i
LAPORAN SKRIPSI
ANALISA GESEKAN PENGEREMAN HIDROLIS
(REM CAKRAM) DAN TROMOL PADA
KENDARAAN RODA EMPAT DENGAN
MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA
AFRIZAL ANNAS DZIKRULLAH
NIM. 201254035
DOSEN PEMBIMBING
Qomaruddin, S.T., M.T.
Ir. Masruki Kabib, M.T.
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
iv
PERNYATAAN KEASLIAN
Saya yang bertanda tangan dibawah ini :
Nama : Afrizal Annas Dzikrullah
NIM : 201254035
Tempat & Tanggal Lahir : Jepara, 15 Maret 1994
Judul Skripsi/Tugas Akhir : Analisa gesekan pengereman hidrolis (rem cakram) dan tromol pada kendaraan roda empat dengan menggunakan metode elemen hingga
Menyatakan dengan sebenarnya bahwa penulisan Skripsi ini berdasarkan hasil penelitian, pemikiran dan pemaparan asli dari saya sendiri, baik untuk naskah laporan maupun kegiatan lain yang tercantum sebagai bagian dari Skripsi ini. Seluruh ide, pendapat, atau materi dari sumber lain telah dikutip dalam Skripsi dengan cara penulisan referensi yang sesuai.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya dan apabila di kemudian hari terdapat penyimpangan dan ketidakbenaran dalam pernyataan ini, maka saya bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan gelar dan sanksi lain sesuai dengan peraturan yang berlaku di Universitas Muria Kudus.
i
ANALISA GESEKAN PENGEREMAN HIDROLIS (REM CAKRAM) DAN TROMOL PADA KENDARAAN RODA EMPAT DENGAN
MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA
Nama mahasiswa : Afrizal Annas Dzikrullah
NIM : 201254035
Pembimbing :
1. Qomaruddin ST., MT 2. Ir. Masruki Kabib, MT
RINGKASAN
Rem merupakan salah satu faktor penting dalam sistem pengereman, karena pentingnya fungsi rem pada kendaraan perlu dilakukan kajian mendalam tentang keausan dan tahap-tahapannya. Simulasi dengan menggunakan metode elemen hingga (FEM) merupakan salah satu progam untuk menentukan umur dari suatu komponen. Dalam penelitian ini telah mensimulasikan gaya pengereman depan (disc brake) dan belakang (tromol) kendaraan roda empat.
Metode yang digunakan adalah memodelkan gesekan dan keausan pada proses pengereman. Analisa tersebut dilakukan dengan menggunakan simulasi progam dengan metode elemen hingga (FEM) disajikan dalam permodelan 3 dimensi (3D). Material dari disc dan tomol adalah cast iron dan material kanvas rem adalah komposit. Karena proses pengereman dengan tekanan dan gaya moment yang berubah-ubah maka perlu kajian mendalam tentang keausan dan tahapan-tahapannya. Analisa statis menghasilkan nilai von misses stress dan displacement
sedangkan analisa dinamis menghasilkan grafik gesekan pada sistem pengereman (disc brakes dan drum brakes) menggunakan metode elemen hingga (FEM).
ii
ANALYSIS OF FRICTION HYDRAULIC BRAKING (BRAKE DISCS) AND DRUM VEHICLE ON F OUR WHEELS BY USING
F INITE ELEMENT METHODE
Student Name : Afrizal Annas Dzikrullah
Student Identity Number : 201254035
Supervisor : study of the wearing and phases. Simulation using the finite element method (FEM) is one of the programs to determine the age of a component. In this study simulated the braking force front (disc brake) and rear (drum) four-wheeled vehicles.
The method using modeling of friction to wear on the breaking proses. The analysis was done by using a simulation progam with element methode up to finite element methode (FEM) presented in there dimension (3D) model. Material from disc and drum are iron cast and material brake canvas is composit. Because the process of braking using pressure and moment force that changeable, so it is necessary in-depthstudy of the wearing and phases.
Static analysis result a value von misses stress and displacement, while dynamic simulation result a graph of friction on the breaking system (disc brake and drum brake) using the finite element methode (FEM).
iii
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahirabbil’aalamin, Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, atas berkat dan rahmat-Nya lah penulis dapat menyelesaikan skripsi berjudul
“Analisa Gesekan Pengereman Hidrolis (Rem Cakram) Dan Tromol Pada Kendaraan Roda Empat Dengan Menggunakan Metode Elemen Hingga”.
Penyusunan Skripsi ini ditujukan untuk memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar sarjana pada program studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muria Kudus.
Pelaksanaan Skripsi tak lepas dari bantuan dan dukungan beberapa pihak, untuk itu penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada:
1. Bapak Taufik Hidayat, ST., MT, selaku ketua Program Studi Teknik Mesin. 2. Bapak Qomarruddin, ST., MT, selaku Koordinator Skripsi Program Studi
Teknik Mesin serta sebagai Dosen Pembimbing Utama yang telah banyak membantu, memberikan motivasi, memberikan pencerahan bahkan selalu mencarikan solusi-solusi terbaik dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
3. Bapak Ir. Masruki Kabib, MT, selaku Pembimbing Pendamping yang telah banyak membantu dalam pemahaman dan tambahan-tambahan pada Skripsi ini. 4. Bapak Rochmad Winarso, ST., MT, selaku penguji yang telah banyak
membantu dalam pemahaman dan tambahan-tambahan pada Skripsi ini.
