i
TUGAS AKHIR BIDANG KONTRUKSI
RANCANG BANGUN CHASSIS MOBIL PROTOTYPE
DIESEL
Diajukan kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik (S1)
Oleh :
EDDY ZULFIKAR RAHMAN 201010120311065
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
iii
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Satu Syarat Memperoleh
Gelar Sarjana Teknik Mesin
Disusun Oleh :
EDDY ZULFIKAR RAHMAN 201010120311065
Yang telah disahkan oleh :
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
(Ir. Eko Hariyadi, MT) (Dra. Rr. Heny Hendaryati, MT) Nip. 108.9303.0292 Nip. 108.8909.0125
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-21 Psw. 127
Fax. (0341) 460782 Malang 65144
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR Nama : Eddy Zulfikar Rahman
Nim : 201010120311065
Bidang Keahlian : Kontruksi
No. ST. Pem. TA : E.2/188/FT/UMM/V/2014
Judul : Rancang Bangun Chassis Mobil Prototype Diesel Pembimbing I : Ir. Eko Hariyadi, MT
No. Catatan Asistensi Paraf
Dosen pembimbing I 1 Persetujuan Judul Dan Konsultasi Bab I
2 Konsultasi Bab I dan ACC Bab I
3 Konsultasi Bab II
4 ACC Bab II
5 Konsultasi Bab III
6 ACC Bab III
7 Konsultasi Bab IV
8 ACC Bab IV
9 Konsultasi Bab V
10 ACC Bab V dan Seminar Hasil
Malang,22 Oktober 2014 Dosen pembimbing I
v
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-21 Psw. 127
Fax. (0341) 460782 Malang 65144
LEMBAR ASISTENSI TUGAS AKHIR Nama : Eddy Zulfikar Rahman
Nim : 201010120311065
Bidang Keahlian : Kontruksi
No. ST. Pem. TA : E.2/188/FT/UMM/V/2014
Judul : Rancang Bangun Chassis Mobil Prototype Diesel Pembimbing II : Dra. Rr. Heny Hendaryati, MT
No. Catatan Asistensi Paraf
Dosen pembimbing II 1 Persetujuan Judul Dan Konsultasi Bab I
2 Konsultasi Bab I dan ACC Bab I
3 Konsultasi Bab II
4 ACC Bab II
5 Konsultasi Bab III
6 ACC Bab III
7 Konsultasi Bab IV
8 ACC Bab IV
9 Konsultasi Bab V
10 ACC Bab V dan Seminar Hasil
Malang, 22 Oktober 2014 Dosen pembimbing II
LEMBAR SURAT PERNYATAAN
Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : Eddy Zulfikar Rahman
Nim : 201010120311065
Tempat/Tanggal Lahir : Magetan, 12 Mei 991
Jurusan : Teknik Mesin
Fakultas : Teknik
Instansi : Universitas Muhammadiyah Malang
Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa :
Sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “Rancang Bangun Chassis Mobil Prototype Diesel” yang diajukan untuk memperoleh gelar sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang, sejauh yang saya ketahui bukan merupakan duplikasi (“PLAGIASI”) dari skripsi yang sudah dipublikasikan dan / atau pernah dipakai untuk mendapatkan gelar kesarjanaan di lingkungan Universitas Muhammadiyah Malang atau instansi manapun, kecuali bagian yang sumber informasinya saya kutipan dan daftar pustaka sebagaimana mestinya.
Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk digunakan sebagaimana mestinya.
Malang, 22 Oktober 2014
Yang menyatakan,
vii
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji dan syukur kepada kehadirat Allah SWT yang mana hanya atas limpahan rahmat, taufik, hidayah serta inayahNya laporan tugas
akhir dengan judul “RANCANG BANGUN CHASSIS MOBIL PROTOTYPE
DIESEL” ini akhirnya dapat terselesaikan.
