Analisis Impak Pada Desain Ban Airless Sepeda Motor Menggunakan Metode Elemen Hingga

Ridha, Iqbal Khaleed (2021) Analisis Impak Pada Desain Ban Airless Sepeda Motor Menggunakan Metode Elemen Hingga. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111640000086-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2023. Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Ban merupakan salah satu komponen kendaraan yang berperan penting dalam keamanan dan kenyamanan berkendara. Ban yang saat ini tersedia secara massal yaitu ban radial dan solid, namun keduanya memiliki kekurangan. Ban radial memiliki kenyamanan baik namun tidak aman terhadap benda tajam, sedangkan ban solid kenyamanannya rendah walaupun aman terhadap benda tajam. Desain ban airless merupakan sebuah solusi yang dihadirkan untuk menjawab permasalahan tersebut, namun saat ini belum dipasarkan secara massal karena masih dalam tahap penelitian. Salah satu penelitian yang dilakukan yaitu terkait keamanan dari ban ketika dikenai beban, baik statis maupun dinamis yang dapat membuat ban terdefleksi dan terkena tegangan. Besar defleksi dan tegangan yang dialami ban akibat beban ini sangat memengaruhi keamanan dalam pengoperasian kendaraan.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui besar defleksi dan tegangan yang terjadi ketika ban dijalankan dengan beberapa variasi. Variasi yang diberikan yaitu kecepatan 10 dan 20 km/jam serta jalan dengan polisi tidur dan lubang. Model ban dan juga profil jalan dibuat menggunakan software Solidworks, kemudian ban disimulasikan dengan variasi tersebut menggunakan software ANSYS Explicit Dynamics. Hasil yang diamati dari simulasi yaitu equivalent stress dan defleksi yang digunakan sebagai acuan dalam menentukan keamanan dari ban ketika terkena beban impak akibat kontak antara ban dengan polisi tidur dan lubang. Model ban airless yang digunakan dalam penelitian ini telah diteliti dalam kondisi statis, sedangkan dalam pengoperasian kendaraan, ban juga beroperasi dalam kondisi dinamis yang dapat membuat ban terkena beban lebih besar dibanding statis, sehingga dapat terjadi defleksi dan tegangan yang lebih besar. Oleh karena itu, pengaruh beban dinamis, dalam hal ini impak terhadap defleksi dan tegangan pada ban airless juga perlu diteliti.
Hasil dari pengujian menunjukkan bahwa pada jalan dengan polisi tidur dengan kecepatan 10 km/jam, defleksi yang terjadi aman dengan besar 21,27 mm, namun tidak aman pada kecepatan 20 km/jam dengan besar 25,24 mm yang melebihi batas maksimum 22,71 mm. Pada jalan berlubang, baik kecepatan 10 maupun 20 km/jam, defleksi melebihi batas aman dengan besar 26,69 mm dan 27,90 mm. Ketika defleksi melebihi batas yang ditentukan, ban dapat menjadi mati atau sulit terdefleksi lagi. Adapun tegangan maksimal pada semua variasi model berada di bawah allowable stress material ban sebesar 31 MPa, dengan besar tegangan pada jalan polisi tidur kecepatan 10 dan 20 km/jam sebesar 3,966 MPa dan 4,55 MPa, serta 4,38 MPa dan 4,444 MPa, pada jalan berlubang kecepatan 10 dan 20 km/jam, artinya dari segi material, ban tersebut aman. Selain itu, semakin besar kecepatan maka defleksi dan tegangan juga semakin besar. Bila defleksi dan tegangan ini dibandingkan dengan model statis, besarnya sekitar dua kali lipat dari model statis yang berarti bahwa ketika ban berjalan melewati polisi tidur dan lubang, ban terkena beban yang lebih besar dibanding beban statis.
=====================================================================================================
Tire is a component that plays an important role on the safety and comfortability of operating a vehicle. Available tires on the market right now are radial and solid tires, where both still have drawbacks. Radial tires are comfortable but not safe when exposed to sharp objects, while solid tires do not have the comfort even though it is safe against sharp objects. Airless tire is designed to overcome those flaws but as of right now it’s not available on the market because it is still in development. One of the researches regarding airless tire is the safety of the design when the tire is given a load, static or dynamic that can cause deflection and give stress to the tire. The amount of deflection and stress affects the safety of the vehicle’s operation.
This research is done to find out how much the deflection and stress that occurs when the tire is given a variation of condition. The variation given are velocity, 10 and 20 km/h, and road variation which are bump and potholes. The tire and road model are designed using Solidworks, and then simulated with given variation using ANSYS Explicit Dynamics. Result that will be observed are equivalent stress and deflection that will be used to determine if the tire is safe or not when the tire is given such conditions. The airless tire design that is used in this research has been researched before in a static condition where in reality, tire is also operating in dynamic condition which can give the tire bigger deflection and stress than static. Therefore, the effect of dynamic load such as impact on deflection and stress of airless tire need to be researched as well.
Result of the simulation shows that on bump model with 10 km/h velocity is safe with the deflection being 21,27 mm, while not safe on the velocity of 20 km/h bump with 25,24 mm deflection because it exceeded the limit of 22,71 mm. On potholes with 10 and 20 km/h velocity, both exceeded the limit with value of, 26,69 mm, and 27,9 mm respectively, so it is not safe on those condition. When the deflection exceeds the limit, the tire will become a dead tire which makes it difficult to deflect more and become unsafe. Meanwhile all the stress occurs on the tire are all below the 31 MPa limit, with the value of 10 and 20 km/h run through bump and hole being 3,966 MPa, 4,55 MPa, 4,38 MPa, and 4,444 MPa respectively, so material wise the stress that occurred on the tire is safe and will not damage the tire. Also, the higher the velocity the more it will deflect and the stress will also be bigger. When compared to the static, the deflection and stress occurred on the dynamic is approximately two times bigger. This proves that when the tire goes through a bump or hole, the tire will be struck with a bigger load than static load.

Item Type:	Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords:	ban airless, beban impak, kecepatan jalan ban, defleksi ban, equivalent stress, ANSYS Explicit Dynamics, airless tire, impact load, velocity of tire, deflection, equivalent stress
Subjects:	T Technology > T Technology (General) > T57.62 Simulation T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA174 Computer-aided design. T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA347 Finite Element Method T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA418.16 Materials--Testing. T Technology > TL Motor vehicles. Aeronautics. Astronautics > TL440 Motorcycles.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Iqbal Khaleed Ridha
Date Deposited:	25 Aug 2021 03:55
Last Modified:	25 Aug 2021 03:55
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/88785

Actions (login required)

View Item