Oleh: BAYU EKO NUGROHO 2106 100 006 -...
-
Upload
hoangkhanh -
Category
Documents
-
view
218 -
download
0
Transcript of Oleh: BAYU EKO NUGROHO 2106 100 006 -...
Oleh: BAYU EKO NUGROHO
2106 100 006
Dosen Pembimbing: Dr. Ir. AGUS SIGIT PRAMONO, DEA
SIDANG TUGAS AKHIR - TM 091476
JURUSAN TEKNIK MESIN Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2013
LATAR BELAKANG Kereta api merupakan sarana angkutan massal.
PT INKA saat ini telah membuat sarana angkutan massal yang lain yaitu Railbus.
Namun ada beberapa bagian yang masih dalam penyempurnaan. Dalam hal ini adalah bagian Coil Spring Suspension.
Penelitian untuk penggantian model dengan jenis barrel ini adalah lebih kepada faktor kenyamanan untuk para penumpang dan berupaya mempelajari untuk mengurangi tingkat defleksi pada coil spring suspension jenis ini.
Desain RailBus
Spesifikasi RailBus Dimensi Utama:
Panjang total badan kereta
TEMC : 12.000 mm
T : 10.800 mm
Lebar badan kereta : 2.993 mm
Tinggi atap kereta dari kepala rel : 3.559 mm
Diameter roda
Maksimum : 774 mm
Minimum : 694 mm
Tinggi lantai kereta : 1200 mm
Akomodasi Kapasitas Penumpang :
Berat Kosong Kereta :
Beban Normal Duduk Berdiri Total
TEMC 33 0 33
T 36 0 36
TMC 33 0 33
TEMC Maksimum 17 ton
T Maksimum 14 ton
Coil Spring Suspension
Fungsi Spring Suspension: Penghubung axle dan body untuk
mencegah penyaluran getaran dan
impact secara langsung dari
permukaan jalan ke kendaraan
selama beroperasi.
Menyerap getaran, oskilasi dan
kejutan dari permukaan jalan
sehingga menambah kenyamanan
dan stabilitas.
Macam – Macam Spring :
Spring Karakteristik Hubungan antara defleksi dan force dapat juga
diketahui juga sebagai stiffness (kekakuan) atau springrate (k).
k = F / δ
Hubungan Antara Stiffness dan SpringRate
Defleksi Coil Spring Formula :
δ = 8NaFD3/Gd4
Na : number of active coils
G : modulus of rigidity of the wire material (75 to 80 GPa for spring steel)
Gejala Buckling
Gejala Buckling
Coil Spring Suspension Model Barrel
Dengan berbagai dimensi :
Sumber : www.google.com/pictures
Pemasangan Pada Railbus
R min / R max utk model spring straight
R max utk model spring barrel
Spring Barrel dalam ukuran :
RUMUSAN MASALAH Bagaimana pengaruh variasi sudut terhadap nilai
defleksinya?
Bagaimana pengaruh penambahan beban terhadap nilai
kekakuan nya?
Bagaimana pengaruh buckling terhadap setiap model
spring yang dibandingkan?
TUJUAN Mengetahui pengaruh variasi sudut terhadap nilai
defleksinya.
Mengetahui pengaruh penambahan beban terhadap
nilai kekakuan nya.
Mengetahui nilai buckling pada model keduanya
sehingga aman digunakan untuk berbelok.
BATASAN MASALAH Jenis spring adalah model coil atau helix, dengan beban
yang divariasikan.
Perhitungan dan analisa dilakukan pada kedua model spring suspension tersebut.
Kedua jenis profil spring dibuat dengan geometri dan material dengan properties yang sama.
Beban yang diberikan pada model berupa beban statis.
Asumsi yang digunakan meliputi:
1. Beban uniform sepanjang tebal pitch
2. Material bersifat elastik dan isotropik
3. Temperatur seragam di seluruh bagian spring
MANFAAT Dapat digunakan sebagai pengganti coil spring model
konvensional sehingga bisa dipatenkan sebagai hak cipta.
Dapat mengurangi biaya produksi melalui penghematan karena dibuat di negeri sendiri.
Dapat mengurangi biaya operasional dan perawatan karena kekuatan dan kekakuan tinggi sehingga tidak mudah rusak.