Seiring penyusunan skripsi ini, terdapat hambatan dan rintangan yang dihadapi, namun berkat bantuan dari semua pihak segala kesulitan tersebut terasa ringan dan dapat teratasi. Oleh sebab itu sepatutnya saya ungkapkan terima kasih atas jasa baik yang selama ini telah diterima, baik nasehat, petunjuk, ide, saran, serta bimbingan berupa apapun sehingga penyusun dapat menyelesaikan sekripsi ini. Ungkapan terimaksih tersebut disampaikan kepada :
1. Kedua orang tua yang selalu memberikan bantuan materiil maupun non materiil, mendo’akan, mengingatkan akan pesan-pesannya yang tak akan
terlupakan.
2. Bapak Ir. Eko, MT Hariyadi Selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan serta arahan selama penyusunan sekripsi ini dilakukan.
3. Ibu Dra. Rr. Heny Hendaryati, MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan masukan ide, serta saran dan cara-cara penulisan sehingga terselesaikannya skripsi ini.
6. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan teoritis seara langsung maupun tidak langsung.
7. Teman - teman sebimbingan, rekan - rekan lembaga semi ortonom MEKTRONIC di lingkungan Fakultas Teknik, serta teman - teman seangkatan Teknik Mesin 2010 B.
8. Serta semua pihak yang belum tersebutkan, terimakasih banyak atas bantuan kalian semuannya.
Dalam penyusunan sekripsi ini tentunya terdapat kekurangan yang tidak terbahas. Oleh sebab itu segala kritik dan saran yang bersifat membangun akan sangat diharapkan untuk pengembangan teknologi terkait. Semoga ALLAH SWT memberikan sifat Rahim-Nya kepada semua pihak yang tersebut diatas dan penyusun berharap semoga skripsi ini bermanfaat bagi penyusun dan pembaca.
Malang, 22 Oktober 2014
ix DAFTAR ISI
COVER ... i
POSTER ... ii
LEMBARAN PENGESAHAN SKRIPSI ... iii
LEMBARAN ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING I ... iv
LEMBARAN ASISTENSI TUGAS AKHIR PEMBIMBING II ... v
LEMBARAN PERYATAAN ... vi
ABSTRAK ... vii
KATA PENGANTAR ... viii
DAFTAR ISI ... x
DAFTAR GAMBAR ... xiii
DAFTAR TABEL ... xv
DAFTAR PUSTAKA ... xvi
BAB I ... 1
PENDAHULUAN ... 1
1.1.Latar Belakang ... 1
1.2. Rumusan Masalah ... 3
1.3. Tujuan Perancangan ... 3
1.4. Batasan Masalah... 3
BAB II ... 5
TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1. Chassis ... 5
2.1.1. kekuatan ... 6
2.1.2. kekakuan ... 6
2.2. Jenis Chassis ... 7
2.2.1. Chassis Backbone... 7
2.2.2. Chassis Ladder ... 8
2.2.3. Chassis monocoque ... 9
2.2.4. Space Frame Chassis... 10
2.3. Bahan ... 11
2.3.1. Stainless Steel ... 11
2.3.2. Aluminium ... 12
2.3.3. Iron... 14
2.4. Teory Dasar Analisis Perancangan Chassis Kendaraan... 15
BAB III ... 16
PERANCANGAN ... 16
3.1. Diagram Alir ... 16
3.2 Persamaan ... 17
3.2.1 Distribusi Beban Statis Pada Chassis ... 17
3.2.2 Analisa Beban Statis yang Bekerja Pada Chassis ... 19
