Desain Dan Pemodelan Dinamis Single Sided Hollow Shaft In Wheel Hub Bldc Motor 2KW Melalui Pembebanan Statis Dan Dinamis Dengan Menggunakan Metode Elemen Hingga

Fayrus, Muhammad (2021) Desain Dan Pemodelan Dinamis Single Sided Hollow Shaft In Wheel Hub Bldc Motor 2KW Melalui Pembebanan Statis Dan Dinamis Dengan Menggunakan Metode Elemen Hingga. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

	Text 02111740000034_Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2023. Download (4MB) | Request a copy
	Text 02111740000034_Undergraduate_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Kondisi udara yang kian memburuk terutama akibat dari kendaraan bermotor membuat banyak perusahaan otomotif mulai mengembangkan kendaraan bertenaga listrik. Salah satunya yang banyak dijumpai di perkotaan adalah electric scooter. Dalam mendesain E-Scooter banyak komponen yang harus diperhatikan, salah satunya adalah hollow shaft pada in wheel hub motor yang terdapat pada roda belakang. Hollow shaft pada roda belakang menerima pembebanan statis akibat dari berat kendaraan, pengendara dan penumpang, dan juga pembebanan dinamis akibat dari kondisi permukaan jalan dan kecepatan yang berbeda-beda. Penelitian ini dilakukan untuk menganalisa deformasi dan tegangan von misses yang terjadi pada hollow shaft in wheel motor.
Pada penelitian tugas akhir ini dilakukan sebuah studi simulasi dengan menggunakan software ANSYS static structural,modal dan random vibration untuk analisa struktur single sided hollow shaft akibat pembebanan statis dan dinamis. Beban statis yang diterima hollow shaft berupa berat kendaraan 60 kg, serta berat pengendara dan penumpang masing-masing 75 kg. Untuk mendapatkan beban dinamis dilakukan simulasi setengah kendaraan pada MATLAB sehingga didapatkan beban dinamis berupa Power Spectral Density (PSD). PSD mewakili intensitas getaran rata-rata yang terjadi pada Hollow shaft E-Scooter sebagai fungsi frekuensi. Variasi input pembebanan dinamis yang dilakukan pada kecepatan 40 km/jam, 60 km/jam dan 80km/jam pada setiap kelas jalan A, kelas jalan B dan kelas jalan C sesuai dengan standar ISO 8608 Mechanical vibration, road surface profiles. Reporting of Measured Data. Material yang diagunkan pada hollow shaft E-Scooter adalah AISI 1035 dan AISI 1040. Hasil dari analisa pada penelitian ini berupa deformasi dan tegangan von misses pada hollow shaft, sehingga diketahui material yang idela untuk single sided hollow shaft berdasarkan nilai safety factor dibatas aman.
Dari tugas akhir ini, hasil yang didapatkan adalah deformasi maksimal akibat beban statis pada material AISI 1035 sebesar 0,001427 mm nilai ini sedikit lebih besar dibandingkan dengan material AISI 1040 sebesar 0,001398 sedangkan stress yang terjadi pada kedua material sama sebesar 35,34 Mpa. Deformasi dan stress maksimum yang terjadi pada single sided hollow shaft akibat beban dinamis yang diterima terjadi ketika kendaraan melaju pada jalan kelas C dengan kecepatan 80 km/jam. Nilai deformasi dan stress maksimum pada material AISI 1035 sebesar 0,017468 mm, 393,35 Mpa. Pada material AISI 1040 memiliki nilai deformasi dan stress maksimum yang lebih kecil sebesar 0,015223 mm, 352,16 Mpa. Nilai deformasi dan stress terkecil terjadi pada kecepatan 40 km/jam pada jalan kelas A sebesar 0,001631 mm, 47,07 Mpa pada material AISI 1035 dan 0,001610 mm, 46,90 Mpa. Deformasi dan stress pada pembebanan dinamis sangat dipengaruhi oleh kecepatan kendaraan dan juga kondisi dari permukaan jalan yang dilalui. Semakin besar kecepatan dan kondisi jalan semakin buruk maka beban yang di terima shaft akan semakin besar sehingga deformasi dan stress yang terjadi juga akan semakin besar. Perbedaan nilai deformasi dan stress antara kedua material disebabkan oleh struktur penyusun dari material tersebut. Pada material AISI 1040 memiliki jumlah atom karbon yang lebih banyak di bandingkan material AISI 1035 sehingga menyebabkan deformasi dan stress yang terjadi lebih kecil dibandingkan AISI 1035. Material AISI 1040 sudah aman untuk digunakan dikarenakan memiliki nilai safety factor yang lebih besar dari 1,25 sehingga model yang dibuat tidak akan rusak ketika menerima beban dinamis seperti yang disimulasikan
