RANCANGAN MOBIL BALAP OFF ROAD DENGAN KONSTRUKSI SASIS
RANGKA PIPA
Nafsan Upara Dosen Teknik Mesin FTUP
Pada dasarnya merancang atau mendesain itu memiliki pengertian membuat sebuah gambar barang baru . Namun pada kenyataannya , mendesain sendiri tidak hanya menggambar , tetapi juga menganalisa , meramalkan dan menghitung hasil ide dan pemikiran tersebut ditumpahkan ke dalam bentuk gambar dan data yang dapat dipertanggung jawabkan untuk di uji lebih lanjut agar barang tersebut sesuai dengan permintaan pasar yang terus berkembang . Berangkat dari perkembangan , kemampuan dan penguasaan pada teknologi di bidang balap yang menggunakan kendaraan serbaguna ( jip , gardan ganda ) dengan perombakkan modifikasi tertentu dan menggunakan arena tertentu pula ( off road ) , maka direncanakanlah sebuah perancangan mobil balap dengan konstruksi sasis rangka pipa , sebagaimana mobil tersebut dapat digunakan dalam kondisi extrem dengan tingkat keamanan yang tinggi . Dalam arti kata mobil tersebut dapat dikendarai dengan kecepatan tinggi pada jalan rusak , berkrikil , lubang , becek , dan juga melakukan lompatan pada gundukan tanah .
Rancangan yang akan di buat adalah rancangan dari awal sebuah mobil balap off road berkonstruksi sasis dengan rangka pipa yang sebagaimana bentuk kendaraan tersebut dapat diterapkan pada mobil masal atau kendaraan yang di rancang hanya khusus untuk balapan , dalam halnya rancangan mobil balap ini ada faktor - faktor yang memiliki keunggulan seperti bobot mobil lebih ringan , dapat menentukan titik gravitasi , mengganti suku cadang kendaraan dengan mudah , memakai bodi kendaraan bebas , memaksimalkan tingkat keamanan dan kenyamanan yang tinggi terhadap supir (driver) dan penumpang (co - driver) , Mobil balap tersebut di desain hanya dua penumpang karena itu tempat duduknya hanya untuk dua orang saja.
Mobil balap ini menjadi suatu bentuk dari keunggulan yang ditawarkan dalam perancangan mobil . Kenyamanan juga di peroleh karena pada suspensi mobil tersebut telah memakai sistem coil over shock dengan reservoir atau juga dengan kata lain shock absober dan pegas spiral ini dapat di setel tingkat kekerasan dan kelembutannya . Jadi supir ( driver ) dan penumpang ( co – driver ) dapat merasakan kenyamanan yang setara dengan mobil mewah sekalipun .
Kata kunci : sasis mobil, konstruksi, driver Pedahuluan
1.1. Identifikasi Masalah
• Sasis mobil off road dengan konstruksi
sasis rangka pipa dapat dirancang khusus sesuai fungsi kegunaannya sebagai tempat kedudukan mesin , poros roda , suspensi dan komponen lainnya .
• Dapat mengetahui kekuatan beban terhadap sasis rangka pipa , sehingga dapat diketahui titik kritis dan beban maksimum yang dapat diterima oleh sasis rangka pipa mobil balap off road tersebut .
1.2. Rumusan Masalah
a. Perancangan kerangka kendaraan .
b. Pemilihan material yang sesuai untuk kerangka .
c. Sistem penyambungan (pengelasan) . d. Analisa struktur kerangka .
1.3. Pembatasan Masalah
Masalah yang akan di bahas hanya dibatasi 1 tahapan utama perancangan sebuah mobil balap off road ,
yaitu : Desain konstruksi rangka pipa .
1.4. Tujuan Perancangan
• Dapat merancang kerangka mobil dengan menggunakan program komputasi AUTO CAD 2000 .
• Untuk mengetahui kekuatan dari sasis berkonstruksi rangka pipa pada mobil balap off road .
1.5. Manfaat Perancangan
• Dapat memahami, mengoperasikan dan menganalisa pembebanan pada rangka mobil balap off road .
• Pada rancangan mobil balap off road ini diharapkan dapat diterapkan pada bengkel modifikasi mobil jip dengan disesuaikan fungsi kebutuhan .