xi
3.2.4 Analisa Terhadap Tegangan Bending ... 21
3.2.5 Momen Inersia Untuk Profil Persegi ... 21
3.2.6 Ditinjau Dari tegangan Bending ... 21
3.2.7 Pemilihan Material ... 22
3.2.8 Analisa Defleksi ... 22
3.2.9 Analisa Momen Bending Pada Roda Depan ... 23
3.2.10 Analisa Titik Berat... 23
3.2.11 Analisa Kekuatan Poros Saat Pengereman ... 24
BAB IV ... 25
PERHITUNGAN ... 25
4.1 Data dan Spesifikasi Chassis ... 25
4.2 Perhitungan Chassis ... 26
4.2.1 Distribusi Beban Statis ... 27
4.2.2 Analisa Beban Statis ... 29
4.2.3 Analisa Terhadap Tegangan Bending ... 31
4.2.4 Pemilihan Material ... 33
4.2.5 Analisa Defleksi ... 35
4.2.6 Analisa Momen Bending Pada Pangkon Roda Depan ... 38
4.2.7 Analisa Titik Berat ... 39
4.2.8 Analisa Kekuatan Poros Saat Pengereman ... 41
BAB V ... 42
5.1.Kesimpulan ... 42
5.2.Saran ... 43
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 : Backbone Chassis... 8
Gambar 2.2 : Chassis Ladder ... 8
Gambar 2.3 : Chassis Monocoque ... 9
Gambar 2.4 : Space Frame Chassis ... 10
Gambar 3.1 : Pendistribusian Beban Statis Pada main chassis ... 17
Gambar 3.2 : Diagram benda bebas bagian A1-A2 ... 18
Gambar 3.3 : Diagram benda bebas bagian B1-B2 ... 18
Gambar 3.4 : Free body diagram untuk menghitung momen terhadap titik A dan titik B ... 19
Gambar 3.5 : Profil Material chassis ... 20
Gambar 3.6 Defleksi Batang ... 22
Gambar 4.1 : Chassis Tampak Depan ... 25
Gambar 4.2 : Chassis Tampak Atas ... 25
Gambar 4.3 : Chassis Tampak Samping ... 25
Gambar 4.4 : Peletakan beban diatas chassis ... 27
Gambar 4.5 : Ilustrasi pendistribusian beban statis pada chassis ... 27
Gambar 4.6 : Free body diagram untuk mengitung momen terhadap titik A dan titik B ... 29
Gambar 4.7 : Hasil reaksi titik A dan titik B akibat beban terpusat... 30
xiii
Gambar 4.9 : DBB defleksi batang ... 36
Gambar 4.10 : Pangkon roda depan ... 38
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 : Mechanical propertis of Stainless steel (AISI 317) ... 11
Tabel 2.2 : Mechanical properties of aluminium Alloy 6061-T6 ... 13
Tabel 2.3: Typical Composition of aluminium Alloy 6061-T6 ... 13
Tabel 2.4 : Mechanical properties of iron, Fe ... 14
Tabel 3.1 : Diagram alir ... 16
DAFTAR PUSTAKA .
1. Chatur Aji S. Dkk. (2008). Rancang bangun gokart dengan penggerak motor bakar bensin 5.5 HP. Politeknik Negri Semarang. Skripsi
2. Chu- Kia Wang. (1993). Analisa Struktur Lanjutan Jilid 1. Alih Bahasa : Kusuma Wirawan. Jakarta : Erlangga
3. Cristopher Scott Baker. (2004). FoES Formula SAE- A Space Frame Chassis Design. University Of Southern Queensland. Skripsi.
4. James M. Gere. (2001). Mechanic Of Material. Jakarta : Erlangga
5. keith J. Wakeham. (2009). Introduction To Chassis Design Rev 1.0. University Of Newfoundland and Labrador.