=====================================================================================================
Deteriorating air conditions, mainly due to motorized vehicles, have prompted many automotive companies to start developing electric-powered vehicles. One of them that is often found in urban areas is an electric scooter. In designing the E-Scooter, many components must be considered, one of which is the hollow shaft on the wheel hub motor located on the rear wheel. The hollow shaft on the rear wheel receives static loading due to the weight of the vehicle, driver, and passenger, as well as dynamic loading due to different road surface conditions and speeds. This research was conducted to analyze the deformation and von misses stress that occurs in the hollow shaft of the motor wheel.
In this final study, a simulation study was conducted using ANSYS static structural, modal, and random vibration software to analyze the structure of a single-sided hollow shaft due to static and dynamic loading. The static load received by the hollow shaft is in the form of a vehicle weight of 60 kg, and the weight of the driver and passenger of 75 kg each. To get a dynamic load, a half-vehicle simulation is carried out in MATLAB so that a dynamic load is obtained in the form of Power Spectral Density (PSD). PSD represents the average vibration that occurs in the Hollow shaft E-Scooter as a function of frequency. Variations of input dynamic loading performed at speeds of 40 km/hour, 60 km/hour, and 80km/hour on each road class A, road class B, and road class C by ISO 8608 Mechanical vibration standards, road surface profiles. Measured Data Reporting. The materials used in the hollow shaft E-Scooter are AISI 1035 and AISI 1040. The results of the analysis in this study are deformation and von misses stress on the hollow shaft, so it is known that the ideal material for single-sided hollow shafts is based on the safety factor value is on safety limit.
From this final project, the results obtained are the maximum deformation due to statistical loads on the AISI 1035 material of 0.001427 mm. This value is slightly larger than the AISI 1040 material of 0.001398 mm while the stress that occurs in the two materials is the same at 35,34 MPa. The maximum deformation and stress that occurs in the single-sided hollow shaft due to the dynamic load received occur when the vehicle is traveling on a class C road with a speed of 80 km/hour. The maximum value of deformation and stress on AISI 1035 material is 0.017468 mm, 393.35 Mpa. The AISI 1040 material has a smaller maximum deformation and stress value of 0.015223 mm, 352.16 Mpa. The smallest deformation and stress values occur at a speed of 40 km/hour on class A roads of 0.001631 mm, 47.07 Mpa on AISI 1035, and 0.001610 mm, 46.90 Mpa in AISI 1040 materials. Deformation and stress in dynamic loading are strongly influenced by vehicle speed and the condition of the road surface being traversed. The greater the speed and the worse the road conditions, the greater the load received by the shaft so that the deformation and stress that occurs will also be greater. The difference value of deformation and stress between the two materials is caused by the structure of the material. The AISI 1040 material has a higher number of carbon atoms than the AISI 1035 material, causing less deformation and stress than AISI 1035. AISI 1040 material is safe to use because it has a safety factor value greater than 1.25 so that the model made will not be damaged when receiving dynamic loads as simulated

Item Type:	Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords:	Structural Analysis, Dynamic Load, Static Load, Hollow Shaft, In Wheel Motor, Electric Scooter
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA347 Finite Element Method T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ230 Machine design
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Muhammad Fayrus
Date Deposited:	06 Aug 2021 03:14
Last Modified:	06 Aug 2021 03:14
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/84987

Actions (login required)

View Item