LANDASAN TEORI
2.1. pengenalan balap mobil
Balap mobil adalah olah raga otomotif yang sangat di gemari oleh masyarakat baik dari pria wanita , tua muda tak terkecuali anak kecil yang sangat menyukainya . Di mana balapan tersebut adalah sebagai ajang uji coba teknologi , desain , inovasi , dan juga kreatifitas. Yang mana hasil dari balapan tersebut akan mengundang pangsa pasar yang diinginkan .
Pada balap mobil ini banyak sekali macam - macam jenis balapannya hal ini di picu dikarenakan tidak dapat terbendungnya hasrat keinginan seseorang untuk melakukan modifikasi mobil . Pada setiap balapan mobil terdapat peraturan–peraturan yang memang sengaja dibuat oleh Badan Federasi Internasional otomotif yang berbeda-beda untuk membatasi modifikasi mobil tersebut . Begitu pula pada lintasan tempat balapnnya . Ada yang di lintasan
(track) sirkuit aspal dan ada juga di lintasan sirkuit non aspal atau di tanah .
2.1.1 Balapan pada lintasan aspal a. Formula
Lomba formula adalah ketahanan mobil yang teknologinya sangat canggih,baik dari sasis,bodi,mesin,sistem suspensi,aliran udara ,jenis bahan bakar dan perangkat elektrikal lainnya.
B . Turing
Balapan yang satu ini hampir sama dengan balapan F1 tetapi mobil yang dipergunakan berbasis sedan adapun yang berbasis truk namun sangat jarang di pertandingkan dan juga tidak umum .
C. Drag race
Balapan drag race adalah balapan adu cepat track lurus dengan panjang lintasan hanya 402 meter dan 201 meter .
D . 24 hours Racing Car,lomba ketahanan 24 jam. Balapan ini adalah balapan yang secara 24
jam penuh tanpa henti . Pada bentuk kendaraannya menggunakan bodi model mobil masal tetapi sasisnya sudah menggunakan rangka pipa .
f. Rally.
Balapan yang menggunakan mobil masal yang telah di modifikasi total pada kendaraan . Pada lintasan rally ini biasanya dilakukan di jalanan umum bisa di aspal bisa juga di tanah di jalan perbukitan , kota kecil , perkebunan atau pinggir pantai
2.1.2 Jenis Balapan Pada Lintasan Non Aspal a. Rally Paris - Dakar
Adalah jenis balapan rally bebas yang lebih bersifat petualangan dan lintasan yang dilaluinya ekstrim . Tidak ada batasan lintang jenis , CC (kapasitas mesin) maupun pada kecepatan maksimumnya . Untuk jenis kendaraan dari mobil sedan , pikap , truk dan sepeda motor diperbolehkan ikut .
b. Off - Road Racing
Balapan off road adalah balapan yang yang biasanya dilakukan di lintasan non aspal atau di tanah hal ini hampir sama dengan rally
paris-dakar.Yang membedakan dari ke dua
balapan rally dan off road ini hanyalah peraturan untuk memodifikasikan kendaraannya masing – masing. Dalam hal ini lintasan yang biasa dipergunakan adalah di dalam hutan , padang pasir , di pantai , lereng bukit dan lain sebagainya .Atau lintasan yang tidak bisa di lalui oleh mobil lain , selain jip atau pikap yang sudah di modifikasi untuk lintasan tersebut .
2.1.3 Pengenalan balap off road
Balapan off road adalah lomba lintasan medan yang menggunakan kendaraan jip serbaguna (jip,gardan ganda) dengan melakukan perombakan dan menggunakan arena tertentu pula . Balapan ini biasanya dilakukan di tempat yang non aspal atau di tanah , bebatuan , gravel dan pasir . Untuk itu kendaraan yang dapat dipergunakan berpenggerak gardan satu yang dimana gardan tersebut berada di belakang (rear
wheel drive) atau juga dua gardan (4 wheel drive)
Balap off road yang paling populer di dunia terutama negara Amerika Serikat , adalah mobil dengan penggerak belakang atau biasa di sebut dengan rear wheel drive. Kendaraan ini dirancang dan di desain khusus dengan tangguh dan sempurna agar dapat melakukan perjalanan
yang sangat extrim yang dimana trek lintasan itu terdapat loncatan(jumpingan) yang terbuat dari alam itu sendiri dan tidak bisa dilalui oleh kendaraan biasa atau missal
1. Sand Racing
Balapan Sand Racing dapat dilakukan di gurun pasir atau pantai . Kendaraan biasanya berbasis VW (volkwagon–yang artinya“mobil
rakyat“) atau dapat dikenal dengan sebutan SAND RAIL BUGGY . Untuk jenis ini paling populer di California , Amerika Serikat , serta di beberapa negara bagian yang memiliki gurun pasir . Semula sand rail ini lebih dikenal dengan mesin VW . Namun karena kebutuhan dan juga teknologi yang semakin maju , maka orang yang melakukan modifikasi atau biasa disebut (customizing) telah melakukan penggantian mesin yang bersilinder 8 berkonfigurasi V(V–8
small block) . Dengan performa yang seperti V-8
banyak memikat banyak orang karena menghasilkan tenaga yang besar di bandingkan mesin 4 silinder .
