Desain Dan Analisis Respon Statis-Dinamis Rims Pada In Wheel Motor (IWM1,5 Kilowatt Untuk Skuter Listrik Menggunakan Metode Elemen Hingga

Pratama, Izzul Fattah Aji (2021) Desain Dan Analisis Respon Statis-Dinamis Rims Pada In Wheel Motor (IWM1,5 Kilowatt Untuk Skuter Listrik Menggunakan Metode Elemen Hingga. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

	Text TA Izzul Fattah Aji Pratama.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2023. Download (4MB) | Request a copy
	Text TA Izzul Fattah Aji Pratama.pdf Restricted to Repository staff only Download (4MB) | Request a copy
	Text TA Izzul Fattah Aji Pratama.pdf Restricted to Repository staff only Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Pelek atau rims merupakan komponen yang terdapat pada kendaraan baik roda dua atau empat yang berfungsi sebagai tempat menempelnya ban dan penopang dari beban yang bekerja pada kendaraan tersebut. Pada umumnya komponen rims bagian belakang yang beredar di pasaran saat ini khususnya pada kendaraan roda dua, dihubungkan dengan sebuah poros yang langsung tersambung dengan mesin. Namun untuk jenis kendaraan roda dua berpenggerak motor BLDC (Brushless Direct Current) atau yang lumrah disebut sebagai skuter listrik, desain rims akan sedikit berbeda dibanding rims konvensional khususnya jika skuter tersebut menggunakan penggerak dengan jenis IWM (In-Wheel Motor) yang terkopel dengan rims.
Penelitian tugas akhir ini berfokus terhadap design dari komponen rims dan memilih jenis material yang tepat dan mudah didapat. Setelah proses desain selesai kemudian dilakukan simulasi terhadap pembebanan statis dan dinamis menggunakan metode finite element dengan bantuan software ANSYS 2019. Untuk pembebanan statis dilakukan analisa static structural dengan mengasumsikan rims menerima beban maksimal berupa berat skuter dan dua orang penumpang. Pada pembebanan dinamis dilakukan analisa modal untuk menentukan frekuensi natural rims yang terkopel dengan In wheel motor (IWM) lalu dilanjutkan dengan analisa harmonic reponse dengan memberikan input berupa variasi massa unbalans pada rims sebesar 0,03 kg, 0,04 kg, dan 0,05 kg serta input akibat base excitation dari kontur jalan untuk melihat respon getaran berupa defleksi terhadap frekuensi serta stress yang diterima.
Dari hasil simulasi didapatkan nilai deformasi sebesar 0,02 mm pada rims Al-6061 dan 0,04 mm pada rims magnesium alloy ketika diberikan pembebanan statis. Sedangkan nilai tegangan ekivalen maksimal yang didapatkan sama yaitu 29,842 MPa. Pada simulasi modal analysis, didapat tiga mode shape dari masing-masing material rims, dengan frekuensi natural terendah sebesar 365,84 Hz untuk rims Al-6061 dan 398,77 Hz pada rims magnesium alloy. Pada uji pembebanan dinamis, ketika rims melaju di kondisi jalan dengan standar International Roughness Index (IRI) tipe 6 pada kecepatan 40 km/jam (8 Hz), nilai tegangan ekivalen yang didapatkan adalah sebesar 51,3 MPa dan 47,9 MPa untuk rims dengan jenis material Al-6061 dan magnesium alloy. Sedangkan defleksi yang terjadi untuk kedua jenis material adalah sebesar 30 mm. Untuk uji pembebanan dinamis yang berikutnya dengan pemberian variasi massa unbalans pada rims berdasarkan standar ISO 1940-1 ketika roda berputar di 500 rpm, didapatkan nilai tegangan ekivalen maksimal sebesar 2,37 MPa pada pada jenis material Al-6061 dan magnesium alloy. Dari berbagai pengujian tersebut, didapat nilai safety factor (SF) lebih besar dari satu, sehingga dapat dikategorikan desain sudah aman ketika melalui pembebanan statis dan dinamis
======================================================================================================
Rims are components found on two- or four-wheeled vehicles that function as a place for tires to attach and support the load acting on the vehicle. In general, the rear rims components on the market today, especially on two-wheeled vehicles, are connected to an axle that is directly connected to the engine. However, for the type of two-wheeled vehicle driven by a BLDC (Brushless Direct Current) motor, commonly referred to as an electric scooter, the rim's design will be slightly different from conventional rims. The electric scooter uses an IWM (In-Wheel Motor) drivetrain system.
This final project research focuses on designing the rims components and choosing the right type of material and easy to get. After the design process is complete, a simulation of static and dynamic loading is carried out using the finite element method with the help of the ANSYS 2019 software. For static loading, a static structural analysis is carried out assuming the rims receive the maximum load in the form of the weight of the scooter and two passengers. In dynamic loading, modal analysis is carried out to determine the natural frequency of the rims coupled to the In-wheel motor (IWM) and then proceed with harmonic response analysis by providing input in the form of variations in the unbalance mass on the rims of 0.03 kg, 0.04 kg, and 0.05 kg and input due to base excitation from road contours using International Roughness Index (IRI) type 6 road standards to see the vibration response in the form of deflection to the frequency and stress received.
The simulation results obtained deformation values of 0.02 mm on Al-6061 rims and 0.04 mm on magnesium alloy rims when given static loading. While the maximum equivalent stress value obtained is the same, namely 29.842 MPa. In the modal analysis simulation, three modes of shape were obtained from each rims material, with the lowest natural frequency of 365.84 Hz for Al-6061 rims and 398.77 Hz on magnesium alloy rims. In the dynamic loading test, when the rims drive-in road conditions with the International Roughness Index (IRI) type 6 standard at a speed of 40 km/hour (8 Hz), the equivalent stress values obtained are 51.3 MPa and 47.9 MPa for the rims. With the type of material Al-6061 and magnesium alloy. At the same time, the deflection that occurs for both types of material is 30 mm. For the next dynamic loading test, by giving unbalance mass variations on the rims based on the ISO 1940-1 standard when the wheel rotates at 500 rpm, the maximum equivalent stress value is 2.37 MPa on the type of material Al-6061 and magnesium alloy. From these various tests, the safety factor (SF) value is more significant than one, so that it can be categorized as a safe design when going through static and dynamic loading.

Item Type:	Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords:	Rims, Massa Unbalans, Frekuensi Natural, Harmonic Response, Modal Analysis, Static Structural Analysis, Unbalanced Mass, Natural Frequency
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA347 Finite Element Method T Technology > TL Motor vehicles. Aeronautics. Astronautics > TL270 Automobiles--Wheels--Alignment. T Technology > TL Motor vehicles. Aeronautics. Astronautics > TL448 Electric motorcycles
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Izzul Fattah Aji Pratama
Date Deposited:	02 Aug 2021 02:08
Last Modified:	02 Aug 2021 02:08
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/84663

Actions (login required)

View Item