commit to user
ANALISA STATIS PADA STRUKTUR RANGKA
CHASSIS
KENDARAAN RODA TIGA
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
Oleh :
FARIS ADITYA PUTRA NIM. I 0410018
JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
commit to user
commit to user
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala nikmat, rahmat serta
bimbingan-Nya sehingga penulis dapat menyyelesaikan skripsi ini yang berjudul
“Analisa statis pada struktur rangka chassis kendaraan roda tiga” dengan lancar.
Penulisan skripsi ini dimaksudkan untuk memenuhi salah satu syarat guna
memperoleh gelar sarjana teknik di Jurusan Teknik Mesin Universitas Sebelas
Maret Surakarta.
Dalam pelaksanaan Tugas Akhir ini penulis mendapatkan bantuan,
bimbingan, pengalaman dan pelajaran yang sangat berharga dari berbagai pihak.
Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terimakasih
kepada semua pihak yang telah memberikan bantuannya baik secara langsung dan
tidak langsung. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada:
1. Ibu, Bapak dan seluruh keluarga yang dirumah atas segala dukungan yang
sangat besar baik secara moral ataupun material.
2. Bapak Wibowo, S.T., M.T., selaku Pembimbing I tugas akhir atas segala
bimbingan dan nasehatnya.
3. Bapak Eko Prasetyo B., S.T., M.T., selaku Pembimbing II tugas akhir atas
kesediaan membimbing penulis dalam mengerjakan tugas akhir.
4. Bapak Didik Djoko Susilo, S.T., M.T., dan Bapak Dr. Dominicus Danardono,
S.T.,M.T. selaku Dosen Penguji atas segala masukan dan nasehatnya untuk
menjadikan tugas akhir ini lebih baik.
5. Bapak-bapak dosen di jurusan Teknik Mesin UNS.
6. Seluruh teman-teman angkatan 2010 yang saya cintai dengan sepenuh hati
yang telah memulai perjuangan bersama.
7. Anggun Kharisma Rani dan seluruh teman-teman Nur Fadliilah atas do’a,
semangat, dan motivasi yang telah diberikan dan membantu untuk
membuktikan bahwa (muhammad:7) itu benar dan nyata.
8. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas segala bantuanya
commit to user
v
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak terdapat kekurangan,
untuk itu masukan dan saran yang membangun akan penulis terima dengan ikhlas
dan penulis ucapkan terimakasih. Penulis berharap semoga skripsi ini dapat
memberikan manfaat bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.
Surakarta, 19 Desember 2014
commit to user
vi ABSTRAK
ANALISA STATIS PADA STRUKTUR RANGKA CHASSIS KENDARAAN RODA TIGA
Faris Aditya Putra
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
faris.aditya,p@gmail.com
Penelitian ini bertujan untuk manganalisa secara statis struktur rangka
chassis kendaraan roda tiga. Kendaraan ini memiliki dua rangka yang dibuat
terpisah dan digabungkan dengan pivot joint dimana rangka depan menahan satu roda dan rangka belakang menahan dua roda. Struktur rangka chassis dimodelkan dalam 3D CAD untuk disimulasikan dan dianalisa kekuatan dan kekakuan struktur dengan hasil tegangan maksimal, safety factor, dan deformasi sehingga dapat diketahui kegagalan terhadap pembebanan atau impak dari arah depan, belakang, dan pembebanan vertikal. Hasil penelitian menunjukkan struktur rangka
chassis yang telah dianalisa mengalami peningkatan kekuatan dan kekakuan
setelah perbaikan desain dilakukan, struktur rangka chassis tidak mengalami kegagalan dengan safety factor pada impak depan sebesar 1,78 dengan tegangan maksimal sebesar 349,7 MPa dan deformasi maksimum sebesar 6,19 mm, pada impak belakang sebesar 2,73 dengan tegangan maksimal sebesar 260,2 MPa dan deformasi maksimum sebesar 17,9 mm, dan pada pembebanan vertikal sebesar 3,35 dengan tegangan maksimal sebesar 211,89 MPa dan deformasi maksimum sebesar 5 mm.
commit to user
vii
ABSTRACT
STATIC ANALYSIS ON CHASSIS FRAME STRUCTURE OF THREE-WHEELED VEHICLE
Faris Aditya Putra
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta
faris.aditya.p@gmail.com
The purpose of this study is to analyzed statically the chassis frame structure of three wheeled vehicle. The structure of this vehicle have two frames that made separately and connected by pivot joint which the front frame held one wheel while the rear frame held a pair of wheels. Chassis frame structure was modeled in 3D CAD to be simulated and analyzed the strength and stiffness with a maximum stress, safety factor, and deformation as a result so that the failure of load or impact from the front, rear, and vertical loading can be known. The result showed that the strength and the stiffnes of chassis frame structure which had been analyzed has increased after redesign. The structure of the chassis no longer fail with a safety factor at 1,78 in the front impact case with a maximum stress at 349,7 MPa and a deformation at 6,19 mm, 2,73 in the rear impact case with a maximum stress at 260,2 MPa and a deformation at 17,9 mm, and 3,35 in vertical loading case with a maximum stress at 211,89 MPa and a deformation at 5 mm.