2.Rock crawling
Balapan off road panjat batu atau tebing
(rock crawling) adalah yang berbeda dari balapan
yang lainnya yang selalu dituntut untuk kecepatan tinggi (high speed). Rock crawling ini selalu dilakukan di bukit bukit yang berbatu besar–besar. Oleh karena itu sangat dibutuhkan keahlian dan ketrampilan mencari celah–celah untuk menghindari tergulingnya kendaraan. Dalam hal ini kendaraan sangat diwajibkan menggunakan penggerak 4 wheel drive . Desain utama pada mobil rock crawling adalah sangat memprioritaskan jarak main suspensi dengan segala kemungkinan terangkat dan menggantungnya sumbu roda depan dan belakang karena pada bagian kolong mobil membentur tanah atau batuan yang besar
(articulated) dan kemampuan manuver yang
ekstrim .
3.Desert Racing
Desert Racing adalah balapan yang sangat bergengsi di negara Amerika Serikat . Pada balapan balapan ini sangat di tuntut akan ketahanan sasis rangka , mesin , suspensi , dan juga pembalap itu sendiri sebab balapan ini mempunyai jarak sejauh 1.000 mil atau 1.600 km ! Kendaraan yang dipergunakannya bisa 2 wheel
drive atau 4 wheel drive . Dari jarak yang sejauh ini balapan bisa dibilang sempurna , baik dari
persiapan kendaraan , perangkat pendukung baik dari mekanik dan service car , spare part yang memadai , hingga pembalapnya. Balapan ini bisa memakan waktu kurang lebih 3 hari 3 malam non stop tanpa henti. Lintasan yang di pergunakan pun beraneka ragam macamnya dari melewati tanah berdebu , pinggiran rantai , gurun pasir , bebatuan , dan krikil gravel serta tidak luput dari gundukan – gundukan tanah yang tidak dapat di prediksi di depannya ada atau tidaknya . Kendaraan yang di pakai untuk balapan desert racing ini berbagai tipe. Dengan semakin banyaknya penggemar maka Oleh karena itu pihak dari organisasi off road internasional mempunyai batasan–batasan untuk memodifikasi kendaraan tersebut . Kendaraan itu ada dari modified semi modified hingga full modified .
2.2 Pengenalan Balap Off Road di Indonesia
Balap Off road di Indonesia ini dimulai kira–kira pada tahun 1980an. Di tahun itu balapan hanya mengandalkan kemampuan dan ketrampilan dalam mengemudikan kendaraan , balapan yang terkenal pada zaman itu hanyalah
adventure off road . Teknologinya pun sangat
terbatas dan minim perlengkapan suku cadang
(spare part racing) . Untuk off road yang ada di
Indonesia biasanya menggunakan kendaraan yang berbasis jip , dikarenakan jenis ini sudah memiliki 4 Wheel Drive dan mudah untuk di modifikasi . Pada tahun 1990an ada komunitas penggemar balapan jip mulai melakukan inovasi dengan membuat balapan jip yang dikendarai dengan kecepatan tinggi (high speed) . Trend ini berkembang hingga sekarang , Pada umumnya balap offroad terbagi menjadi 3 kategori , yaitu :
a . Adventure Off road
Adventure off road adalah balapan yang lebih
cenderung mengutamakan dalam segi berpetualangan . Biasanya dilakukan dengan berkerja sama antar tim , karena pada cabang ini adventure off road lebih melakukan aktifitas di dalam hutan , dan membuka jalur baru disuatu lahan . Disini lebih ditentukan oleh keterampilan pembalap dan kerja sama antar tim sangat berpengaruh . Karena bilamana kendaraan ada yang terjebak dapat di bantu oleh tim itu sendiri . Untuk treknya sendiri biasanya mengikuti alam . Apa adanya .
