METODE PENELITIAN
3.2 Alur Penelitian
Garis besar penelitian ini meliputi latar belakang dilakukannya penelitian, teknologi model yang diperlukan, pemilihan komponen acuan dan unjuk kerjanya, perancangan, pembuatan, pengujian, dan validasi. Urutannya, ada di Gambar 3.1 dan secara lebih detil dapat dilihat pada Gambar 3.2.
Gambar 3.1 Diagram alir penelitian
Persiapan teknologi simulasi
Simulasi crash pada crash box Mazda CX5
Perancangan
crash box digital Simulasi crash pada crash box digital Pembuatan crash box BFRC Pengujian crush pada crash box BFRC
Simulasi crush pada crash box
BFRC Kesimpulan
kurva hubungan beban - perpindahan
Data unjuk kerja crash box Mazda CX5
Silinder dengan ukuran 210 mm, ketebalan bervariasi 10; 12,5; 15; 17,5; 20 mm Variasinya:
1. Silinder tanpa trigger
2. Silinder dengan trigger chamfer 45 deg 3. Silinder dengan trigger step 1. Penentuan parameter perancangan 2. Pembuatan geometri rancangan 3. Pengumpulan dan perhitungan data sifat mekanik material komposit 4. Simulasi crash pada prototipe digital
1. Kemampuan penyerapan energi 2. Ukuran rancangan 3. Mudah dalam pembuatannya
CAD Model Kurva hubungan beban - perpindahan
Data unjuk kerja crash box innovative 1. Data hasil pengujian dan sekunder
2. Hasil perhitungan secara analitis Pemilihan Crash box kendaraan
acuan
Data unjuk kerja paling optimum
Prototipe dengan dimensi 210 mm ketebalan 20 mm, dan salah satu ujungnya
di chamfer 45 degree
Vakum infus
Manual
Mesin yang digunakan mesin uji tekan concrete 2000 kN
SetUp:
1. Spesimen diletakkan aligned dengan sumbu cross-head dan dipasang dial indikator 2. Satu putaran dial sama dengan pergerakan head 1 mm
2. Spesimen hasil manual (2:1) a. U = 6.03 kJ b. SEA = 21,91 kJ/kg c. CFE = 0,69
3. Spesimen hasil manual (1:1) Tidak digunakan karena tidak bisa kering saat di uji 2.Crash Box BFRC (vakum infus)
a. U =: 5.01 kJ b. SEA = 18,23 kJ/kg c. CFE = 0,55
2. Spesimen hasil manual (2:1) a. U = 6.03 kJ
4. Tipe kerusakannya splaying dan fragmentation
STOP
Gambar 3.2 Peta jalan penelitian secara utuh
START
CAD Model
1. Profil persegi empat dimensi 350 x 90 x 60 x 2 mm 2. Profil crusher dari surface dimensi 100 x 100 mm 3. Base Plate dari surface dimensi 100 x 100 mm
FEM Model
1. Deformable body shell dengan mesh size 4 mm 2. Crusher dari surface rigid body shell
3. Base Plate dari surface rigid body shell
Interaction 1. Tie contact
2. Formulasi penalty dan hard contact 3. Koefisien gesekan 0.2
Material properties
1. Mild steel A36 dengan density 7850 kg/m3 2. Poisson s ratio 0.2619
3. Modulus Elastisitas 200 GPa
Boundary Conditions 1. Velocity crusherl 15,6 m/s
2. Crusher bergerak hanya dalam arah sumbu profil 3. Base Plate diam tidak bergerak ke segala arah
Formulation
1. Explicit dynamic 3. Massa crusher 275 kg
Visualisasi hasil simulasi
1. Kurva hubungan beban - perpindahan
2. Perhitungan unjuk kerja U, SEA, CFE, Peak load, Average load 3. Mode kerusakan
STOP
Gambar 3.3 Persiapan model simulasi
START
CAD Model
1. Profil crash box Mazda CX5 as build drawing 2. Profil crusher dari surface dimensi 100 x 100 mm 3. Base Plate dari surface dimensi 100 x 100 mm
FEM Model
1. Deformable body shell dengan mesh size 4 mm 2. Crusher dari surface rigid body shell
3. Base Plate dari surface rigid body shell
Interaction 1. Tie contact
2. Formulasi penalty dan hard contact 3. Koefisien gesekan 0.2
Material properties
1. Mild steel A36 dengan density 7850 kg/m3 2. Poisson s ratio 0.2619
3. Modulus Elastisitas 200 GPa
Boundary Conditions 1. Velocity crusherl 15,6 m/s
2. Crusher bergerak hanya dalam arah sumbu profil 3. Base Plate diam tidak bergerak ke segala arah
Formulation 1. Explicit dynamic 2. Durasi 0.04 s
3. Massa crusher 275 kg
Visualisasi hasil simulasi
1. Kurva hubungan beban - perpindahan
2. Perhitungan unjuk kerja U, SEA, CFE, Peak load, Average load 3. Mode kerusakan
STOP
Gambar 3.4 Simulasi crash pada crash box Mazda CX5
START
Parameter Perancangan
Pembuatan Geometri rancangan dengan CAD CATIA V5R20
