i
TUGAS AKHIR
PERANCANGAN CHASSIS ALUMUNIUM UNTUK MOBIL
URBAN DIESEL
BIDANG KONTRUKSI Diajukan kepada
Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik (S1)
Oleh :
SYAHGITA SOMA HIDAYAT 201010120311090
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2014
ii POSTER
iii
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Satu Syarat Memperoleh
Gelar Sarjana Teknik Mesin
Disusun Oleh : Syahgita Soma Hidayat
201010120311090
Yang telah disahkan oleh :
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II
(Ir. Daryono, MT) (Ir. Ali Saifullah, MT)
Nip. 108.8909.0124 Nip. 195712271987031002
Mengetahui,
Ketua Jurusan Teknik Mesin
(Ir. Daryono, MT) Nip. 108.8909.0124
iv
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 : Syahgita Soma Hidayat
Nim : 201010120311090 Bidang Keahlian : Kontruksi
No. ST. Pem. TA : E.2 / 123/ FT/ UMM/ X/ 2014
Judul : Perancangan Chassis Aluminium Untuk Mobil Urban Diesel
Pembimbing I : Ir. Daryono, 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 dan Seminar Hasil
Malang, 28 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 : Syahgita Soma Hidayat
Nim : 201010120311090 Bidang Keahlian : Kontruksi
No. ST. Pem. TA : E.2 / 123/ FT/ UMM/ X/ 2014
Judul : Perancangan Chassis Aluminium Untuk Mobil Urban Diesel
Pembimbing II : Ir. Ali Saifullah, 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 dan Seminar Hasil
Malang, 28 Oktober 2014 Dosen Pembimbing II
vi
LEMBAR SURAT PERNYATAAN Yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : Syahgita Soma Hidayat Nim : 201010120311090
Tempat/Tanggal Lahir : Tulungagung, 23 September 1991 Jurusan : Teknik Mesin
Fakultas : Teknik
Instansi : Universitas Muhammadiyah Malang Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa :
Sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul “Perancangan Chassis Aluminium Untuk Mobil Urban 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, 28 Oktober 2014 Yang menyatakan,
vii ABSTRAK
chassis merupakan salah satu bagian penting pada mobil yang harus mempunyai kontruksi kuat untuk menahan atau memikul beban kendaraan. Semua beban dalam kendaraan baik itu penumpang, mesin, sistem kemudi, dan segala peralatan semuanya diletakan di atas chassis, pada perancangan chassis ini yang di buat adalah khusus untuk memenuhi kriteria lomba IEMC dengan berat yang ringan tapi tetap aman dan kuat.
Perancangan dilakukan menggunakan metode perancangan yang di lakukan oleh pahl dan beitz dalam bukunya : Engineering Design yang kemudian di dukung dengan bantuan perangkat lunak yang mampu untuk pembuatan suatu model dalam bentuk gambar 3 dimensi, dalam hal ini software yang digunakan adalah Autodesk Inventor. Yang dapat menguji kontruksi chassis bertujuan untuk mengetahui structural performance, displacement, stresses dan kekuatan bahan pada konstruksi chassis mobil urban Diesel
Pemberian material pada perancangan chassis mobil Urban Diesel ini mengunakan material ISO 4019_Squere yang berdiameter 40 mm x 40 mm dengan ketebalan 2 mm. Pemilihan material ini bertujuan untuk mendapatkan chassis yang ringan sehingga power of ratio akan semakin besar maka penggunaan bahan bakar pun bertambah irit,. Dengan pehitungan yang telah dilakukan maka didapatkan dimensi chassis sebagai berikut: panjang 2300 mm, tinggi 700 mm, lebar 800 mm dan berat chassis sendiri sebesar 83,385 N, dengan hasil perhitungan bending sebesar σb = 83,983 N/mm2 < σ ijin (310 N/mm2), hasil perhitungan defleksi sebesar ∆C = 3,20 mm ˂ ∆ ijin = 4,5 mm ; (aman)
Kata Kunci: Mobil Urban Diesel, Chassis, Aman
ABSTRACT
the chassis is one of the important parts on the car that should have a strong construction to hold or carry the load of the vehicle. All expenses in both the passenger vehicle , engine , steering system , and all appliances are all placed on the chassis , the chassis design that is made specifically to meet the contest criteria IEMC with light weight but keep it safety and strong.
