Studi Pengaruh Perubahan Sudut Head Tube dan Top Tube Pada Rangka Sepeda Balap terhadap Defleksi pada Fork dengan Metode Explicit Dynamics Elemen Hingga

https://doi.org/10.22146/jmdt.v1i1.46741

Ardi Wiranata(1*), Abdul Arief(2), Heru Santoso Budi Rochardjo(3)

(1) Departemen Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada
(2) Departemen Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada
(3) Departemen Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada
(*) Corresponding Author

Abstract


Salah satu kriteria keselamatan penumpang pada kendaraan adalah besarnya defleksi yang terjadi ketika terjadi frontal impact pada rangka kendaraan. Besarnya defleksi ini erat hubungannya dengan distribusi energi pada rangka utama kendaraan. Material komposit merupakan material yang ringan dan memiliki kemampuan penyerapan energi yang baik. Penggunaaan material ini dapat diterapkan pada rangka sepeda. Pengujian kekuatan struktur rangka sepeda diperlukan untuk menentukan tingkat keamanan dimana tingkat keamanan tersebut mengacu pada standar EN1481. Salah satu langkah uji struktur rangka dapat dilakukan dengan metode dropmass impact. Metode drop mass impact sesuai dengan standar EN1481 merupakan standar yang dikembangkan oleh Jerman untuk menguji kelayakan sepeda balap. Pada standar ini sepeda balap dikatakan layak jika saat dijatuhkan beban seberat 22.5 kg dari ketinggian 212 mm, deformasi permanen yang terjadi pada fork stainless steel tidak melebihi 15 mm dan frame sepeda tidak mengalami keretakan. Metode yang dipilih dalam melakukan pengujian ini adalah dengan menggunakan metode numerik FEA (Finite element analysis) Explicit dynamics. Pada penelitian ini, frame sepeda standar akan dilakukan modifikasi pada head tube angle (HTA) dan top tube angle (TTA). Pada bagian HTA akan dibuat 6 variasi sudut yaitu 69O – 76O, sedangkan pada TTA dilakukan variasi 6 sudut yang berkisar antara 70O – 86O. Dari hasil simulasi diketahui bahwa defleksi maksimum pada bagian sambungan fork dengan head tube adalah 7.89 mm (HTA= 71.8O) dan pada variasi TTA didapatkan nilai maksimum defleksi sebesar 6.87 mm (TTA= 70O). Dari hasil simulasi juga diketahui bahwa perubahan sudut dibawah 20O baik pada HTA maupun TTA pada rangka sepeda relatif tidak mempengaruhi kekuatan dari rangka sepeda balap.

Full Text:

PDF


References

Cheng, Q., Altenhof, W., 2013, Load/Displacement and Energy Absorption Performances of AA6061-T6 Tubes Under A Cutting Deformation Mode, London, Taylor & Francis

Covill, D., 2014, Parametric finite element analysis of bicycle Frame geometries, Procedia Engineering. Elsevier B.V., 72, 441–446.

Engineering Report, 2001, The design, materials, manufacturing, performance and economic analysis of the ULSAB-AVC (Ultra-Light Steel Auto-Body - Advanced Vehicles Concepts). Porshe Engineering Service, Inc., 1348.

European Standard, 2016, EN 14781 Road Bike, Safety requirement and test methods, Europe

Junaidi, Taufik, 2016, Proses Manufaktur Sepeda Balap dari Bahan Serat Karbon dengan Metode Wraped on Foam, Skripsi, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Lessard, L., Nemes, J., Lizotte, P. 1995. Utilization of FEA in the design of composite bicycle, Composites, 26, 72-74.

Liu, T., J., C., Wu, H., C., 2010, Fiber direction and stacking sequence design for bicycle frame made of carbon/epoxy composite laminate, Materials and Design, Elsevier Ltd, 31(4), 1971–1980.

Maestrelli, L., Falsini, A., 2008, Bicycle frame optimization by means of an advanced gradient method algorithm, 2nd European HTC Strasbourg.

Peterson, L., Londry, K., 1986, Finite-Element Structural Analysis: A New Tool for Bicycle Frame Design: The Strain Energy Design Method. Bike Tech: Bicycling Magazine's Newsletter for the Technical Enthusiast.

Reynolds Technology Ltd., 2011, Steel tube materials and processes. Provided by Reynolds Technology through correspondence.

Zhang, M., 2018, Compressive strength determined for ultrahigh modulus fi ber reinforced composites by [90/0] ns laminates, Composite Structures, Elsevier, 191, 24–35.



DOI: https://doi.org/10.22146/jmdt.v1i1.46741

Article Metrics

Abstract views : 113 | views : 37

Refbacks

  • There are currently no refbacks.