STOP
Trigger step Trigger
chamfer 45 degre Tanpa Trigger
Trigger step Chamfer 45 degree Tanpa trigger Gambar 3.5 Perancangan crash box innovative
START
Sifat mekanik material komposit
Data Pengujian Data Sekunder Data perhitungan
analitis
Data base sifat mekanik material komposit
STOP
Gambar 3.6 Sifat mekanik material komposit
START
CAD Model: 1. Digital Crash Boxes
2. Crusher profile from surface dimensions 120 x 120 mm 3. Base Plate of surface dimension 120 x 120 mm
FEM Model: 1. Deformable body shell with mesh size 4 mm 2. Crusher from surface rigid body shell 3. Base Plate of surface rigid body shell
Interaction: 1. Tie contact
2. Penalty formulation and hard contact 3. Friction coefficient 0.2
Material properties
1. Database of composite materials 2. Material CFC and BFRC
Boundary Conditions
1. Velocity crusherl 15,6 m / s
2. Crusher moves only in the direction of the profile axis 3. Base Plate still does not move in any direction
Formulation 1. Explicit dynamic 2. Mass 275 kg of crusher
Visualization of simulation results 1. Load relationship curve - displacement
2. Performance calculation U, SEA, CFE, Peak load, Average load 3. Mode of damage
STOP
Gambar 3.7 Simulasi crash pada crash box innovative
START
Persiapan serat bambu dan Epoxy resin
Pembuatan cetakan
Cetakan 3 dari material MDS Cetakan 2
chamfer 45 degree Cetakan 1
PVC
Set Up cetakan
Menyususn serat bambu di cetakan 1 yang telah dibungkus kertas metal dan diikat dengan karet gelang
Memasukkan cetakan 1 ke cetakan 3
Vakum infus Manual
Resin – Hardener 2:1 dan 1:1 Resin – Hardener
(2:1)
Prototipe 1 Prototipe 2 Prototipe 3
STOP
Gambar 3.8 Pembuatan prototipe crash box BFRC
START
Set Up
Prototipe di mesin uji tekan
Pengaturan laju pembebanan di mesin uji tekan (5 mm/min)
Pengujian dan pengamatan kerusakan yang terjadi pada Prototipe dengan recording menggunakan Handy Cam
Analisa hasil pengujian
Perhitungan unjuk kerja hasil pengujian
STOP
Gambar 3.9 Pengujian crash box BFRC
START
CAD Model 1. Crash box digital
2. Profil crusher dari surface dimensi 120 x 120 mm 3. Base Plate dari surface dimensi 120 x 120 mm
FEM Model
1. Deformable body shell dengan mesh size 4 mm 2. Crusher dari surface rigid body shell
3. Base Plate dari surface rigid body shell
Interaction 1. Tie contact
2. Formulasi penalty dan hard contact 3. Koefisien gesekan 0.2
Material properties
1. Database material komposit 2. Material BFRC
Boundary Conditions
1. Displacement crusherl 50 mm
2. Crusher bergerak hanya dalam arah sumbu profil 3. Base Plate diam tidak bergerak ke segala arah
Formulation 1. Explicit dynamic
Visualisasi hasil simulasi
1. Kurva hubungan beban - perpindahan 2. Perhitungan unjuk kerja
3. Mode kerusakan
STOP
Gambar 3.10 Simulasi crush pada crash box BFRC
START
CAD Model
1. Profil crash box Mazda CX5 as build drawing 2. Profil crusher dari surface dimensi 100 x 100 mm 3. Base Plate dari surface dimensi 100 x 100 mm
FEM Model
1. Deformable body shell dengan mesh size 4 mm 2. Crusher dari surface rigid body shell
3. Base Plate dari surface rigid body shell
Interaction 1. Tie contact
2. Formulasi penalty dan hard contact 3. Koefisien gesekan 0.2
Material properties
1. Mild steel A36 dengan density 7850 kg/m3 2. Poisson s ratio 0.2619
3. Modulus Elastisitas 200 GPa
Boundary Conditions
1. Displacement crusher 120 mm
2. Crusher bergerak hanya dalam arah sumbu profil 3. Base Plate diam tidak bergerak ke segala arah
Formulation 1. Explicit dynamic
Visualisasi hasil simulasi
1. Kurva hubungan beban - perpindahan 2. Perhitungan unjuk kerja
3. Mode kerusakan
STOP
Gambar 3.11 Simulasi crush pada crash box Mazda CX5
START
Set Up
Crash box Mazda CX5 di mesin uji tekan
Pengaturan laju pembebanan di mesin uji tekan (5 mm/min)
Pengujian dan pengamatan kerusakan yang terjadi pada Prototipe dengan recording menggunakan Handy Cam
Analisa hasil pengujian
Perhitungan unjuk kerja hasil pengujian
STOP
Gambar 3.12 Pengujian crush pada crash box Mazda CX5