Profosal Ta Aan
-
Upload
hands-phanda-mochi -
Category
Documents
-
view
221 -
download
0
Transcript of Profosal Ta Aan
7/22/2019 Profosal Ta Aan
http://slidepdf.com/reader/full/profosal-ta-aan 1/17
A. Latar Belakang
Seiring dengan kemajuan jaman, transportasi menjadi suatu
kebutuhan yang penting dalam kehidupan sehari-hari. Salah satu alat
transportasi yang sering dijumpai adalah sepeda motor dan sesuai
dengan fungsinya, sepeda motor dapat digunakan sebagai alat
transportasi sehari-hari. Sepeda motor banyak sekali digunakan
kususnya di indonesia, selain pengoperasianya yang mudah, harganya
relatif lebih murah di banding dengan transportasi lainnya.
Terlepas dari fungsi dan jenis sepeda motor, sistem suspensi
memegang peranan penting karena sistem ini dapat menentukan
kenyamanan bagi pengendara sepeda motor. Salah satu faktor yang
mempengaruhi ketidaknyamanan adalah adanya getaran yang
ditimbulkan oleh profil ketidakrataan medan jalan.
Sistem suspensi merupakan mekanisme yang ditempatkan
diantara bodi atau rangka roda-roda yang berfungsi menahan kejutan-
kejutan yang ditimbulkan keadaan jalan dan juga meredam getaran-
getaran yang diakibatkan oleh keadaan permukaan jalan yang tidak rata
agar tidak berpindah kebadan sepeda motor. Selain itu, suspensi
sekaligus berfungsi untuk memikul beban kendaraan atau bobot sepeda
motor pada kedua rodanya.
Sistem suspensi terdiri dari upper arm, lower arm, pegas (spring),
peredam kejutan (shock absorber) dan stabilator. Dari beberapa bagian
7/22/2019 Profosal Ta Aan
http://slidepdf.com/reader/full/profosal-ta-aan 2/17
tersebut, bagian yang terpenting untuk menahan kejutan-kejutan dari
jalan dan mencegah kejutan-kejutan tersebut berpindah kebodi
kendaraan adalah pegas dan shock absorber. Oleh karena itu, fungsi
dari suspensi tergantung pada konstanta pegas dan konstanta
peredaman yang digunakan.
B. Rumusan Masalah
Dari latar belakang diatas timbul suatu permasalahan,
permasalahan tersebut antara lain adalah :
1. Besarnya nilai kekakuan dan redaman mempengaruhi kerja sistem
suspensi pada sepeda motor dalam memberikan kenyamanan pada
penumpang.
2. Setelah diketahui besarnya nilai kekakuan dan redaman maka perlu
diadakan analisa nilai kekakuan dan redaman sistem suspensi
kendaraan roda dua khususnya sepeda motor sehingga diperoleh
respon redaman yang optimal.
C. Tujuan
Untuk tujuan dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
1. Menentukan besarnya nilai kekakuan dan redaman yang
mempengaruhi kerja sistem suspensi pada sepeda motor.
2. Mendapatkan hasil analisa terhadap nilai kekakuan dan redaman
yang telah di dapat dari pengujian, sehingga diperoleh respon
redaman dari massa atau gaya yang diberikan.
7/22/2019 Profosal Ta Aan
http://slidepdf.com/reader/full/profosal-ta-aan 3/17
D. Tinjauan Pustaka
Sebelum analisa ini dilakukan, sudah banyak penelitian yang
dilakukan oleh pengetahuan sebelumnya diantaranya , Utomo, Anggoro
Wahyu (2004), dengan topic “ Analisa Nilai Kekakuan Dan Redaman
Sistem Suspensi Kendaraan Roda Dua Untuk Memperoleh Respon
Redaman Optimal “. Dari hasil penelitian ini telah disimpulkan bahwa
nilai frekuensi natural (ω) bergantung pada besarnya nilai kekakuan (K),
Nilai frekuensi juga dipengaruhi oleh letak dari titik berat ( CG ),
sehingga waktu peluruhan dari repon atau kerja dari suspensi untuk
kembali keposisi semula sebelum mendapat gaya eksitasi dari profil
jalan. Dan besarnya amplitude respon juga tergantung pada nilai
kekakuan (K) dan redaman ( C ).