commit to user
viii DAFTAR ISI
Halaman Judul ... i
Surat Tugas ... ii
Lembar Pengesahan ... iii
Kata Pengantar ... iv
Abstrak ... vi
1.2 Peumusan Masalah ... 2
1.3 Batasan Masalah ... 2
1.4 Tujuan dan Manfaat ... 3
1.5 Sistematika Penulisan ... 3
BAB II LANDASAN TEORI ... 4
2.1 Tinjauan Pustaka ... 4
2.2 Dasar Teori ... 6
2.2.1 Chassis... ... 6
2.2.2 Metode Elemen Hingga ... 6
2.2.3 Simulasi Solidworks ... 7
2.2.4 Kendaraan Roda Tiga ... 8
2.2.5 Impak ... 10
2.2.6 Metode Quasi-dinamik ... 10
2.2.7 Pembebanan vertikal ... 11
BAB III METODE PENELITIAN ... 12
3.1 Alat dan Bahan ... 12
3.1.1 Alat ... 12
3.1.2 Bahan ... 12
3.2 Metode Penelitian ... 13
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 16
4.1 Validasi ... 16
4.1.1 Validasi Analisa Statis pada Jurnal ... 16
4.1.2 Validasi Analisa Statis Pemodelan Struktur Rangka ... 19
4.1.3 Perbandingan Analisa Statis pada Jurnal dan Pemodelan ... 22
4.2 Proses Disain Rangka Penelitian ... 23
4.3 Nilai Pembebanan ... 26
4.3.1 Impak Depan ... 27
4.3.2 Impak Belakang ... 34
4.3.3 Beban Vertikal ... 41
4.4 Hasil Simulasi ... 44
BAB V PENUTUP ... 45
5.1 Kesimpulan ... 45
5.2 Saran ... 45
DAFTAR PUSTAKA ... 46
commit to user
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Aplikasi metode elemen hingga (MEH) ... 7
Gambar 2.2 Kendaraan roda tiga dengan dua roda di depan ... 8
Gambar 2.3 Kendaraan roda tiga dengan dua roda di belakang ... 8
Gambar 2.4 Kendaraan roda tiga ... 9
Gambar 2.5 Pivot joint ... 9
Gambar 2.6 Tes impak pada kendaraan ... 10
Gambar 2.7 Distribusi berat pada chassis ... 11
Gambar 3.1 Kendaraan roda tiga ... 12
Gambar 3.2 Diagram alir penelitian ... 13
Gambar 3.3 Desain kendaraan roda tiga menggunakan Solidworks... 14
Gambar 3.4 Tampak samping desain kendaraan roda tiga ... 15
Gambar 4.1 Desain rangka pada jurnal ... 16
Gambar 4.2 Arah pembebanan dan tumpuan impak depan pada jurnal ... 17
Gambar 4.3 Hasil simulasi impak depan pada jurnal ... 17
Gambar 4.4 Arah pembebanan dan tumpuan impak belakang pada jurnal... 18
Gambar 4.5 Hasil simulasi impak belakang pada jurnal ... 18
Gambar 4.6 Arah pembebanan dan tumpuan impak depan pada pemodelan .... 19
Gambar 4.7 Hasil simulasi impak depan pada pemodelan ... 20
Gambar 4.8 Arah pembebanan dan tumpuan impak belakang pada pemodelan 20 Gambar 4.9 Hasil simulasi impak belakang pada pemodelan ... 21
Gambar 4.10 Desain rangka depan ... 23
Gambar 4.11 Desain rangka belakang ... 24
Gambar 4.12 Poros pada pivot joint... 24
Gambar 4.13 Desain pivot joint ... 25
Gambar 4.14 Hasil desain rangka ... 25
Gambar 4.15 Letak tumpuan impak depan ... 27
Gambar 4.16 Pembebanan impak depan ... 28
Gambar 4.17 Meshing impak depan ... 28
Gambar 4.18 Hasil simulasi impak depan ... 29
Gambar 4.19 Letak tegangan maksimum impak depan ... 30
Gambar 4.20 Deformasi simulasi impak depan ... 30
Gambar 4.21 ( a ) Dudukan shock depan sebelum dirubah... 31
Gambar 4.21 ( b ) Dudukan shock depan setelah dirubah... 31
Gambar 4.22 Letak tegangan maks. impak depan setelah desain diperbaiki ... 32
Gambar 4.23 Letak tegangan maks. impak depan dengan pembebanan 2g... 33
Gambar 4.24 Deformasi simulasi impak depan setelah desain diperbaiki... 34
Gambar 4.25 Letak tumpuan impak belakang ... 34
Gambar 4.26 Pembebanan impak belakang ... 35
Gambar 4.27 Meshing impak belakang ... 35
Gambar 4.28 Hasil simulasi impak belakang ... 36
Gambar 4.29 Letak tegangan maksimum impak belakang ... 37
Gambar 4.30 Deformasi simulasi impak belakang ... 37
Gambar 4.31 ( a ) Rangka bawah sebelum dirubah ... 38
Gambar 4.31 ( b ) Rangka bawah setelah dirubah ... 38
commit to user
x
Gambar 4.34 Deformasi simulasi impak belakang setelah desain diperbaiki .... 40
Gambar 4.35 Letak tumpuan pembebanan vertikal ... 41
Gambar 4.36 Pembebanan vertikal ... 41
Gambar 4.37 Meshing pembebanan vertikal ... 42
Gambar 4.38 Hasil simulasi pembebanan vertikal ... 42
commit to user
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Hasil simulasi pembebanan pada jurnal dan pemodelan ... 23 Tabel 4.2 Perbandingan safety factor hasil simulasi pembebanan ... 44 Tabel 4.2 Perbandingan deformasi maksimumhasil simulasi pembebanan ... 44
DAFTAR RUMUS
