Analisa Optimasi Topologi Bellcrank Pada Mobil Formula Student Nogogeni Its Team Menggunakan Software Berbasis Metode Elemen Hingga

Firmansyah, Mohammad (2021) Analisa Optimasi Topologi Bellcrank Pada Mobil Formula Student Nogogeni Its Team Menggunakan Software Berbasis Metode Elemen Hingga. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 10211710010122_Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2023. Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Nogogeni ITS Team untuk pertama kalinya berpartisipasi pada Formula Society Automotive of Engineers Australasia (FSAE-A) secara daring dengan kategori static event. Salah satu aspek penting dari kendaraan yang sangat menentukan performa ketika berada di lintasan balap adalah stabilitas kendaraan, baik saat berjalan lurus atau sedang berbelok. Suspensi merupakan hal terpenting dalam menunjang stabilitas sebuah kendaraan selain chassis, roda, sistem kemudi, dan sistem pengereman. Suspensi memiliki berbagai tipe geometri dan pada mobil Formula Student Nogogeni ITS Team ini menerapkan tipe suspensi un-equal length a-arm suspension. Pada susunan sistem suspensi ini terdapat salah satu komponen yang memiliki peranan penting yaitu bellcrank yang berfungsi mengkonversi gerak translasi dari suatu objek ke dalam gerak translasi dari objek lain yang beroperasi pada sudut yang berbeda. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui tegangan, deformasi total, dan nilai faktor keamanan pada Bellcrank yang didesain oleh Nogogeni ITS Team, kemudian mengetahui tegangan, deformasi total, dan faktor kemanan pada geometri Bellcrank yang dilakukan Optimasi Topologi, dan terakhir mengeluarkan rekomendasi desain Bellcrank untuk mobil Formula Student Nogogeni ITS.
Tahapan pada penelitian ini terdiri dari 2 tahap yaitu metode perhitungan manual dan metode simulasi numerik menggunakan software metode elemen hingga. Variasi yang digunakan ialah perbandingan material dan menggunakan nilai tegangan yang diijinkan pada Bellcrank (Maximum Global Von-Mises Stress) dan nilai tegangan ini dilandaskan pada batas nilai faktor keamanan yang digunakan pada Bellcrank seperti yang dikatakan dalam buku ajar Mechine Design karya V.B Bhandari sehingga dijadikan acuan untuk pengambilan nilai faktor keamanan pada Bellcrank. Dari variasi tersebut akan dikeluarkan hasil pada metode simulasi dan metode perhitungan manual sebagai cara untuk mengetahui selisih tegangan yang terdapat pada Bellcrank.
Berdasarkan penelitian ini pada geometri Bellcrank Existing (Desain 1) didapatkan nilai tegangan Von-Mises sebesar 23,127 MPa, nilai deformasi total sebesar 0.0011838 mm dengan menggunakan material Al7075-T6 dan 0.01232 dengan menggunakan material Al6061, dan memiliki faktor keamanan sebesar 15 atau maksimum dengan menggunakan material Al7075-T6 jika dilihat pada software metode elemen hingga dan memiliki nilai faktor kemanan sebesar 11,934 dengan menggunakan material Al6061. Dan pada desain 2 didapatkan tegangan Von-mises sebesar 58,215 MPa, nilai deformasi total sebesar 0,0033866 mm dengan menggunakan material Al7075-T6, dan 0,035245 mm dengan menggunakan material Al6061, dan memiliki nilai faktor kemanan sebesar 8,6404 dengan menggunakan material Al7075-T6 dan 4,741 dengan menggunakan material Al6061. Dan dikeluarkan desain rekomendasi Bellcrank ialah desain 4 menggunakan material Al6061 dengan reduksi massa sebesar 40,85%.
================================================================================================
The Nogogeni ITS Team for the first time participated in the Formula Society Automotive of Engineers Australasia (FSAE-A) online with the static event category. One of the important aspects of a vehicle that greatly determines performance when on a race track is the stability of the vehicle, whether it is going straight or turning. Suspension is the most important thing in supporting the stability of a vehicle in addition to the chassis, wheels, steering system, and braking system. The suspension has various types of geometry and the Formula Student Nogogeni ITS Team car applies the type of un-equal length a-arm suspension. In the arrangement of this suspension system there is one component that has an important role, namely the bell crank which functions to convert the translational motion of an object into the translational motion of another object operating at a different angle. This study aims to determine the stress, total deformation, and the value of the safety factor on the Bellcrank designed by the Nogogeni ITS Team, then determine the stress, total deformation, and safety factor on the Bellcrank geometry carried out by Topological Optimization, and finally issue a Bellcrank design recommendation for Nogogeni ITS Formula Car.
The stages in this research consist of 2 stages, namely the manual calculation method and the numerical simulation method using finite element method software. The variation used is the material comparison and uses the allowable stress value on the Bellcrank (Maximum Global Von-Mises Stress) and this stress value is based on the limit of the safety factor value used on the Bellcrank as stated in the Mechine Design textbook by VB Bhandari so that it is used as a reference for taking the value of the safety factor on the Bellcrank. From these variations, the results of the simulation method and the manual calculation method will be issued as a way to determine the difference in voltage contained in the Bell crank.
Based on this research on the Bellcrank Existing geometry (Design 1), the Von-Mises stress value is 23,127 MPa, the total deformation value is 0.0011838 mm using Al7075-T6 material and 0.01232 mm using Al6061 material, and has a safety factor of 15 or maximum by using material Al7075-T6 when viewed on the finite element method software and has a safety factor value of 11,934 using Al6061 material. And in design 2, the Von-mises stress is 58.215 MPa, the total deformation value is 0.0033866 mm using Al7075-T6 material, and 0.035245 mm using Al6061 material, and has a safety factor value of 8.6404 using the Al7075-T6 and 4.741 using Al6061 material. And the Bellcrank recommendation design is design 4 using Al6061 material with a mass reduction of 40.85%.

Item Type:	Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords:	Bellcrank, Suspensi, Optimasi Topologi, meshing, Maximum Global Von-mises Stress, Elemen Hingga
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA174 Computer-aided design. T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ230 Machine design
Divisions:	Faculty of Vocational > Mechanical Industrial Engineering (D4)
Depositing User:	Mohammad Firmansyah
Date Deposited:	13 Aug 2021 02:41
Last Modified:	13 Aug 2021 02:41
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/85779

Actions (login required)

View Item