STUDI LITERATUR
TEXT BOOK & E-BOOK
CLIK HERE
ARTIKEL ONLINE
CLIK HERE
• STUDI LITERATUR Text Book & E Book
1. Aaron D Deutschman, Machine Design. Macmillan, New York, 1975.
2. J.K Gupta, Machine Design
3. Elliot Rush, Relating of Choice Deflection. Indian Institute of Technology Madras.
4. Ellen Finkelstein, Autocad 2010 Bible. Wiley Publishing, Inc., Indianapolis, Indiana, 2009.
5. Ansys Tutorial Release 12.1. ANSYS Inc., USA, 2009.
• STUDI LITERATUR
Jurnal
1. Railway Technical Web, site updated 5th december 2011.
2. Technology,benefit, and motion sickness, Rickard Persoon, 2008
STUDI LITERATUR Artikel Online
1.http://www.layitlow.com/tech/suspension_leafsprin
g.shtml
2. http://www.8-lug.com/tech/1008_8l_spring_rate/photo_06.html
3. http://www.clag.org.uk/beam-annex1.html
4. http://id.shvoong.com/products/auto/2125112-pengertian-dan-fungsi-sistim-suspensi/
• KAJIAN PUSTAKA 1. Faruq Cirat Salim, 2006
Melakukan penelitian yang berjudul “Dynamic Analisys of Composite Coil Springs of Arbitary Shape” yang mana pada intinya mereka melakukan sebuah percobaan pada helical compression springs model barrel dan Hyperboloidal menggunakan metode Natural Frequencies.
Kemudian hasil dari experiment fatique tersebut dibandingkan dengan keduanya. Untuk menganalisa tingkat kekakuan nya menggunakan finite element di ansys. Dan untuk menganalisa menggunakan natural frequencies.
Perbandingan kedua model :
Hasil penelitian :
BARREL
HYPERBOLOIDAL
Kesimpulan : Hasil dari penelitian nya yang ditunjukkan di tabel
menunjukkan bahwa bentuk spring barrel menunjukkan natural frequency nilai lebih baik. Yaitu dengan menunjukkan nilai yang lebih kecil. Jadi dengan kata lain residual yang dihasilkan lebih lembut (baik).
Hasil dari penelitian nya juga dibuat dalam bentuk grafik seperti yang ditunjukkan diatas. Terlihat bahwa frekuensi natural untuk spring model barrel lebih baik dibandingkan dengan spring model hyperboloidal.
Saran penulis jurnal : Penulis ini memberikan saran bahwa penelitian ini
perlu dilanjutkan dengan beberapa metode lain. Contohnya dengan metode defleksi dan stiffness. Berguna untuk dapat mengetahui nilai masing masing dari spring yang diteliti defleksi maupun kekakuan nya. Dan divariasikan sudut angle nya. Agar dapat diketahui perbedaan antara spring satu dengan spring yang lain.
METODOLOGI PERCOBAAN
Flowchart Penelitian
Flowchart Percobaan :
Perhitungan Manual : Diketahui : Diameter koil : 41.5 mm Diameter kawat : 5 mm Jumlah Koil : 5.8 Beban Aksial : 1000 N Ditanya : Berapa nilai defleksi, kekakuan, dan buckling pada kondisi vertical dan
horizontal? Jawab : (Vertikal) Defleksi : 8.Fa.c3/ G.Dm = 8x2698x8,3/(10.000x106)x(36.5) = 179,147 / (10.000x106) (365) = 0,04298 in Kekakuan : ΔF/ΔL = F0 / Lf- Lo = 26980/(305-220) = 817,41 N/mm
Buckling : Lf/Dm = 305 / 36.5 = 17.61 Horisontal: Wahl Factor (Pengaruh Tegangan Geser) K = (4c-1) / (4c-4) + 0.615 /c = 842 Defleksi : 8.Fa.c3/ G.Dm = 8x6940x8,3/(10.000x106)x(36.5) = 460.81 / (10.000x106) (365) = 0,024324 in Kekakuan : ΔF/ΔL = Fo/ Lf-Lo = 69480/(305-220) = 317,41 N/mm Buckling : Lf/Dm = 305 / 36.5 = 8,35 = 84/8.35 = 10.08
Analisa dengan Metode Finite Element
Proses Meshing :
Pemberian Remote Force :