Uyib Budi (2012) dengan topic “ Analisa Shockbreaker Sepeda
Motor Honda Blade “ dengan kesimpulan jenis getaran pada shock
absorber Honda blade adalah jenis getaran bebas teredam karena
setelah peredaman diperhitungkan, gaya peredam juga berlaku pada
massa selain gaya yang disebabkan oleh peregangan pegas. Bila
bergerak dalam fluida benda akan mendapatkan peredaman karena
kekentalan fluida. Gaya akibat kekentalan ini sebanding dengan
kecepatan benda. Konstanta akibat kekentalan (viskositas) ini dinakan
koefesien peredam.
7/22/2019 Profosal Ta Aan
http://slidepdf.com/reader/full/profosal-ta-aan 4/17
E. Landasan Teori
1. Getaran
Getaran adalah gerakan bolak-balik dalam suatu interval
waktu tertentu, dimana getaran berhubungan dengan gerak osilasi
benda dan gaya yang berhubungan dengan gerak tertentu. Semua
benda yang mempunyai massa dan elastisitas mampu bergetar, jadi
kebanyakan mesin dan struktur rekayasa (enginering) mengalami
getaran sampai derajat tertentu dan pada rancangan biasanya
memerlukan pertimbangan sifat osilasinya.
Sistem yang berosilasi secara luas dapat digolongkan
sebagai linier atau tidak linier. Untuk sistem linier prinsip superposisi
berlaku, dan teknik matematika yang ada untuk melaksanakan hal
tersebut agar dapat dikembangkan dengan baik. Sebaliknya, teknik
untuk menganalisis sistem tidak linier kurang dikenal, dan sukar
digunakan. Tetapi pengetahuan tentang sistem tidak linier juga
dibutuhkan, sebab semua sistem cendrung menjadi tidak linier
dengan bertambahnya amplitudo osilasi.
Ada dua kelompok yang umum yaitu getaran bebas dan
getaran paksa. Getaran bebas adalah getaran yang terjadi jika
sistem berosilasi karena berkerjanya gaya yang ada dalam sistem itu
sendiri ( intherent ), dan jika tidak ada gaya luas yang berkerja.
7/22/2019 Profosal Ta Aan
http://slidepdf.com/reader/full/profosal-ta-aan 5/17
Sistem yang bergetar bebas akan bergetar pada satu atau lebih
frekuensi naturalnya, yang merupakan sifat sistem dinamika yang
dibentuk oleh distribusi massa dari kekakuanya.
Getaran yang terjadi karena adanya rangsangan dari luar
disebut getaran paksa. Jika rangsangan tersebut berosilasi, maka
sistem dipaksa untuk bergetar pada frekuensi rangsangan. Jika
frekuensi rangsangan sama dengan salah satu frekuensi natural
sistem, maka akan didapat keadaan resonansi,dan osilasi besar
yang berbahaya mungkin terjadi.
Semua sistem yang bergetar mengalami redaman sampai
derajat tertentu karena energy didisipasi oleh gesekan dan tahanan
lain. Jika redaman itu kecil, maka pengaruhnya sangat kecil pada
frekuensi natural sistem, dan perhitungan frekuensi natural biasa
dilaksanakan atas dasar tidak adanya redaman. Sebaliknya redaman
sangat penting sekali untuk membatasi amplitudo osilasi pada waktu
resonansi.
