Analisa Kekuatan Material Velg Sepeda Motor Jenis Casting ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-27979-2108100003-Presentation.pdf · Persamaan Impuls dan Momentum untuk benda bergerak

Tugas Akhir

Jurusan Teknik MesinFakultas Teknologi Industri

Institut Teknologi Sepuluh Nopember2013

Oleh :

Aldila Ningtyas

2108 100 003

Dosen Pembimbing :

Ir. J. Lubi

Analisa Kekuatan Material Velg Sepeda Motor Jenis Casting Wheel Terhadap Tumbukan

dengan Variasi Kecepatan

Latar Belakang

Perkembangan Transportasi

Penyebab Kecelakaan

Velg Pecah

Rumusan Masalah

Bagaimana tegangan dan deformasi yang terjadi pada casting

whell jika menabrak lubang di jalan dengan beberapa variasi

kecepatan.

Apakah material casting whell akan mengalami kegagalan jika

menabrak lubang pada beberapa variasi kecepatan.

Batasan Masalah1. Kendaraan yang digunakan adalah sepeda motor Mio Sporty dengan 2

penumpang masing-masing 60 kg.

2. Kendaraan berjalan pada kondisi jalan datar (tidak ada kemiringan jalan).

3. Analisa dilakukan dengan kecepatan 40km/h, 50km/h, 60km/h, 70km/h, 80

km/h, 100km/h dan 120km/h.

4. Efek gaya samping dan gaya angkat akibat angin diabaikan.

5. Analisa gaya hanya dilakukan pada sumbu x dan y.

6. Material casting wheel yang digunakan Alumunium Casting Alloy A356

7. Tekanan ban dalam keadaan normal (28 – 30 psi).

8. Ukuran lubang di jalan diameter 30 cm dengan kedalaman 10 cm.

Tujuan

Mengetahui tegangan dan deformasi yang terjadi pada casting

wheel karena menabrak lubang di jalan pada beberapa variasi

kecepatan.

Menganalisa kegagalan material casting wheel jika menabrak

lubang pada beberapa variasi kecepatan.

ManfaatAgar para pengguna sepeda motor dapat menghindari kecepatan

tinggi pada saat berkendara di jalan yang berlubang.

Sebagai media penelitian dan pengembangan ilmu pengetahuan,

khususnya di bidang otomotif.

Untuk memenuhi kebutuhan manusia dalam berkendara yang aman

dan nyaman.

2.2 Center of Gravity

a =

2.3 Impuls dan Momentum

Persamaan Impuls dan Momentum untuk benda bergerak umum

2.3 Tumbukan

mA (vA)1 + mB (vB)1 = mA (vA)2 + mB (vB)2

Koefisien restitusi

Jenis – jenis tumbukan :

1. Tumbukan elastis

nilai e = 1

2. Tumbukan plastis

nilai e = 0

2.5 Tegangan

Tegangan Normal Tegangan Geser

2.5 Tegangan Prinsipal 2 Dimensi

2.5 Teori Kegagalan

1. Teori Kegagalan Maksimum Shearing Stress (MSST)

2. Teori Kegagalan Distorsion Energy (DET)

σe = [σ12 + σ2

2 – σ1. σ2] ½ ≥ σy

Metodologi- Data spesifikasikendaraan

- Mechanical properties material casting wheel

Mencari koefisienrestitusi ban dengan aspal

Mencari nilaikecepatan

kendaraan setelahtumbukan

Menghitungtegangan pada velg

Menghitung gayadan momen pada

velg dengan prinsiptransmisibilitas

Menghitung gayadan momen pada

ban

Memodelkantegangan dengan

software ansys

Analisa kegagalanmetode MSST dan

DET

Plot grafik σ vs V dan analisa

Flowchart

Analisa & PembahasanMenghitung titik berat saat dinaiki pengendara 1&2

Menghitung gaya-gaya pada roda depan

P

Px

PyFfox

W

(Va)1

(Va)2

Px

PyPn

Ps

64o

Menghitung tegangan pada velg

Hasil Perhitungan

Evaluasi Teori Kegagalan

MSST MDET

0

5

10

15

20

25

30

35

40 50 60 70 80 100 120

Tega

nga

n E

kiva

len

Kecepatan

Grafik Kecepatan vs Tegangan Ekivalen

Teg ekivalen perhitungan

Teg ekivalen ansys

Pembahasan Grafik

Kesimpulan

• Semakin tinggi kecepatan yang dihasilkan oleh kendaraan saatmelewati lubang mengakibatkan semakin besar tegangan yang dihasilkan.

• Analisa kegagalan dengan metode Shear Stress Theory menunjukkan sampai dengan kecepatan kendaraan 120 km/jam material casting wheel tidak mengalami kegagalan karena tegangangeser maksimum dibawah tegangan geser yang diijinkan.

• Analisa kegagalan dengan metode Distorsi Energy menunjukkansampai dengan kecepatan kendaraan 120 km/jam material casting wheel tidak mengalami kegagalan karena tegangan ekuivalendibawah tegangan yang diijinkan.

• Dari hasil running ansys dan perhitungan teoritis terjadiperbedaan, hal ini dikarenakan pada proses meshing dan toleransi dari perhitungan, selain itu properties dari material jugaberpengaruh.

Daftar Pustaka

1. Sutantra, I. Nyoman, Teknologi Otomotif, Teknik MesinITS, Surabaya, 1999.

2. Berata,W, Diktat Kuliah:Kekuatan Material Lanjut, Teknik MesinInstitut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya, 2006.

3. Hibbeler,R.C. Mekanika TeknikDinamika, PT.Prenhallindo, Jakarta, 1998

4. Juvinall Robert.C, Engineering Considerations of Stress, Strain, and Strength, McGraw-Hill Book Company, New York / St. Louis / San Francisco / Toronto / London / Sydney, 1967.

TERIMA KASIH

KRITIK DAN SARAN SANGAT SAYA HARAPKAN