Analisis Kekuatan Pelek Hubless Sepeda Listrik ITS pada Pembebanan Dinamis dengan Metode Finite Element Method

Muis, Edward Ivander (2023) Analisis Kekuatan Pelek Hubless Sepeda Listrik ITS pada Pembebanan Dinamis dengan Metode Finite Element Method. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111940000119-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Roda adalah komponen utama dari suatu kendaraan. Roda umumnya terdiri dari ban dan pelek. Untuk pelek sendiri ada 2 jenis, yaitu pelek jenis palang dan pelek jenis ruji. Untuk sepeda umumnya dipakai pelek jenis ruji, namun ruji ini mudah terdeformasi ketika terkena tegangan dari beban yang diterima. Oleh karena itu diusulkan pelek hubless, pelek ini diuji kelayakannya pada penelitian kali ini untuk dipakai pada Sepeda Listrik ITS. Adapun pengujian yang dilakukan pada penelitian ini adalah roda belakang dari Sepeda Listrik ITS ini diberi kecepatan sampai melewati sebuah speed bump dengan ukuran sesuai dengan PM 14 Tahun 2021. Dan menurut PM 45 Tahun 2020, kecepatan maksimal dari sepeda listrik adalah 25 km/jam. Penelitian ini dilakukan dengan memvariasikan tebal pelek (14,5 mm, 17 mm, & 20 mm), lebar pelek (23 mm, 25 mm, & 27 mm), serta material pelek (AL 5052, AL 6061, & AISI 1010). Pemodelan dari variasi ini menggunakan software Solidworks dan simulai FEM menggunakan software ANSYS Explicit Dynamic. Pada ANSYS dilakukan meshing dengan metode tetrahedron ukuran 12 mm. Untuk material dari ban di assign natural rubber, internal gear AL 6061 dan jalan menggunakan concrete. Boundary yang digunakan berupa kecepatan angular 20,5 rad/s, fixed support, force 785 N dan remote displacement untuk menentukan arah sumbu kecepatan angular dan kecepatan translasi yang diperbolehkan. Simulasi ini dilkakukan untuk end time 0,15 s Penelitian ini mencari nilai tegangan dan safety factor maksimal yang terjadi pada pelek. Setelah simulasi dilakukan didapatkan nilai tegangan dari seluruh variasi berturut-turut dari variasi 1 sebesar 55,314 MPa; 46,681 MPa; 44,986 MPa; 33,47 MPa; 27,995 MPa; 54,225 MPa; dan 25,82 MPa. Dari nilai tegangan tersebut, dihitung nilai safety factor dari tiap variasi dengan membandingkan nilai embandingkan nilai yield stress dari material yang dipakai pada variasi tersebut dengan tegangan yang terjadi dari hasil simulasi. Safety factor dari variasi 1 berturut-turut nilainya sebesar 4,99; 5,91; 6,14; 8,25; 9,85; 4,44; 11,81. Semua variasi ini sudah tergolong aman karena safety factornya mempunyai nilai diatas 4. Untuk setiap penambahan tebal & lebar, tegangan yang terjadi semakin kecil, namun ada kerugian bahwa terjadi penambahan massa pelek juga. Oleh sebab itu, bisa disimpulkan tebal pelek yang paling baik 14,5 mm, lebar pelek terbaik 23 mm dan material pelek terbaik AL 6061.
=================================================================================================================================
Wheels are the main component of a vehicle. Wheels generally consist of tires and rims. There are 2 types of rims, namely crossbar rims and spoke rims. For bicycles, spoked rims are generally used, but these spokes are easily deformed when subjected to stress from the received load. Therefore, a hubless rim is proposed, which is tested for its feasibility in this study to be used on ITS Electric Bikes. The tests carried out in this study were that the rear wheels of the ITS Electric Bike was given speed until they passed a speed bump with the size according to PM 14 of 2021. And according to PM 45 of 2020, the maximum speed of an electric bicycle is 25 km/hour. This research was conducted by varying the rim thickness (14.5 mm, 17 mm, & 20 mm), rim width (23 mm, 25 mm, & 27 mm), and rim material (AL 5052, AL 6061, & AISI 1010). Modeling of this variation uses Solidworks software and FEM simulation uses ANSYS Explicit Dynamic software. In ANSYS, meshing was carried out using the 12 mm tetrahedron method. For the material from the tires, natural rubber is assigned, internal gear AL 6061, and roads use concrete. The boundaries used are 20.5 rad/s angular velocity, fixed support, 785 N force, and remote displacement to determine the allowable direction of the angular velocity axis and translation speed. This simulation is carried out for an end time of 0.15 s. This study seeks the maximum stress and safety factor values on the rim. After the simulation is carried out, the stress values of all successive variations from variation 1 are 55.314 MPa; 46.681 MPa; 44.986 MPa; 33.47 MPa; 27.995 MPa; 54.225 MPa; and 25.82 MPa. From these stress values, the safety factor value of each variation is calculated by comparing the yield stress value of the material used in that variation with the stress that occurs from the simulation results. The safety factor of variation 1 is 4.99; 5.91; 6,14; 8.25; 9.85; 4.44; 11.81. All of these variations are classified as safe because the safety factor has a value above 4. For each addition in thickness & width, the stress that occurs is getting smaller, but there is a disadvantage is that there is an addition in rim mass as well. Therefore, it can be concluded that the best rim thickness is 14.5 mm, the best rim width is 23 mm and the best rim material is AL 6061.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Bike, Hubless, Rim, Safety Factor, Stress, Hubless, Pelek, Sepeda, Tegangan
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA347 Finite Element Method
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Edward Ivander Muis
Date Deposited:	11 Sep 2023 01:50
Last Modified:	11 Sep 2023 01:50
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/102174

Actions (login required)

View Item