2. Degree Of Freedom (Derajat Kebebasan)
Degree Of Freedom (Derajat Kebebasan) adalah banyaknya
variabel minimum yang digunakan untuk menyatakan posisi dari
suatu benda atau massa. Jadi suatu partikel bebas yang
menggalami gerak umum dalam ruang akan mempunyai tiga derajat
7/22/2019 Profosal Ta Aan
http://slidepdf.com/reader/full/profosal-ta-aan 6/17
kebebasan, sedangkan benda kaku akan mempunyai enam derajat
kebebasan, yaitu tiga komponen posisi dan tiga sudut yang
menyatakan orientasinya. Selanjutnya, benda elastis kontinu akan
membutuhkan jumlah koordinat yang tak terhingga (tiga untuk tiap
titik pada benda) untuk menggabarkan geraknya, jadi derajat
kebebasan harus tak terhingga. Tetapi, dalam banyak kasus, bagian-
bagian dari benda semacam itu boleh dianggap tegar (rigid), dan
sistem secara dinamis dapat dianggap ekiuvalen dengan sistem
yang mempunyai derajat kebebasan berhingga. Dalam
kenyataannya, sejumlah besar persoalan getaran dapat diselesaikan
dengan penelitian yang cukup memadai, sehinga dapat
disederhanakan dengan sistem yang bersangkutan menjadi sistem
yang mempunyai satu derajat kebebasan.
Adapun persamaan gerak dari sistem getaran 1 derajat
kebebasan tersebut antara lain sebagai berikut :
Dan untuk mempermudah dalam menganalisa system
getaran, maka akan disirmulasikan menggunakan software MATLAB.
7/22/2019 Profosal Ta Aan
http://slidepdf.com/reader/full/profosal-ta-aan 7/17
3. Kekakuan Dan Redaman
a. Kekakuan
Kekakuan (K) adalah besar gaya yang diperlukan untuk
merubah bentuk benda sebesar satuan tertentu. Pada benda
yang perubahannya memanjang atau memendek, misalnya
dengan satuan kekakuan (K) = N/mm. adapun maksutnya adalah
pegas akan berubah panjang atau pendek sebesar 1 mm apabila
diberikan gaya aksial (tarik/tekan) sebesar k N.
Gambar 3.1. Kekakuan Pegas
Kekakuan suatu pegas disebut besar jika diperlukan
gaya aksial yamg besar untuk mengubah panjang atau pendek
suatu pegas 1 mm, dan kekakuan pegas disebut kecil untuk
memperpendek dan memperpanjang pegas 1mm.
Adapun persamaan kekakuan (k) pada umumnya antara
lain sebagai berikut :
7/22/2019 Profosal Ta Aan
http://slidepdf.com/reader/full/profosal-ta-aan 8/17
Kekakuan (K)
Dimana :
K = Kekakuan (N/m)
F = Gaya (N)
ΔX = Simpangan (m)
Gaya (F)
Dimana :
F = Gaya (N)
m = Massa (Kg)
g = Grafitasi (9.81 m/s)
Simpangan (ΔX)
ΔX = X1 – X2
Dimana :
ΔX = Simpangan (m)
X1 = Panjang suspensi sebelum diberi beban (m)
X2 = Panjang suspensi setelah diberi beban (m)
7/22/2019 Profosal Ta Aan
http://slidepdf.com/reader/full/profosal-ta-aan 9/17
b. Redaman
Gambar 2.2 Peredam dalam suspensi hidraulik
Peredam atau redaman adalah bagian penting dalam
suspensi kendaraan bermotor, dimana peredam berfungsi untuk
mengurangi efek dari kasarnya permukaan jalan. Tanpa peredam
kejut, kendaraan dapat terlempar oleh energi yang yang
tersimpan dalam pegas yang dilepaskan pada kendaraan yang
melebihi gerakan suspensi . Kontrol gerakan berlebih pada
suspensi tanpa peredam diredam secara paksa oleh pegas yang
kaku yang menyebabkan ketidak nyamanan dalam berkendara.