The design is done using the method of design will be undertaken by Pahl and Beitz in his book : Engineering Design, which later boosted with the help of software that is able to manufacture a model in the form of 3-dimensional image , in this case the software used is Autodesk Inventor . Chassis construction that can test aims to determine the structural performance, displacement , stresses and strength of materials in the construction of urban Diesel car’s chassis.
Material on the chassis design of the Urban Diesel cars using ISO 4019_Squere material with a diameter of 40 mm x 40 mm with a thickness of 2 mm . The choice of material aims to obtain a lightweight chassis so that the power of the ratio the greater the fuel consumption was increased economical ,. With Calculation has been done so he found the chassis dimensions as follows : length 2300 mm , height 700 mm , width 800 mm and the weight of its own chassis 83.385 N , with the calculated bending of σb = 83.983 N / mm2 < σ permission ( 310 N / mm2 ) , the results of the calculation of the deflection of ΔC = 3.20 mm ˂ Δ permission = 4.5 mm ; ( safety).
viii
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 “PERANCANGAN CHASSIS ALUMINIUM UNTUK MOBIL URBAN 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. Daryono, MT Selaku Dosen Pembimbing I yang telah memberikan bimbingan serta arahan selama penyusunan sekripsi ini dilakukan.
3. Bapak Ir. Ali Saifullah. MT. Selaku Dosen Pembimbing II yang telah memberikan masukan ide, serta saran dan cara-cara penulisan sehingga terselesaikannya skripsi ini.
4. Bapak Ir. Daryono, MT. Selaku ketua jurusan teknik mesin UMM. 5. Bapak Budiono, SSi.MT. Selaku sekertaris jurusan teknik mesin UMM. 6. Bapak/Ibu Dosen yang telah bersedia memberikan bantuan berupa bimbingan
ix
7. Fitri Rahayu sebagai seseorang yang selalu mendampingi saya dan selalu memberi semangat dalam proses pengerjaan skripsi ini.
8. Teman - teman sebimbingan, rekan - rekan lembaga semi ortonom MEKTRONIC di lingkungan Fakultas Teknik, serta teman - teman seangkatan Teknik Mesin 2010 A, B,C dan D.
9. 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, 28 Oktober 2014
x 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 ... ix
DAFTAR ISI ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xiv
DAFTAR TABEL... xvi
DAFTAR PUSTAKA ... xvii
BAB I ... 1 PENDAHULUAN ... 1 1.1.Latar Belakang ... 1 1.2. Rumusan Masalah ... 2 1.3. Tujuan Perancangan ... 2 1.4. Manfaat Perancangan ... 2 1.5. Batas Perancangan ... 3 1.6. Konsep Perancangan ... 3
xi
BAB II ... 11
TINJAUAN PUSTAKA ... 11
2.1. Chassis Kendaraan ... 11
2.2. Tipe Kontruksi Chassis ... 13
2.2.1. Rangka H ... 13
2.2.2. Rangka Parimeter ... 14
2.2.3. Rangka X ... 14
2.2.4. Rangka Back Bone ... 15
2.3. Pemilihan Material ... 15
2.3.1. Stainless Steel ... 16
2.3.2. Aluminium ... 17
2.3.3. Iron... 19
2.4. Teory Dasar Analisis Perancangan Chassis Kendaraan... 20
2.4.1. Distribusi Beban Statis Pada Main Chassis ... 21
2.4.2. Analisa Terhadap Tegangan Bending Dan Defleksi ... 26
BAB III ... 27
METODOLOGI ... 27
3.1. Konsep Perancangan ... 27
3.2. Perancangan Pahl dan Beitz ... 27
3.3. Perancangan Mobil Urban ... 28
BAB IV ... 35
xii
4.1. Data dan Spesifikasi Chassis ... 35
4.2. Pemilihan Material ... 36
4.3. Perhitungan Chassis ... 38
4.3.1. Distribusi Beban Statis Pada Chassis ... 38
4.3.2. Analisa Beban Statis yang Bekerja Pada rangka samping ... 45