b . Speed Off road
Speed off road adalah jenis balap off road yang mengandalkan kecepatan tinggi , trek yang digunakan adalah trek yang tidak bisa dilakukan dengan kendaraan 2 wheel dan juga memiliki
ground clearance rendah dikarenakan trek
tersebut terdapat gundukan – gundukan tanah yang berfungsi sebagai jumpingan . Trek ini didesain oleh pihak penyelenggara event . Karena pada cabang ini sangat dibutuhkan kecepatan performa mobil tersebut , maka dalam hal ini sangat dibutuhkan kehandalan . Baik dari kekuatan , kelincahan kendaraan offroad itu sendiri . Yang mana faktor Chassis menjadikan penentu dari kehandalan performa kendaraan offroad .
c . Rock Crawling
untuk balapan rock crawling mulai dipopulerkan pada 2 tahun belakangan ini , hal ini di buat karena ingin melakukan inovasi dan terobosan terbaru dari balapan – balapan off road sebelumnya . Seperti yang sudah di jabarkan oleh penulis bahwa balapan ini balapan memanjat batu dan dituntut tentang artikulasi suspensi serta kelenturannya . Dengan minimnya informasi dan sulitnya mencari tempat untuk melakukan suatu event rock crawling maka jenis ini masih jarang di pertandingkan .
Oleh karena itu penulis memfokuskan isi Tugas Akhir ini pada perancangan chassis mobil untuk keperluan balapan Speed Off road .
2. Pengenalan Sasis Pipa Untuk Aplikasi Balap Off Road
Sasis adalah suatu kontruksi baja yang berada di bawah kendaraan di mana bodi kabin , mesin , transmisi dan sebagainya dapat ditempatkan . Sasis pipa adalah sasis yang di mana sasis tersebut terbuat dari beberapa pipa yang dirangkai menjadi satu kesatuan untuk menempatkan bodi kabin , mesin , suspensi dan transmisi . Sasis ini sangat berbeda dari sasis – sasis pada umumnya yang menggunakan plat lembaran .
2.3
TEORI KEKUATAN MATERIAL
Untuk perancangan suatu struktur ( kerangka ) , ditetapkan satu ketentuan prosedur untuk pemilihan suatu material yang sesuaikan dengan kebutuhan dan perlu diperhatikan sifat − sifat material yang akan digunakan . Kekuatan bahan bukan satu−satunya kriteria yang perlu dipertimbangkan dalam perancangan struktur . Untuk mengetahui kekuatan , kekerasan , keuletan maupun struktur material perlu adanya pengujian material . Pengujian tersebut antara lain pengujian tarik ( tension ) , pengujian tekan (impact), pengujian kekerasan ( hardnes ) ,dan metalografi. Hasil dari perngujian tersebut dituangkan dalam bentuk diagram modulus elastisitas . Tegangan σ = F A Regangan ε = δ L Dimana : Y : Yield point U : Ultimate B : Brake Hukum Hooke Modulus Young E σ = E x ε dimana E = σ/ε = α Tegangan tarik, tekan
στ = Ft / A
Regangan (ε) di bawah tarik ε = Δl / lo x 100% Luas area (A) penampang cincin Ao = π / 4 (do2 − dI2)
στ = F / π / 4 (do2 − dI2)(N / mm2) Angka poisson (μ)
G = E / 2 (I + μ)
Dimana :
G : Elastisitas modulus geser (N/mm²) E : Elastisitas modulus young (N/mm²) μ : Angka ratio poison (0.25 − 0.35)
2.3.1 Kombinasi Tegangan
(Combined Stress)
1. Beban aksial (axial)
στ = F / A dimana :
F : Gaya normal στ : Tegangan aksial A : Luas penampang 2. Beban torsi (torsional)
τ = T / ϑ dimana :
τ :Tegangan geser akibat puntir T :Torsi
ϑ :Momen inersia polar
3. Beban tekan (bending)
σ1 = My / I, dimana : My :Momen tekan I :Momen inersia σ1 :Tegangan tekan
Ketahanan struktur sasis akan tergantung pada bagaimana cara penyambungan bagian−bagiansasis . Ada 3 ( tiga ) cara penyambungan yaitu sambungan paku keling (
riveting ) , sambungan baut ( bolting ) , dan
sambungan las ( lap − welding ) .