6. Mursyid, A. (2012). Analisis Unjuk Kerja Kompresor Sentrifugal Pada Turbin Gas Mikro Proto X-2. Skripsi, 1.
1 BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Mobil diesel prototype merupakan kendaraan masa depan dengan desain khusus yang memaksimalkan aspek aerodinamika untuk keperluan suatu riset yang terus dikembangkan teknologinya sehingga mendekati sempurna. Adapun persyaratan pembuatan mobil diesel type prototype yang harus diperhatikan yaitu pengemudi harus memiliki jangkauan pandang yang jelas, dilarang menggunakan pelengkap aerodinamik yang dapat berubah bentuk karena angin ketika kendaraan bergerak, badan kendaraan tidak boleh mudah berubah bentuk karena faktor angin dan tidak boleh mempunyai ujung bodi yang tajam, interior kendaraan tidak boleh berisi objek yang dapat melukai pengemudi jika terjadi tabrakan, jendela harus terbuat dari bahan polycarbonate sehingga jika pecah menjadi pecahan yang tidak tajam. Dan juga untuk aturan dimensi kendaraan prototype harus memenuhi kriteria yang telah ditentukan di dalam regulasi, yaitu ketinggian kendaraan maksimal 100 cm, track width minimal 50 cm diukur dari titik kontak roda pada lintasan, jarak wheelbase minimal 100 cm, lebar keseluruhan kendaraan maksimal 130 cm, panjang kendaraan maksimal 350 cm dan berat total kendaraan maksimal 1400 N.
Chassis merupakan kerangka utama dari sebuah kendaraan untuk meletakan semua komponen pendukung lainnya seperti motor, pemindah tenaga, serta bodi, sehinga kendaraan itu dapat bergerak atau berfungsi. Chassis
2
untuk menentukan pemakaian komponen atau perangkat pendukung stabilitas lainnya. Chassis merupakan rangka penguat utama untuk menimimbulkan kekakuan dari bodi secara keseluruhan terhadap bending dan torsi. “Pada saat terjadi tabrakan struktur chassis-lah yang mengambil porsi terbesar dalam menyerap energi tabrakan atau tumbukan”. (I Nyoman Sutantra, 2010. Hal.5)
Untuk membuat sebuah mobil diesel type prototype yang stabil dibutuhkan chassis yang kaku dan kuat sebagai dasar utama dari sebuah kendaraan, akan tetapi chassis itu sendiri harus ringan karena ada pembatasan berat dan dimensi pada kendaraan type prototype yang akan dirancang. Chassis
kendaraan harus dirancang cukup lebar atau panjang untuk melindungi badan pengemudi jika terjadi tabrakan dan juga harus dilengkapi dengan roll bar. Roll bar ini harus melebar melebihi bahu pengemudi yang berfungsi untuk melindungi pengemudi jika kendaraan terbalik.
pada chassis mobil diesel yang pernah dibuat tahun sebelumnya, banyak terdapat permasalahan, salah satunya chassis masih dianggap terlalu berat karena material yang digunakan adalah baja ST 34. Oleh karena itu pada rancang bangun yang akan penulis lakukan, harus memilih material yang lebih ringan tetapi cukup kaku dan kuat untuk menjadi chassis mobil listrik type prototype. Banyak type desain chassis yang ditawarkan, antara lain chassisladder, monocoque, backbone
dan lain-lain. Sehingga kita dapat memilih salah satu type desain chassis yang kita anggap sesuai dengan yang dibutuhkan. Adapun persyaratan utama dari chassis
3
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah pada perancangan ini adalah merujuk dari judul dan alasan pemilihan judul, yaitu bagaimana perancangan pada rangka chasis
mobil prototype untuk 1 penumpang yang aman dan ringan sesuai dengan regulasi perlombaan
1.3 Tujuan Perancangan
Berdasarkan permasalahan yang dikemukakan, maka tujuan perancangan ini adalah untuk mendapatkan sebuah rancangan rangka chasis mobil prototype yang aman dan ringan sesuai dengan regulasi perlombaan
1.4 Batasan Masalah
Mengingat permasalahan yang dihadapi dalam rancang bangun chassis ini maka perlu adanya batasan khusus didalamnya. Adapun pembatasan masalah tersebut adalah:
1. Pemilihan bahan yang ringan dan tepat untuk digunakan dalam pembuatan chassis.
2. hanya perhitungan beban pengemudi dan mesin 3. Perhitungan statis.
