Analisis Crashworthiness Rangka Gerbong Penumpang Kereta Cepat Indonesia Menggunakan Metode Elemen Hingga

Khakim, Muh Luqman (2025) Analisis Crashworthiness Rangka Gerbong Penumpang Kereta Cepat Indonesia Menggunakan Metode Elemen Hingga. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6007231004-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2027. Download (11MB) | Request a copy

Abstract

Terdapat dua sistem keselamatan pada kereta cepat yaitu sistem keselamatan aktif dan sistem keselamatan pasif. Sistem keselamatan aktif dipasang untuk antisipasi tabrakan pada kecepatan tinggi. Ketika laju kereta melambat hingga kecepatan tabrak yang aman, maka sistem keamanan pasif bekerja. Area bordes pada kereta penumpang merupakan salah satu bagian dari sistem keselamatan pasif. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi area bordes gerbong penumpang kereta cepat Indonesia akibat penggunaan ekstrusi aluminium sebagai rangka strukturnya, dengan mengacu pada standar EN 15227 / SNI 8826 dan CFR 238. Penelitian ini menyajikan studi numerik analisis crashworthiness menggunakan perangkat lunak ANSYS - LS DYNA. Terdapat 4 variasi desain konstruksi bordes yang diteliti. Variasi A sebagai base model menggunakan full ekstrusi aluminium mengacu pada desain belakang lokomotif kereta cepat PT INKA, dengan pertimbangan bahwa struktur ujung kereta trailer PT INKA sama dengan ujung belakang kereta lokomotif seperti kereta LRT Jabodebek dan kereta Makassar-Parepare. Sedangkan variasi B, variasi C, dan variasi D menggunakan kombinasi antara aluminium ekstrusi dan struktur rangka. Skenario tabrakan yang digunakan adalah tabrakan antara kereta dan dinding kaku dengan kecepatan tabrak yang diregulasikan oleh EN 15227 / SNI 8826 dan 49 CFR 238. Material yang digunakan adalah aluminium 6005A-T6 dengan model Johnson–Cook untuk mendefinisikan laju regangan tinggi. Hasil simulasi variasi A mengungkap bahwa struktur dengan konstruksi bordes full ekstrusi aluminium memiliki nilai perlambatan yang sangat tinggi dan tidak dapat memenuhi kriteria perlambatan EN 15227 / SNI 8826. Modifikasi model dilakukan dengan mengganti ekstrusi aluminium pada area bordes dengan struktur rangka. Kriteria crashworthiness EN 15227 / SNI 8826 dapat dicapai oleh variasi D. Simulasi crashworthiness dengan 4 konstruksi area bordes yang berbeda diharapkan dapat memberikan informasi yang penting bagi pabrikan dalam meningkatkan faktor keselamatan gerbong penumpang kereta cepat. Metode evaluasi perlambatan dengan meninjau nilai maksimum perlambatan pada moving average durasi tertentu dapat dijadikan pertimbangan mengingat kriteria akan lebih sulit tercapai dibanding dengan mengevaluasi rata-rata perlambatan selama waktu tabrakan. Metode tersebut masih belum diaplikasikan pada penelitian sejenis.
==================================================================================================================================
There are two safety systems installed on high-speed train, i.e. active safety system and passive safety system. Active safety system was installed to avoid the high-speed collision. Once the train speed slows down until the safety collision speed, passive safety system is working. The vestibule area of passenger train is a part of passive safety system. This study aimed to evaluate the vestibule area of Indonesian High-speed train trailer due to the use of aluminum extrusions as the structural frame, according to EN 15227 / SNI 8826 and 49 CFR 238 standards. This study presents a numerical study of crashworthiness analysis using ANSYS - LS DYNA software. There are four design variations of vestibule area structure that have been analyzed and discussed. Variation A as a base model used full aluminum extrusion referred to the end structure of HST locomotive like Jabodebek and Makassar-Parepare LRT. While variation B, variation C and variation D use a combination of aluminum extrusion and a structural beam. The collision scenario used was the collision between the train and the rigid wall with collision speed regulated by EN 15227 / SNI 8826 and 49 CFR 238. The material used was aluminum 6005A-T6 with Johnson-Cook model to define the high strain rate. The simulation result of variation A revealed that the structure with the vestibule area made from full aluminum extrusion has very high deceleration value and cannot meet the deceleration criteria of EN 15227 / SNI 8826. Model modification was done by changing the aluminum extrusion of the vestibule area with the structural beams. The crashworthiness criteria of EN 15227 / SNI 8826 can be fulfilled with variation D. The crashworthiness simulations with four different models aim to provide valuable insights for manufacturers in improving the safety factors of high-speed train passenger cars. The method of evaluating deceleration by examining the maximum value of deceleration on a moving average over a specific duration can be considered, as this criterion is more challenging to achieve compared to evaluating the mean deceleration during the collision. This method has not yet been applied in similar research.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Crashworthiness, High-speed Train, Aluminum extrusion, Vehicle safety, Occupant protection.
Subjects:	T Technology > TF Railroad engineering and operation T Technology > TF Railroad engineering and operation > TF240 Railway construction T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Muh Luqman Khakim
Date Deposited:	01 Feb 2025 04:28
Last Modified:	01 Feb 2025 04:28
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/117608

Actions (login required)

View Item