2.4 Syarat Konstruksi Sasis
1. Konstruksi sasis yang ringan dan kuat dengan tegangan tarik yang tinggi sehingga sasis cukup liat (tidak mudah patah) .
2. Konstruksi sasis yang mampu meredam kejutan .
3. Konstruksi sasis dalam menunjang kestabilan .
4. Konstruksi sasis yang mudah dalam perawatan .
2.4.1 Perancangan Konstruksi Sasis
1. Pemilihan material sasis .
Sasis harus disesuaikan dengan kebutuhan karena jenis material mempunyai macam-macam bentuk dan dimensi atau dengan kata lain tergantung dari kondisi pemakaiannya . 2. Letak titik pembebanan
Dengan mengetahui letak titik pembebanan pada kerangka maka konstruksi sasis tersebut dapat dirancang sebaik mungkin sesuai dengan pembebanan yang terjadi karena hal ini juga mempengaruhi dari bentuk serta bahan konstruksi yang akan dipergunakan
3. Bentuk dan dimensi
Bentuk dan dimensi suatu perancangan disesuaikan dengan kebutuhan dan jenis mobil yang akan dirancang, sehingga dari segi estetika dapat terpenuhi .
4. Jenis Bentuk sasis
Sasis adalah sebagai penyangga badan (
body ) mobil dan roda ketika berjalan pada posisi
tidak normal akan memberikan tekanan dan kerusakan akibat momen punter . Ada beberapa macam jenis bahan yang digunakan .
2.4.2 Sasis Bagian Samping dan Bagian Penghubung Silang
Bagian yang paling besar tegangannya pada kerangka ada pada flensa (pengait) atau bagian luar web jadi setiap pengait harus berada dalam web baik dari atas maupun dari bawah flensa . Untuk mempermudah dalam prakteknya, penyambungan harus dibuat kombinasi antara
web dengan flensa . Dibawah ini merupakan
gambar beberapa kombinasi pengait atau penguat antara dua kerangka samping .
2.4.3 Jenis Penyambungan pada Sasis
1. Sambungan paku keling (riveted joints) 2. Sambungan baut (Bolted joints) 3. Sambungan las ( Welded joints )
2.4 Kondisi Pembebanan Operasional Sasis
a) Bending vertical
b) Torsi longitudinal ( longitudinal torsion ) c) Bending lateral ( lateral bending ) d) ( horizontal lozenging )
2.5 Desain Sasis rangka Pipa
Merupakan desain mobil balap off road berkonstruksi sasis rangka pipa yang akan dibuat
BAB III
METODOLOGI PERANCANGAN
Berikut ini adalah langkah-langkah pengerjaan perancangan mobil balap off road berkonstruksi sasis rangka pipa :
Dalam merancang mobil balap off road berkonstruksi rangka pipa diperlukan tahapan-tahapan perancangan seperti diagram diatas dengan tujuan mendapatkan hasil yang maksimum .
3.2 Identifikasi Kebutuhan dan Perumusan Masalah
Hal ini untuk mengidetifikasi kebutuhan dan permasalahan dalam perancangan mobil balap off road berkonstruksi sasis rangka pipa .
3.2.1 Identifikasi Kebutuhan
Kebutuhan dalam merancang mobil dalam hal ini adalah mobil balap perlu langkah mempelajari bentuk , jenis dan kesulitan−kesulitan yang akan dihadapi dalam perancangan baik dari perancangan awal sampai prosedur perakitan. kebutuhan bentuk konstruksi perancangan
a. kebutuhan bentuk konstruksi perancangan
b. kebutuhan mendesain
c. kebutuhan pemakaian material d. kebutuhan pembelian komponen e. kebutuhan analisa
3.3 Studi Literatur dan Pembanding
Untuk mempermudah mendapatkan perancangan yang sesuai dengan yang diinginkan , diperlukan referensi − referensi pustaka untuk mengajari sistem kerangka mobil, proses perakitan , analisa kekuatannya, material dan property apa yang tepat untuk konstruksi sasis rangka pipa , study literatur tersebut dapat dilaksanakan di perpustakaan kampus maupun meminjam pada pembimbing serta melihat dari internet untuk melihat konstruksi mobil off road yang sebenarnya .