4.3.3. Analisa Beban Statis yang Bekerja Pada rangka Silang ... 48
4.3.4. Analisa Terhadap Tegangan Bending... 49
4.3.5. Analisa Defleksi Pada Chassis ... 51
BAB V ... 55
KESIMPULAN DAN SARAN ... 55
4.1.Kesimpulan ... 55
4.2.Saran ... 56 LAMPIRAN
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 : Sketsa Chassis dengan softwere Autodesk Inventor ... 6
Gambar 1.2 : Embodiment Design ... 6
Gambar 1.3 : Perancangan detail ... 7
Gambar 2.1 : Rangka H (Rangka Tangga) ... 13
Gambar 2.2 : Rangka Parimeter ... 14
Gambar 2.3 : Rangka X ... 14
Gambar 2.4 : Rangka Tulang Belakang ... 15
Gambar 2.5 : Diagram Bebas Benda beban statis ... 21
Gambar 2.6 : DBB Bagian A1 – A2 ... 21
Gambar 2.7 : DBB Bagian B1 – B2 ... 22
Gambar 2.8 : DBB Bagian C1-C2... 23
Gambar 2.9 : Pemodelan sederhana Rangka dudukan Mesin dan Penumpang ... 24
Gambar 2.10: Diagram Benda bebas pada Pemodelan 2.9 ... 24
Gambar 2.11: Free body diagram untuk menghitung momen terhadap titik A dan titik B ... 25
Gambar 3.1 ... 29
Gambar 3.2 ... 30
Gambar 3.3 ... 31
Gambar 4.1 : Chassis Tampak Depan ... 35
Gambar 4.2 : Chassis Tampak Atas ... 35
Gambar 4.3 : Chassis Tampak Samping ... 36
Gambar 4.4 : Ilustrasi pendistribusian beban statis simetris pada chassis ... 39
xiv
Gambar 4.6 : Analisa pendistribusian beban dengan Autodesk inventor ... 40
Gambar 4.7 : Diagram gaya yang terjadi pada pendistribusian beban pengemudi ... 41
Gambar 4.8 : Analisa pendistribusian beban dengan Autodesk inventor ... 42
Gambar 4.9 : Diagram gaya yang terjadi pada pendistribusian beban baterai (Wb) ... 42
Gambar 4.10 : Analisa pendistribusian beban dengan Autodesk inventor) ... 44
Gambar 4.11 : Diagram gaya yang terjadi pada pendistribusian beban engine .. 44
Gambar 4.12 : Free body diagram untuk mengitung momen terhadap titik A dan titik B ... 45
Gambar 4.13 : Analisa beban statik dengan software autodesk inventor ... 46
Gambar 4.14 : Hasil reaksi di perletakan titik A dan titik B akibat beban terpusat .... 46
Gambar 4.15 : Bidang momen diagram (BMD) ... 47
Gambar 4.16: Free body diagram untuk mengitung momen terhadap titik A dan B ... 48
Gambar 4.17: Profil material chassis ... 49
Gambar 4.18: DBB defleksi batang ... 51
Gambar 4.19: Analisa defleksi pada rangka dengan autodesk inventor ... 54
xv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 : Mechanical propertis of Stainless steel (AISI 317) ... 17
Tabel 2.2 : Mechanical properties of aluminium Alloy 6061-T6 ... 18
Tabel 2.3: Typical Composition of aluminium Alloy 6061-T6 ... 18
Tabel 2.4 : Mechanical properties of iron, Fe ... 19
Tabel 3.1 : Mechanical properties of Aluminium Alloy 6061 ... 37
xvi
DAFTAR PUSTAKA
Achmad Muhib Zainuri. (2008). Kekuatan bahan. Yogyakarta: C.V Andi Offset. Ali Sadikin, 2013, Perancangan Rangka Chasis Mobil Listrik Untuk 4 Penumpang
Menggunakan Software 3d Siemens Nx8, uversitas negeri semarang
Andrew Pytel. Ferdinan L singer. (1980). Strength Of Material, 3Rd Edition. Alih
Bahasa: Darwin Sebayang. Jakarta: Erlangga.
Chatur Aji S. Dkk. (2008). Rancang bangun gokart dengan penggerak motor bakar bensin 5.5 HP. Politeknik Negri Semarang. Skripsi
Chu- Kia Wang. (1993). Analisa Struktur Lanjutan Jilid 1. Alih Bahasa : Kusuma Wirawan. Jakarta : Erlangga
Daryanto. (2004). Reparasi Casis Mobil. Jakarta
Zainun Achmad. (1999). Element Mesin 1. Bandung: PT. Refika Aditama
http://engineering.engviet.com/teknik-bodi-otomotif/
