Analisis Pengaruh Radius Fillet Interface terhadap Tegangan pada Simulasi Mechanical dan Thermomechanical untuk Roda S1002 pada Kereta Api Cepat

Wahidin, Fajri (2020) Analisis Pengaruh Radius Fillet Interface terhadap Tegangan pada Simulasi Mechanical dan Thermomechanical untuk Roda S1002 pada Kereta Api Cepat. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img] Text
02111640000189-Undergraduate_Theses.pdf
Restricted to Repository staff only

Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Saat ini transportasi di Indonesia semakin berkembang, pemilik kendaraan pribadi semakin banyak. Masyarakat dapat pergi dengan bebas untuk memenuhi kebutuhannya. Namun yang menjadi masalah jika kebutuhan masyarakat tersebut di tempat yang relatif sama dan di waktu yang sama. Kemacetan sulit untuk dihindarkan. Kereta api sebagai transportasi massal dapat diajukan sebagai solusi. Selain menghindarkan dari kemacetan, kereta api juga berperan dalam penghematan bahan bakar. Pada dasarnya kereta api dibagi menjadi tiga tipe yaitu low speed train dengan batas kecepatan maksimum 80 km/jam, medium speed train dengan kecepatan maksimum 160 km/jam, dan high speed train dengan kecepatan diatas 200 km/jam. Salah satu komponen utama pada kereta adalah roda dan berdasarkan konstruksinya roda kereta api dibagi menjadi tiga tipe profil yaitu pertama adalah tyred wheel dimana tyre, disk, dan hub dapat dibongkar pasang, kedua adalah solid wheel dimana tyre, disk, dan hub ini menyatu, dan ketiga adalah assembly wheel yang menggabungkan material dan menambahkan material yang ulet seperti karet pada komposisi roda. Tahapan pada penelitian ini terdiri dari proses pemodelan roda kereta S1002 passenger, dan dilakukan simulasi menggunakan sistem numeric. Dengan menggunakan software elemen hingga yang meliputi pendefinisian model, meshing, set up constaint dimana beban yang diberikan adalah beban kereta cepat. Dianjut menganalisa hasil tegangan yang timbul pada variasi kondisi seperti trek lurus, berbelok, crossing dan kondisi pengereman berdasarkan standara EN 13979. Lalu dilakukan modifikasi dimensi profil roda untuk mengetahui pengaruh modifikasi dimensi profil pada desain rodanya yaitu pada bagian radius fillet interface terhadap nilai tegangannya. Pemodelan dilakukan menggunakan software ANSYS transient structural dan multiple system dimana variasi kondisi tersebut diwakilkan oleh pemberian gaya dan daya pada roda. Dari hasil penelitian ini didapatkan kesimpulan bahwa roda kereta S1002 dengan diameter 920 mm yang diberikan material R7T dengan beban kereta cepat yang memiliki beban gandar sebesar 17 ton tidak lolos dalam beberapa kriteria penerimaan roda berdasarkan standar EN 13979. Pada aspek mechanical tidak lolos untuk kondisi trek belok dengan dihasilkan nilai tegangan geser maksimum sebesar 290,55 Mpa. Pada aspek thermomechanical tidak lolos untuk rata-rata nilai residual stress pada tiga sektor dengan dihasilkan nilai sebesar 201,14 Mpa. Diketahui juga dari hasil modifikasi variasi radius fillet interface memiliki trendline yang terus menurun seperti pada penelitian P. Vinod. Walaupun hasil penelitian P. vinod cenderung lebih linear untuk grafik hasil modifikasinya. ===================================================================== Nowadays, transportation system in Indonesia is starting to more and more developes, people who own private vehicle are increasing day by day. People could go freely to fulfill their owh need. But what has become the problem is if their need is at the same place and time, a traffic jam cannot be avoided. Train as a mean of mass transportation system could be the solution to all of that. Beside to avoid a traffic jam, train could also be used as a way to save fuel. Basically train can be divided into three types which is the low speed train with a maximum speed of 80 km/hour, the medium speed train which has a maximum speed of 160 km/hour, and the last is the high speed train which has speed more than 200 km/hour. One of the component that make up a train is wheel and based on it construction, train wheel is divided into three types of profile. The first type is what we call tyred wheel which has tyre, disk, and hub that can be disassemble and assemble. The second type is the solid wheel which has tyre, disk, and hub that is merges as one part. The third type is the assembly wheel which almost like the first type but it also combines a resilient material to its composition like a rubber. The step that is taken on this research consist of the creating process of the S1002 passenger train wheel model and then performing simulation using numerical system with a finite element software that encompass modeling definition, meshing, setting up the constraint which the load will be given is the load of high speed train and analyzing the stress resulted from various condition based on the EN 13979 standard like straight, curving, crossing and braking. Then doing modification to the wheel profile dimension on the interface fillet radius to find out its effect on the resulted stresses, the modeling is done using the software ANSYS transient structural and multiple system in which the various condition is represented using forces and power on the wheel. From the result of this research, it can be concluded that the S1002 railway wheel with a diameter of 920 mm which is given a material of R7T steel under the high speed train loading with a maximum axle load of 17 ton is fail to pass in some criterias of the EN 13979 standard. Such as in the mechanical aspect, the wheel does not pass the standard for the loading on a curved track with a maximum shear stress simulation result of 290,55 Mpa. As for the thermomechanical aspect, on the average value of residual stress for 3 radial sector measurement yield a result of 201,14 Mpa. It is also known that the modification of the radius fillet interface has a trendline that keep decreasing which is the same as the result of P. Vinod’s research although the trend tend to be more linear in P. Vinod’s research.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords: Finite Element, High Speed Train, Stress, Wheel.
Subjects: T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA169.5 Failure analysis
T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA347 Finite Element Method
T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA645 Structural analysis (Engineering)
T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ230 Machine design
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User: Fajri Wahidin
Date Deposited: 24 Aug 2020 01:50
Last Modified: 24 Aug 2020 01:50
URI: http://repository.its.ac.id/id/eprint/80400

Actions (login required)

View Item View Item