5. Bapak Bachtiar Satya Nugraha, ST., MT. selaku penguji yang telah banyak membantu dalam pemahaman dan tambahan-tambahan pada Skripsi ini.
6. Seluruh Dosen di Program Studi Teknik Mesin Universitas Muria Kudus. 7. Staf progdi Teknik Mesin atas bantuan-bantuan pelaksanaan seminar.
iv
9. Adi, Sofi, Yogi, Ali, Udin, Ardi profesor, Riki, Didik, Murdifin, Sukis, Kosem, Zanuar putri, Uri, Aena, FRR comunity.
10. Teman-teman seperjuangan di Teknik Mesin Angkatan 2012.
Penulis menyadari adanya kekurangan dan ketidaksempurnaan dalam penulisan skripsi ini, karena itu penulis menerima kritik, saran dan masukan dari pembaca sehingga penulis dapat lebih baik di masa yang akan datang. Akhirnya penulis berharap semoga buku tesis ini bisa bermanfaat khususnya bagi penulis dan umumnya bagi para pembaca.
v
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
ABSTRAK ... v
2.2 Topografi Permukaan Komponen Mesin ... 8
2.3 Luas Kontak ... 9
2.4 Kontak rolling sliding ... 10
2.5 Kontak sliding ... 10
2.6 Simulasi ... 11
2.6.1 Model Analitik... 11
2.7 Eksperimen ... 12
2.7.1 Rem cakram/piringan ... 12
2.7.2 Rem tromol ... 16
BAB III METODOLOGI 3.1 Metodologi penelitian ... 18
3.1.1 Diagram alir penelitian ... 18
3.2 Prosedur penyelesaian dengan Perangkat Lunak Elemen Hingga (StaticAnalysis) ... 19
3.2.1 Pre Proccesing ... 19
3.2.2 Analisa statis (static analysis) ... 19
3.2.3 Solve / Run Sumulate ... 20
3.2.4 Post Proccesing ... 20
3.3 Prosedur penyelesaian dengan perangkat lunak elemen hingga (dynamicsimulation) ... 20
3.3.1 Pre Prosesing ... 20
3.3.2 Dynamic Simulation ... 20
3.3.3 Revolution ... 21
vi
3.3.5Simulator Player ... 21
3.4 Rencana desain komponen rem ... 21
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil Validasi ... 24
4.2 Hasil Permodelan Geometri Exiting ... 26
4.3 Penetuan Tumpuan Dan Beban ... 28
4.3.1 Pengolahan Data ... 31
4.4 Simulasi Rem ... 35
4.4.1 SimulasiStatis (Static Analysis) ... 35
4.4.2 Simulasi Dinamis (Dynamic Simulation) ... 42
4.5 Pembahasan Hasil ... 49
4.5.1 SimulasiStatis (Static Analysis) ... 49
4.5.2 Simulasi Dinamis (Dynamic Simulation) ... 50
4.6 Analisa Manufaktur ... 51
BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 52
5.2 Saran ... 52
DAFTAR PUSTAKA ... 53 LAMPIRAN
vii
Gambar 2.9 Karakteristik Luas Kontak Yang Sebenarnya ... 9
Gambar 2.10 Kontak RollingSliding ... 10
Gambar 4.1 Hasil Perbandingan Simulasi Software Dan Teoritis ... 26
Gambar 4.2 Proses Sketching Disc Pada Autodesk Inventor 2015 ... 27
Gambar 4.10 Hasil Meshing Masing-Masing Desain Komponen Rem Depan ... 35
Gambar 4.11 Hasil Meshing Masing-Masing Desain Komponen Rem Belakang ... 36
Gambar 4.12 Von Misses Stress Dan Displacement Maksimal Rem Depan ... 38
viii
Gambar 4.14 Von Misses Stress Dan Displacement Maksimal Rem
Belakang ... 41 Gambar 4.15 Grafik Von MissesStress Dan Displacement Maksimal Rem
Belakang ... 42 Gambar 4.16 Komponen Pelengkap Dynamic Simulation ... 43 Gambar 4.17 Desain Assembly Dynamic Simulation Rem Depan Dan
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Perbandingan Hasil Validasi ... 24
Tabel 4.2 Spesifikasi Mobil ... 31
Tabel 4.3 Pengolahan Data Pembebanan ... 31
Tabel 4.4 Data Konversi Pembebanan ... 31
Tabel 4.5 Perbandingan Hasil Simulasi Statis Rem DepanMasing- Masing Pembebanan ... 48
Tabel 4.6 Perbandingan Hasil Simulasi Statis Rem Belakang Masing- Masing Pembebanan ... 48
Tabel 4.7 Perbandingan Hasil Simulasi Dinamis Rem Depan Masing- Masing Pembebanan ... 50
x
DAFTAR SIMBOL
Simbol Keterangan Satuan Nomor Persamaan
A Luas permukaan m2 1,4
Sudut defleksi rad 2
D Diameter m 2
M Moment Nmm 3
F Gaya gesek N 3,5
μs Koefisien gesek statis 4
Fn Gaya normal N 6
Tegangan normal Mpa 7
Tegangan geser Mpa 8,10
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Data validasi
Lampiran 2 Rekontruksi komponen rem depan dan belakang Lampiran 3 Report simulasi software Autodesk Inventor 2015