3.4 Gambar Model Rancangan
Dari bentuk perancangan mobil balap off road berkonstruksi sasis rangka pipa dengan tetap melihat segi estetika , perancangan , dimana jenis mobil tersebut memiliki model mobil balap off road yang diambil dari internet , kemudian bentuk tersebut dituangkan dalam perancangan model gambar konstruksi yang berupa skestsa manual untuk mempermudah dalam merubah konstruksi dan dimensi dengan disesuaikan terhadap kebutuhan , sketsa tersebut merupakan perbandingan dari skala yang sebenarnya . Setelah sketsa tersebut sudah dianggap memadai dan proporsional maka
dengan bantuan program komputer CAD (
CAD 2000 ) gambar dapat dibuat dengan lebih
baik, gambar tersebut adalah konstruksi bentuk wire frame dan bentuk konstruksi pipa. Dalam praktek pembuatan alat, gambar tersebut bisa berubah sesuai dengan keinginan bagian komponen yang lain, misalnya untuk posisi mesin, lengan ayun, dan komponen−komponen yang harus diaplikasikan dengan melihat kesulitan pemasangan.
3.5 Analisa Pembebanan
Setelah gambar model sudah dianggap pasti maka bentuk dari konstruksi wire frame diexport ke program analisa. Dimana program analisa yang dipakai adalah Pro-Engineer, yaitu program analisa struktur. Dimana hasil keluaran analisa tersebut diketahui kuat tidaknya konstruksi dan material yang dipakai sehingga diperlukan pemilihan material dan property untuk input pada langkah−langkah analisa. Dalam analisa struktur harus dimasukkan jenis material, dimensi, dan gaya-gaya yang bekerja pada kerangka hasil perancangan.
3.6 Hasil Perancangan
Hasil analisa diatas dapat dijadikan acuan yang berupa:
a. Gambar kerja berupa gambar konstruksi yang akan digunakan untuk pedoman bentuk konstruksi perancangan bangun serta penentuan dimensi alat .
Gambar detail dipakai sebagai pedoman penyambungan bentuk konstruksi dimana setiap batang kerangka tersebut dibuat perpotongan kemudian diatas ataupun ada yang harus dibentuk radius (tekuk).
3.7 Pembuatan Rangka Mobil Balap off road
1. Pembuatan konstruksi kerangka yaitu dengan cara pengelasan ( las MIG & las TIG ) dan alat tekuk pipa (bender pipe) 2. Pembuatan lengan ayun belakang
3. Pembuatan dudukan mesin, setir, dan tempat duduk
4. Pembuatan poros dan pemegang roda, gear, cakram. (Bubut, alat-alat perkakas).
Untuk komponen rem, pedal gas langsung dapat dirakit dengan adanya modifikasi.
3.7.1 Proses Perakitan Mobil Balap Off Road
Setelah semua komponen dan konstruksi siap, maka proses perakitan dapat dilaksanakan. Perakitan untuk sasis rangka pipa sudah langsung pada pembuatan konstruksi . Komponen−komponen yang akan dirakit tersebut merupakan bagian dari team kerja yang kemudian dijadi satukan dalam suatu alat , komponen tersebut berupa :
− Poros − Suspensi
− Lengan ayun depan dan belakang
− Komponen gabungan setir
− Tempat duduk
− Dan sebagainya.
3.8. Daftar Kebutuhan Perancangan
Persyaratan dalam spesifikasi dibagai menjadi dua kategori, yaitu Demand (keharusan) dan Wishes (keinginan). Demand adalah segala persyaratan yang harus dipenuhi dalam segala kondisi, dengan kata lain apabila tidak terpenuhi, maka solusi yang akan tercapai tidak dapat diterima.