Peredam terdiri dari peredam peneumetik dan hidraulik
yang umumnya mengambil bentuk sebuah silinder dengan piston
yang bergerak didalamnya. Silinder harus diisi dengan cairan
kental seperti minyak hidraulik atau udara. Cairan ini diisikan
7/22/2019 Profosal Ta Aan
http://slidepdf.com/reader/full/profosal-ta-aan 10/17
kedalam dashpot. Pegas bukanlah peredam karena hanya
menyimpan dan tidak menghilangkan atau menyerap energi.
Kendaraan biasanya menggunakan dua pegas atau palang torsi
yang berfungsi sebagai mana peredam. Dalam kombinasi ini,
peredam secara kusus menyediakan piston hidraulik yang
menyerap dan menghilangkan getaran.
Untuk Persamaan redaman tidak bisa lepas dari nilai
viskositas oli hidraulik, dimana nilai viskositas menentukan
kecepatan piston meredam getaran.
Persamaan redaman
Dimana :
C = Constanta redaman (Ns/m)
F = Gaya (N)
V = Kecepatan Viskositas (m/s)
Persamaan viskositas
7/22/2019 Profosal Ta Aan
http://slidepdf.com/reader/full/profosal-ta-aan 11/17
Maka :
Dimana :
η = Viskositas (kg/m.s)
v = kecepatan (m/s)
r = Jari-jari (m)
g = grafitasi (9,81 m/s2)
b= Densiti benda
o= Densiti fluida (oil)
4. Getaran Bebas Dengan Redaman
Bila peredaman diperhitungkan, berarti gaya peredaman
juga berlaku pada massa selain gaya yang disebabkan oleh
perenggangan pegas. Bila bergerak dalam fluida, benda
mendapatkan peredaman karena kekentalan fluida. Gaya akibat
kekentalan ini sebanding dengan benda. Konstanta akibat
kekentalan (viskositas) ini dinamakan koefesien peredam.
7/22/2019 Profosal Ta Aan
http://slidepdf.com/reader/full/profosal-ta-aan 12/17
Bila redaman cukup kecil, system masih akan bergetar,
namun waktu yang digunakan akan lebih lama untuk mencapai
steady state. Keadan ini disebut kurang redam, dan merupakan
kasus yang paling mendapat perhatian dalam analisa suspensi
kendaraan roda dua. Bila peredam diperbesar sehingga mencapai
titik saat dimana tidak lagi berosilasi, kita mencapai titik redaman
kritis (Cc). Bila peredaman ditambahkan melewati titik kritis ini system
disebut dalam keadaan lewat redam.
Nilai koefesien redaman yang diperlukan untuk mencapai
titik redaman kritis (Cc) pada model masa pegas peredam adalah
sebagai berikut :
√
Dimana :
Cc = Redaman kritis (Ns/m)
K = Kekakuan (m)
m = Massa (kg)
Untuk mengkarakterisasi jumlah peredaman dalam system
digunakan nisbah yang dinamakan nisbah redaman ( ζ ). Nisbah ini
adalah perbandingan antara peredaman sebenarnya terhadap
jumlah peredaman yang diperlukan untuk mencapai titik redaman
kritis. Untuk persamaan nisbah redaman ( ζ ) antara lain sebagaiberikut :
7/22/2019 Profosal Ta Aan
http://slidepdf.com/reader/full/profosal-ta-aan 13/17
√
Dimana :
ζ = Nisbah redaman
C = Redaman (Ns/m)
K = kekakuan (m)
m = Massa (kg)
Untuk banyaknya suatu getaran yang terjadi dapat diartikan
sebagai frekuensi natural (ωn), adapun persamaannya antara lain
sebagai berikut :
Dimana :
ωn = Frekuensi natural (rad/s)
K = Kekakuan (m)
M = massa (kg)
7/22/2019 Profosal Ta Aan
http://slidepdf.com/reader/full/profosal-ta-aan 14/17
F. Metode Penelitian
Mulai
Menentukan Tujuan DanRuang Lingkup
Mendesain alat peraga untuk
menguji suspensi depan dan
belakng
Pengujian suspensi depan dan belakang
Pengolahan Data
Nilai Redaman dan Kekakuan
Pengujian
Pengujian viskositas oli suspensi
Analisa Data
Software MATLAB
Sirmulasi Kekakuan dan Redaman
Respon sistem Suspensi Sepeda Motor
Hasil Dan Kesimpulan
Mendapatkan Frekuensi Natural
Mendapatkan Respon sistem SuspensiSepeda Motor
Selesai
7/22/2019 Profosal Ta Aan
http://slidepdf.com/reader/full/profosal-ta-aan 15/17
Diagram rancangan penelitian ini dapat dijelaskan sebagai berikut :
