Maustofah, Gani (2017) Aplikasi Komposit Fiber Carbon-Epoxy Pada Driveshaft Kendaraan Roda Empat Dengan Variasi Jumlah Layer Dan Arah Fiber Carbon. Undergraduate thesis, InstitutTeknologi SepuluhNopember.
Preview |
Text
2112100054-Undergraduate_Theses.pdf - Published Version Download (3MB) | Preview |
Abstract
Driveshaft merupakan bagian yang berfungsi untuk meneruskan putaran mesin ke penggerak roda dari sebuah kendaraan roda empat. Sampai saat ini driveshaft yang umum beredar adalah driveshaft dengan material steel (4130) dan desain silinder pejal. Material tersebut akan cenderung membuat driveshaft menjadi berat. Fiber carbon – epoxy merupakan material yang memiliki densitas jauh lebih rendah dan kekuatan yang jauh lebih tinggi dari steel (4130). Oleh karena hal tersebut, Fiber carbon – epoxy dapat digunakan untuk menggantikan material steel (4130) sebagai driveshaft untuk mengurangi berat driveshaft. Untuk mencapai kekuatan dan berat yang optimal dibutuhkan konfigurasi untuk mengoptimalkan driveshaft. Konfigurasi yang digunakan adalah jumlah layer dan orientasi sudut carbon fiber.
Penelitian kali ini dilakukan dengan pengujian spesimen yang terbuat dari carbon fiber TC35-12K – epoxy dan desain hollow dengan mensimulasikannya kedalam software finite element. Dilakukan pembuatan model spesimen dengan diameter 22,4 mm dan panjang 397,84 mm. Kemudian dilakukan simulasi uji torsi dengan diberi momen 141 Nm. Dalam pembuatan spesimen ini dilakukan variasi sudut dan jumlah layer untuk menemukan konfigurasi optimal. Kemudian dilakukan proses eksperimen untuk konfigurasi yang optimal. Proses eksperimen terdiri dari proses pembuatan dan pengujian driveshaft.
Dari hasil simulasi didapatklan konfigurasi yang optimal adalah orientasi sudut 450 dan 5 layer carbon fiber TC35-12K. Nilai dari tiap parameter yang didapatkan dari proses simulasi konfigurasi optimal ini adalah 1.505 mm untuk total deformation, 297.51 Mpa untuk equivalent strees, dan 0.0027 mm/mm untuk equivalent elastic strain. Sedangkan nilai untuk parameter kegagalan tsai-hill didapatkan untuk layer 1 0.125, layer 2 0.125, layer 3 0.125, layer 4 0.25 diujung dan 0.5 ditengah, dan layer 5 0.625. Nilai dari masing-masing parameter diketahui masih dalam kondisi aman. Konfigurasi yang optimal tersebut menghasilkan driveshaft dengan proses ekperimen, dan setelah diuji torsi hasilnya masih menunjukkan tidak ada kegagalan.
==================================================================================================================
Driveshaft is the part of four wheel vehicle which used to transfer the power from engine to the wheel. Nowadays, driveshaft still use the steel (4130) material, so the driveshaft has the heavy weight. There was an alternative that can make the driveshaft lighter than before. The alternative is about replacing material. Steel (4130) can be replaced by fiber carbon-epoxy material. To optimize the fiber carbon – epoxy material, we can use the optimal parameter. The parameter is angle orientation of fiber carbon and the total layer of fiber carbon.
First step of this research is making the model design of the steel (4130) driveshaft and the model of fiber carbon-epoxy driveshaft. After that, the models were simulated with the finite element analysis software. Then, the parameters was determined for the best result. The result of the simulation is used to doing the experiment. In the experiment step, there are two sub-step. First, the product is created. The second is the product is tested with the torsional testing.
Simulation process is produced the optimal configuration of fiber carbon – epoxy driveshaft. There are four categories from the configuration. There were total deformation, equivalent stress, equivalent elastic strain, and tsai-hill failure. The total deformation is 1.505 mm. The equivalent stress is 297.51 MPa. The equivalent elastic strain is 0.0027 mm/mm. Tsai hill failure is 0.125 for layer 1, 0.125 for layer 2, 0.125 for layer 3, 0.25 at the end and 0.5 at the middle of layer 4, and 0.625 for layer 5. These categories values is still in the safe zone. So the simulation process is success. The result of simulation is produced the driveshaft product from experiment process. After the torsion testing, the fiber carbon-epoxy driveshaft still have no failure (safe).
| Item Type: | Thesis (Undergraduate) |
|---|---|
| Uncontrolled Keywords: | driveshaft, fiber carbon – epoxy, uji torsi |
| Subjects: | T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA418.9 Composite materials. Laminated materials. |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis |
| Depositing User: | - GANI MAUSTOFAH |
| Date Deposited: | 05 Apr 2017 02:30 |
| Last Modified: | 06 Mar 2019 03:22 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/2811 |
Actions (login required)
 |
View Item |