Analisis Respon Statis-Dinamis Dan Optimasi Topologi Struktur Swingarm Suspensi Monoshock Double Sided Pada Electric Tricycle Bike 1,5 Kw Menggunakan Metode Elemen Hingga

Sumbayak, Rayfritzgerald (2022) Analisis Respon Statis-Dinamis Dan Optimasi Topologi Struktur Swingarm Suspensi Monoshock Double Sided Pada Electric Tricycle Bike 1,5 Kw Menggunakan Metode Elemen Hingga. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111740000192_UndergraduateThesis_Rayfritzgerald.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2024. Download (1MB) | Request a copy

Abstract

Pada perkembangan zaman indsutri 5.0, teknologi di dunia transportasi sangatlah pesat. Kendaraan listrik merupakan salah satu contohnya dikarenakan dampak dari kendaraan BBM yaitu polusi. Selain itu, pemerintah Indonesia juga memberlakukan peraturan standar emisi Euro 4 untuk kendaraan bermotor melalui Peraturan Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan RI No. P.20/MENLHK/SETJEN/KUM.1/3/2017 tentang Baku Mutu Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Tipe Baru, dan melakukan terobosan melalui Peraturan Presiden No. 55 Tahun 2019 tentang Percepatan Program Kendaraan Bermotor Listrik Berbasis Baterai (Battery Electric Vehicle) untuk Transportasi Jalan. Salah satu tipe dari kendaraan listrik adalah electric tricycle bike. Salah satu komponen penting pada electric trike adalah swingarm. Dengan mengoptimasi desain swingarm akan berpengaruh dalam pengurangan massa electric tricycle. Karena masih kurangnya penelitian mengenai swingarm dan peran swingarm yang begitu penting maka dilakukan penilitian dan optimasi pada swingarm yang diharapkan menurunkan unsprung mass pada electric trike.
Pada penelitian tugas akhir ini akan dilakukan analisa statis-dinamis dan optimasi topologi dari swingarm untuk electric trike 1,5 KW. Desain awal swingarm dioptimasi dan divariasikan materialnya dengan tujuan penurunan berat. Material yang digunakan adalah Carbon Steel 1030 dan Aluminium Alloy 6061 T651. Penelitian ini menggunakan software ANSYS R2 2020 untuk melakukan pengujian static structural untuk pembebanan statis, modal analysis untuk mengetahui frekuensi natural dari material, dan random vibration untuk mengetahui efek dari pembebanan dinamis akibat eksitasi jalan berupa power spectral density (PSD). Nilai PSD didapat dari penggunaan software MATLAB Simulink menggunakan pemodelan dinamis setengah kendaraan dengan variasi kecepatan dan variasi kelas jalan. Untuk pembebanan dinamis, digunakan variasi kecepatan 15 km/jam sebagai minimum dan 60 km/jam sebagai kecepatan maksimum electric trike dan variasi kelas jalan yang digunakan yaitu kelas B dan C berdasarkan parameter ISO 8608.
Dari penelitian tugas akhir ini pada pengujian statis, model swingarm awal dengan material carbon steel 1030 memiliki stress maksimum sebesar 55,742 MPa dan deformasi sebesar 0,22517 mm. Model awal dengan material aluminium alloy 6061 T6 memiliki stress maksimum sebesar 54,764 MPa dan deformasi maksimum sebesar 0,69238 mm. Pada model optimasi dengan material carbon steel 1030 memiliki stress maksimum sebesar 104,35 MPa dan deformasi 0,6325 mm. Model optimasi dengan material aluminium alloy 6061 T6 memiliki stress maksimum sebesar 103,82 MPa dan deformasi maksimum sebesar 1,945 mm. Pada pengujian dinamis dengan random vibration, model swingarm awal memiliki deformasi dan stress maksimum pada kelas jalan C dengan kecepatan 60 km/jam. Pada design awal dan material carbon steel 1030 memiliki deformasi maksimum sebesar 0,84099 mm dan stress maksimum sebesar 171,2 MPa. Pada material aluminium alloy 6061 T6 memiliki deformasi maksimum sebesar 2,4071 mm dan stress maksimum sebesar 163,75 MPa. Pada model swingarm Optimasi memiliki deformasi dan stress maksimum pada kelas jalan C dengan kecepatan 60 km/jam. Pada material carbon steel 1030 memiliki deformasi maksimum sebesar 1,7908 mm dan stress maksimum sebesar 320 MPa. Pada material aluminium alloy 6061 T6 memiliki deformasi maksimum sebesar 2,9131 mm dan stress maksimum sebesar 244 MPa. Material carbon steel 1030 adalah bahan konstruksi terbaik dimana deformasi yang terjadi lebih kecil dibandingkan material aluminium alloy 6061 T6. Dari hasil pengujian statis dan dinamis dengan random vibration, material carbon steel adalah material yang paling cocok dengan defleksi, tegangan, safety factor, dan life cycle yang optimal untuk digunakan sebagai material swingarm