1. Pencarian referensi.
Proses untuk mencari sumber-sumber data persamaan yang
digunakan dalam menganalisa getaran dari buku, tugas akhir
maupun dari internet.
2. Menentukan ruang lingkup dan tujuan dalam menganalisa suspensi.
3. Mendesain alat bantu untuk sirmulasi suspensi.
Merancang sirmulasi untuk mencari kekakuan suspensi depan dan
belakang menggunakan software solidwork 2010.
4. Pengujian.
Untuk mencari nilai kekakuan suspensi depan dan belakang serta
nilai viskositas oli suspensi.
5. Pengolahan data.
Menghitung nilai dari kekakuan dan redaman.
6. Menganalisa data.
Menggunakan Software MATLAB untuk menentukan respon
kekakuan dan redaman dari suspensi sepeda motor.
7. Hasil dan kesimpulan.
Proses ini melakukan penarikan kesimpulan dari analisa getaran
pada suspensi sepeda motor.
7/22/2019 Profosal Ta Aan
http://slidepdf.com/reader/full/profosal-ta-aan 16/17
G. Personalia penelitian
1 Ketua peneliti
a) Nama lengkap : Suhandoko
b) NIM\NIRM : D200080001
c) Fakultas/Jurusan : Teknik/Teknik Mesin
d) Nama Modul : Manufaktur
2 Anggota peneliti 1
a) Nama lengkap & gelar : Ir. Pramuko IP, MT.
b) NIK : 436
c) Jabatan Akdemik : LK
d) Golongan / pangkat : IV a
3 Anggota peneliti 2
a) Nama lengkap & gelar : -
b) NIK : -
c) Jabatan Akademik : -
d) Golongan & Pangkat : -
7/22/2019 Profosal Ta Aan
http://slidepdf.com/reader/full/profosal-ta-aan 17/17
H. Daftar Pustaka
Utomo, Anggono Wahyu 2004. Analisa Rasio Kekakuan Dan Redaman
Sistem Suspensi Kendaraan Roda Dua Untuk MemperolehRespon
Redaman Optimal. Perpustakaan Teknik Fisika Universitas
Sepuluh November. Surabaya.
Hutahaean,Ramses Y (2011). Getaran Mekanik Dilengkapi
pemograman Dan Simulasi Dengan MATLAB. Yogyakarta :
Penerbit Andi Offset.
Caesareendra, wahyu. Mochammad Ariyanto (2011). Panduan Belajar
Mandiri MATLAB. Jakarta, Penerbit PT Elex Media Komputindo.
http://paparisa.unpatti.ac.id . Analisa Respon Dinamik Sepeda Motor
Terhadap Posisi Sudut Suspensi. Diaskes pada tanggal 3
November 2013, pukul 21.17 WIB.
http://www.4shared.com/office/Kz9v37YT/Materi_Getaran_Mekanik.htm
Diaskes pada tanggal 14 November 2013. Pukul 23.15 WIB.