting suspensi depan

dari sasis platform BEV ini adalah 19.169,83 𝑁𝑚/𝑟𝑎𝑑 sementara nilai linear stiffness adalah

23.435 𝑁𝑚/𝑟𝑎𝑑.

2.3.3 Analisis Hasil simulasi Torsional Belakang

Hasil simulasi torsional belakang dibagi menjadi dua, yaitu: total deformation, dan Von

misses Stress.

1. Total Deformation

Hasil simulasi ini adalah besar dari nilai deformasi yang terjadi pada chassis mobil platform

BEV. Besar nilai scalar deformasi yang terjadi diilustrasikan dengan menggunakan warna. Berikut

hasil simulasi torsional belakang pada mobil platform BEV.

Gambar 2.11. Hasil simulasi total deformation torsional belakang

Page 19: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

14

Gambar 2.12. Komponen yang mengalami total deformation maksimum

Dapat Dilihat pada gambar 2.11 hasil simulasi total deformation dari mobil platfrom BEV. gambar

tersebut merupakan ilustrasi besar dari nilai total deformation yang terjadi. Terlihat bahwa

deformasi yang terjadi di sasis dengan warna hijau yang memiliki nilai 4,2298 mm – 6,3448 mm,

sementara warna kuning memiliki nilai 6,3448 mm – 8,4597 mm. Selain itu, terdapat elemen

berwarna biru tua yang memiliki nilai dibawah 1,0575 mm, elemen berwarna biru muda yang

memiliki nilai 1,0575 mm - 4,2298 mm. Pada simulasi ini dapat terlihat pada gambar 2.12 bahwa

terdapat komponen yang mengalami total deformation maksimum yang ditunjukan dengan elemen

berwarna merah dengan nilai 9,5172 mm.

2. Torsional Stiffness (kekakuan torsional)

Hasil dari simulasi total deformasi ini dapat digunakan untuk menghitung nilai torsional

stiffness dengan menggunakan persamaan yang ada pada mobil platform BEV.

Komponen yang mengalami

deformasi maksimum

Komponen yang mengalami

deformasi maksimum

Page 20: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

15

Gambar 2.13. Hasil simulasi von misses stress torsional belakang

Dapat Dilihat pada gambar 2.13 hasil simulasi torsional depan dari mobil platfrom BEV. gambar

tersebut menunjukan data yang dibutuhkan untuk menghitung nilai torsional stiffness, diantaranya

sudut puntir, jarak perpindahan mounting suspensi (x) dengan nilai 61,03 mm , jarak mounting

suspensi ke tengah sasis (L) dengan nilai 465,09 mm, sementara besar gaya total yang diberikan (F)

adalah sebesar 8.436,6 N . Maka dapat dilakukan perhitungan Torsional Stiffness sebagai berikut.

• Torque (Nm)

𝑇 = 𝐹 𝑥 𝐿

𝑇 = 8.436,6 𝑁 𝑥 0,465 𝑚

𝑇 = 3.923,019 𝑁𝑚

• Angular Deflection (deg)

ϴ = tan−1 (x ÷ L)

ϴ = tan−1 (61,03 ÷ 465,09)

ϴ = tan−1 (0,1312)

ϴ = 7,48 deg = 0,1305 rad

• Chassis Frame Torsional Stiffness (Nm/rad)

Page 21: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

16

𝐾𝑡𝑜𝑟 = 𝑇 ÷ ϴ

𝐾𝑡𝑜𝑟 =3.923,019 𝑁𝑚

0,1305506 rad

𝐾𝑡𝑜𝑟 = 30.049,796 𝑁𝑚/𝑟𝑎𝑑

• Chassis Frame Linear Stiffness (Nm/deg) = Kch = Ktor / L2

𝐾𝑐ℎ =𝐾𝑡𝑜𝑟

2𝐿

𝐾𝑐ℎ = 32.311,609 𝑁𝑚/𝑟𝑎𝑑

Maka nilai torsional stiffness saat titik gaya berlawan di tempatkan pada mounting suspensi

belakang dari sasis platform BEV ini adalah 19.169,83 𝑁𝑚/𝑟𝑎𝑑 sementara nilai linear stiffness

adalah 23.435 𝑁𝑚/𝑟𝑎𝑑.

