Pengembangan Desain dan Analisis Kekuatan Struktur Wheelchair

Loyensya, Erchi Adha (2023) Pengembangan Desain dan Analisis Kekuatan Struktur Wheelchair. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111940000035-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Mobilisasi menjadi salah satu kebutuhan dasar yang cukup krusial untuk memenuhi segala aktivitas manusia. Namun sayangnya, mobilisasi menjadi hal yang sulit bagi para penyandang disabilitas dikarenakan gangguan fisik yang terjadi. Beruntungnya, perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang pesat telah mendorong hadirnya perangkat-perangkat baru untuk memudahkan kebutuhan manusia, terutama bagi penyandang disabilitas. Salah satu perangkat yang kerap digunakan untuk membantu pasien yang mengalami gangguan sistem motorik pada kedua kaki adalah kursi roda. Untuk itu, pada Tugas Akhir ini, dilakukan redesain kursi roda dengan model yang lebih futuristik dan ergonomis. Setelah dilakukan pengembangan desain, peneliti juga melakukan uji kekuatan struktur untuk memaksimalkan inovasi yang sudah digagas. Material yang digunakan dalam penelitian ini adalah Aluminium Alloy 6061 T6 dan silicon rubber. Prosedur ini dilakukan menggunakan static structural analysis menggunakan perangkat lunak ANSYS Workbench 2022 R1 untuk mencari total deformasi, tegangan von misses, dan safety factor. Terdapat dua model kursi roda yang diujikan dalam Tugas Akhir ini. Berdasarkan hasil simulasi yang sudah dilakukan, Kursi roda yang dirancang dinilai sudah ergonomis karena memenuhi 27 dari 29 komponen standar ISO 7176-5. Dudukan dan sandaran kursi roda yang dirancang sudah disesuaikan dengan bentuk yang mendukung anatomi tubuh pengguna dan memberikan dukungan yang baik bagi tulang belakang dan postur tubuh. Selanjutnya, dari simulasi yang dilakukan, didapatkan keluaran berupa kekuatan (deformasi, tegangan von-misses, dan safety factor) dari kursi roda saat diberi pembebanan dalam kondisi kritis, yakni pengereman. Dari simulasi, kursi roda dengan struktur penyangga model X memiliki total deformasi sebesar 7,0559 mm, tegangan von mises sebesar 93,314 MPa, dan safety factor sebesar 2,9578. Sementara itu, kursi roda dengan struktur penyangga model T memiliki total deformasi sebesar 6,7867 mm, tegangan von mises sebesar 139,48 MPa, dan safety factor sebesar 1,9788. Dengan begitu, dapat disimpulkan bahwa kursi roda dengan variasi struktur penyangga X dan T kuat dan aman untuk digunakan. Hal ini didukung oleh tegangan yang dihasilkan keduanya lebih kecil dari nilai tegangan izin material dan safety factor yang berada pada range yang aman (batas aman struktur). Berdasarkan hasil simulasi, peneliti merekomendasikan kursi roda dengan struktur penyangga model X karena memiliki nilai von mises stress yang lebih kecil.
===============================================================================================================================
Mobility is one of the fundamental needs crucial for fulfilling human activities. Unfortunately, mobility is challenging for people with disabilities due to physical impairments. Fortunately, rapid advancements in science and technology have led to the development of new devices to facilitate human needs, especially for individuals with disabilities. One such device commonly used to assist patients with motor system disorders in both legs is a wheelchair. In this Final Project, a redesign of the wheelchair with a more futuristic and ergonomic model was undertaken. After the design development, the researchers conducted structural strength tests to maximize the proposed innovations. The materials used in this study were Aluminium Alloy 6061 T6 and silicon rubber. The procedure involved static structural analysis using ANSYS Workbench 2022 R1 software to determine total deformation, von Mises stress, and safety factor. Two wheelchair models were tested in this Final Project. Based on the simulation results, the designed wheelchair was considered ergonomic as it met 27 out of 29 ISO 7176-5 standard components. The seat and backrest of the wheelchair were designed to conform to the user's body anatomy, providing adequate support to the spine and body posture. Furthermore, the simulations provided outputs such as strength (deformation, von Mises stress, and safety factor) of the wheelchair when subjected to critical conditions, such as braking. In simulation, the wheelchair with X-model support structure has a total deformation of 7.0559 mm, von Mises stress of 93.314 MPa, and a safety factor of 2.9578. Meanwhile, the wheelchair with T-model support structure has a total deformation of 6.7867 mm, von Mises stress of 139.48 MPa, and a safety factor of 1.9788. Consequently, it can be concluded that both wheelchair designs with X and T support structures are strong and safe for use. This is supported by the fact that the stress generated by both designs is lower than the permissible material stress and the safety factor is within a safe range (safe limit of the structure). Based on the simulation results, the researchers recommend the wheelchair with X-model support structure because it has a lower von Mises stress value.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Wheelchair, Static Structural, Von Mises Stress, Kursi Roda, Static Structural, Tegangan Von Misses
Subjects:	H Social Sciences > HE Transportation and Communications > HE336.C5 Choice of transportation T Technology > TE Highway engineering. Roads and pavements > TE228.3 Intelligent transportation systems. T Technology > TE Highway engineering. Roads and pavements > TE7 Transportation--Planning T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Erchi Ad'ha Loyensya
Date Deposited:	25 Aug 2023 03:28
Last Modified:	25 Aug 2023 03:28
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/103162

Actions (login required)

View Item