BAB IV
ANALISA MOBIL BALAP OFF ROAD 4.1.1 Dimensi
Pada perancangan kerangka kendaraan ditetapkan dimensi total dari desain kerangka yang dibuat berdasarkan rencana pemakaian kapasitas mesin dan beban penumpang, dimana perancangan tidak terlalu besar dan cukup proposional. Dimensi total perancangan adalah :
Panjang (P) : 2.500 mm
Lebar depan (Ld ) : 1.000 mm Lebar tengah (Lm ) : 1.200 mm Lebar belakang (Lb) : 1.000 mm
4.1.2 Profil dari Struktur
Dalam struktur kerangka mobil perancang menggunakan satu jenis material dengan bentuk yang berbeda. Struktur kerangka mobil balap off road dengan spesifikasi antara lain :
Jenis : seamless carbon steel Spesifikasi manufaktur : ASTM.A 53 A/API.5 L B Tegangan maksimum : 33,744kg/mm2 = 331,02 N/mm2
Profil pipa 1: diameter 33,4 mm x tebal 3,38 mm Profil pipa 2: diameter 42,2 mm x tebal 3,56 mm
4.2 Penentuan Elemen Pada Garis Batang
Setelah pemodelan konstruksi struktur dengan sistem pemedalan wire frame maka diperlukan masukan elemen untuk mendapatkan titik yang dibutuhkan untuk penempatan titik beban ( load ) dan titik penjepitan (constrain), banyaknya penentuan elemen ini adalah secara
mesh control size along curve. Pembagian elemen pada setiap batang diambil beberapa titik pada elemen agar mendapatkan nodal atau titik yang tepat, karena semakin banyak dan dipersempit pembagian elemennya, sehingga hasil deformasi pada titik nodal batang konstruksi akan semakin lebih akurat.
Diketahui dari gambar diatas : P1 = 80 kg = 78478,8 N P2 = 80 kg =,8 N L = 120 cm = 1.200 mm W = 30 kg = 294,3 N Ditanya: a. Reaksi Tumpuan F=WxL = 294,3 x 1.200 = 353.160 N b.Persamaan Kesetimbangan + ∑ MA = 0 -By( 1.200mm ) + 784,8 ( 900mm ) - 784,8 ( 300mm ) + F ( 600 mm ) = 0 -By = 353.160 ( 600mm ) + 784,8 ( 900mm ) + 784,8 ( 300mm )
1.200 = 212.837.760 1.200 =177.364,8 Nmm + Fy = 0 Ay =784,8 – F 784,8 + By = 0 Ay =784,8 + 294,3 + – 177.364,8 Ay =175.500,9 N + Fx = 0 Ax = 0
Gaya geser pada setiap titik ditentukan dengan cara membagi dua balok menjadi dua bagian dan
meninjau tiap bagian sebagai benda bebas . ~ σ ( Pipa 2 ) = F/A
= F / π ( r1- r2 )2
Persamaan Kesetimbangan = 1.569,6 / 3,14 ( 21,1 - 19,32 )
= 280,827 N/mm2
1. +∑ M1 = 0
maks. yang diizinkan :
331,02 N/mm2 > 280,827 N/mm2 Æ Baik 1.569,6(600 mm) – 784,8(300 mm) – M1=0 941.760 – 235.440 – M1 = 0 706.320 – M1 = 0 BAB V M1 = 706.320 Nmm 5.1. Kesimpulan + Fy =1.569,6 – 784,8 – V1 = 0
V1 =784,8 N momen,maka dapat diperoleh kesimpulan Dari hasil analisa perhitungan gaya dan sebagai berikut :
2.+∑ M2 = 0
Konstruksi kerangka dengan profil silinder -1.569,6 ( 1200 mm ) + 784,8 (900 mm ) + M2 (
300 mm ) = 0
Diameter pipa 1 = 33,4mm x tebal = 3,38mm Diameter pipa 2 = 42,2mm x tebal = 3,56mm - 1.883.520 + 706.320 + 300 M2
300 M2 = 1.177.200 Dengan data analisa tegangan :
Maximum Stress Pipa 1 : 295,782 N/mm2
M2 = 3.924 Nmm
Maximum Stress Pipa 2 : 280,827 N/mm2 + Fy = 1.569,6 – 784,8 – 784,8 - V2 = 0 V2 = 0 ~ σ ( Pipa 1 ) = F/A = F / π ( r1- r2 )2 = 1.569,6 / 3,14 ( 16,7 - 15,01 ) = 295,782 N/mm2
σ maks. yang diizinkan :