====================================================================================================
Technological developments in the world of transportation
are very fast in the industrial era 5.0. Electric vehicle is one
example due to the impact of fuel vehicles user, pollution.
Meanwhile, Indonesian government also enforce the Euro 4
emission standard regulations for vehicles through Minister of
Environment and Forestry regulation Indonesian Republic No.
P.20/MENLHK/SETJEN/KUM.1/3/2017 about quality standards
for exhaust gas emissions for new type of vehicles and commit a
breakthrough through Presidential Regulation No.55 of 2019
concerning to accelerate the electric vehicles based on battery for
road transportation. One type of electric vehicle is the electric
tricycle bike.one of the substantial in an electric trike is the
swingarm. By optimizing the swingarm design, it will reduce the
mass of the electric tricycle. Because the lack of research on the
swingarm and the important role of the swingarm, research and
optimization on the swingarm is needed which is expected to
reduce the un-sprung mass on electric tricycle bike.
In this final project, static-dynamic analysis and
optimization of swingarm for 1,5 KW electric tricycle bike will be
carried out. The first design of swingarm was optimized and the
material will be varied with the purpose of reducing weight.
Carbon Steel 1030 dan Aluminum Alloy 6061 T651 are the
viii
materials. This final project uses ANSYS R2 2020 software to
perform static structural test for static loads, modal analysis to
determine the natural frequency of the material, and random
vibration to determine the effect of dynamic loads due to road
excitation in the form of power spectral density (PSD). The value
of PSD is obtained by using MATLAB Simulink using dynamic halfvehicle
modeling with speed variations and variations in road
classes. For dynamic loads, speed variation, 15 km/h and 60 km/h
are used as minimum and maximum speed for electric tricycle bike
and the variations in the road class used are B and C class based
on ISO 8608.
From this final project research on static testing, the first
swingarm design with carbon steel 1030 material has a maximum
of stress for 55,742 MPa and deformation for 0,22517 mm. The
first design with aluminum alloy 6061 T6 has a maximum of stress
for 54,764 MPa and maximum deformation for 0,69238 mm. For
the optimized design with carbon steel 1030 material has a
maximum stress for 104,35 MPa and maximum deformation for
0,6325 mm. The optimized design with aluminum alloy 6061 T6
material has a maximum stress for 103,82 MPa and maximum
deformation for 1,945 mm. On dynamic test with random vibration,
the first swingarm design has deformation and stress maximum in
road class C with 60 km/h speed variation. The first swingarm
design with carbon steel 1030 material has a maximum
deformation for 0,84099 mm and a maximum stress for 171,2 MPa.
For aluminum alloy 6061 T6 material has a maximum deformation
for 2,4071 mm and a maximum stress for 163,75 MPa. The
optimized swingarm design has deformation and stress maximum
in C road class with 60 km/h speed variation. The optimized design
with carbon steel 1030 material has amount maximum deformation
of 1,7908 mm and maximum stress of 320 MPa. For aluminum
alloy 6061 T6 material has a maximum deformation for 2,9131 mm
and maximum of stress for 244 MPa. Carbon steel 1030 is the best
construction material where the deformation is smaller than that
of aluminum alloy 6061 T6. From the results of static and dynamic
ix
testing with random vibration, carbon steel material is the most
suitable material with optimal deflection, stress, safety factor, and
life cycle to be used as a swingarm material.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Swingarm, Electric Trike, Beban Statis, Beban Dinamis, Analisa Struktur, Aluminium Alloy 6061 T6, Carbon Steel 1030Static Loads, Dynamic Loads, Structur Analysis.
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA355 Vibration. T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery T Technology > TL Motor vehicles. Aeronautics. Astronautics > TL448 Electric motorcycles T Technology > TS Manufactures > TS171 Product design
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Rayfritzgerald Sumbayak
Date Deposited:	16 Feb 2022 09:00
Last Modified:	02 Nov 2022 03:55
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/94034

Actions (login required)

View Item