Page 22: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

17

BAB III STATUS LUARAN

Luaran pada penelitian ini adalah terciptanya prototype rolling chassis yang saat ini tengah dilakukan di

bengkel Top Seven

Gambar 3.1 Setup Prototype Frame Chassis

Page 23: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

18

Gambar 3.2 Frame Chassis Hampir Selesai

Page 24: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

19

BAB IV PERAN MITRA

Pada penelitian ini tidak ada mitra industry, namun proses pembuatan prototyping rolling chassis di lakukan

di Bengkel Top Seven.

Page 25: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

20

BAB V KENDALA PELAKSANAAN PENELITIAN

Secara keseluruhan tidak ada kendala yang berarti dalam penelitian ini, adapun sedikit kendala adalah

pandemic covid 19 yang mengharuskan kampus menerapkan WFH dimana aktivitas Dosen, Mahasiswa dan

Tendik di kampus terbatas.

Page 26: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

21

BAB VI RENCANA TAHAPAN SELANJUTNYA

Setelah melakukan simulasi baik dari kestabilan kendaraan autonomus maupun analisa kekuatan frame

chassis, pada tahapan ini tengah dilakukan prototyping pembuatan rolling chassis yang tengah di lakukan

di bengkel. Seperti yang digambarkan pada foto 3.1 dan foto 3.2 diatas

Page 27: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

22

BAB VII DAFTAR PUSTAKA

[1]. https://www.100kpj.com/mobil/4686-penjualan-mobil-sepanjang-2019-turun-berikut-

daftar-20-merek-terlaris

[2]. https://www.gaikindo.or.id/gaikindo-penjualan-mobil-januari-sampai-november-

2019-dekati-1-juta-unit/

[3]. https://properti.kompas.com/read/2018/02/25/182046621/ini-10-kota-termacet-di-

indonesia?page=all

[4]. https://www.clubcar.com/

[5]. I Nyoman Sutantra. 2010. Teknologi Otomotif, Guna Widya

[6]. Agus Sigit P, I Nyoman Sutantra, I Made Londen Batan. 2012. Laporan penelitian

Rancang Bangun Kendaraan Multiguna. Kemenristek

[7]. Brown, J., Robertson, J., and Serpents, S., “Motor Vehicle Structures: Concepts and

Fundamentals”, Butterworth-Heinemann, ISBN 0-7506-5134-2, pp.1063, Oxford,

2002.

[8]. Teo Han Fui et al, 2007. “Statics And Dynamics Structural Analysis Of A 4.5 Ton

Truck Chassis” Faculty of Mechanical Engineering, Universiti Teknologi Malaysia,

Malaysia,.

[9]. William J. Sidelko, An Objective Approach to Highway Truck Frame Design, SAE

Technical Paper 660162, 1976.

Page 28: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

23

BAB VIII LAMPIRAN

LAMPIRAN 1 Tabel Daftar Luaran

Program : Proposal Penelitian Unggulan Terapan Dana ITS Tahun

2020

Nama Ketua Tim : Dr. Ir. Agus Sigit Pramono, DEA

Judul : Pengembangan Sistem Suspensi dan Stabilitas untuk

Platform Mobil Autonomus ITS

1.Artikel Jurnal

No Judul Artikel Nama Jurnal Status Kemajuan*)

*) Status kemajuan: Persiapan, submitted, under review, accepted, published

2. Artikel Konferensi

No Judul Artikel Nama Konferensi (Nama

Penyelenggara, Tempat,

Tanggal)

Status Kemajuan*)

*) Status kemajuan: Persiapan, submitted, under review, accepted, presented

3. Paten

No Judul Usulan Paten Status Kemajuan

*) Status kemajuan: Persiapan, submitted, under review

4. Buku

No Judul Buku (Rencana) Penerbit Status Kemajuan*)

*) Status kemajuan: Persiapan, under review, published

5. Hasil Lain

No Nama Output Detail Output Status Kemajuan*)

1 Prototype rolling chassis Rolling chassis

Kendaraan Autonomus

Masih tahap pengerjaan

*) Status kemajuan: cantumkan status kemajuan sesuai kondisi saat ini

6. Disertasi/Tesis/Tugas Akhir/PKM yang dihasilkan

Page 29: LAPORAN KEMAJUAN PENELITIAN UNGGULAN ITS DANA ITS …

24

No Nama Mahasiswa NRP Judul Status*)

*) Status kemajuan: cantumkan lulus dan tahun kelulusan atau in progress