Pembuatan Sambungan Part Head Tube Pada Sepeda Menggunakan 3D Printer Berdasarkan Topology Optimization Design

Faisol, Muhamad (2018) Pembuatan Sambungan Part Head Tube Pada Sepeda Menggunakan 3D Printer Berdasarkan Topology Optimization Design. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
Preview
Text
2116105056_Undergraduate_Theses.pdf - Accepted Version

Download (4MB) | Preview

Abstract

Sepeda merupakan salah satu sarana transportasi yang terus berkembang pada bentuk dan penggunaan disetiap zamannya. Pada saat ini penyambungan antar komponen frame sepeda masih dilakukan dengan proses pengelasan, namun pengelasan ini memiliki keterbatasan yaitu akan timbulnya HAZ yang akan menurunkan kekuatan material yang bisa menimbulkan korosi serta keterbatasan dalam penyambungan antar material seperti penyambungan antara material steel AISI 4130 dengan Filamen ePA carbon fiber. Untuk mempermudah proses penyambungan antar dua material yang berbeda, tidak dimungkinkan dilakukan pengelasan maka proses penyambungan dapat dilakukan dengan cara mengganti sambungan las dengan komponen penyambung yang dibuat dengan menggunakan 3D Printer. Analisa penelitian ini menggunakan elemen hingga dengan metode yang digunakan adalah Topology Optimization Design. Sepeda yang dianalisa adalah UNITED Miami XC 02 dengan material AISI 4130 yang akan dipadukan dengan filamen ePA carbon fiber pada head tube. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan optimasi sambungan part head tube pada sepeda dengan mengurangi massa sebesar 15% 30% dan 40% berdasarkan standar pengujian CEN 14766. Untuk melakukan pemodelan pada frame digunakan software Solidwork 2017 dan software ANSYS 18 untuk analisa statical dan topolgy optimization. Setelah pemodelan part head tube, dilakukan simulasi tahap awal yaitu static structure yang menghasilkan bahwa dapat dilakukan topologi optimasi berdasarkan tegangan hasil simulasi masih jauh dibawah tegangan izinnya. Selanjutnya simulasi tahap akhir yaitu simulasi topologi optimasi, simulasi static structure hasil topologi, dan analisa fatigue hasil topologi. Hasil dari simulasi optimasi topologi part head tube didapat massa terkecil pada pengujian vertical force pengurangan massa 40% sebesar 0,42552 kg. Hasil topologi dismooting pada part head tube dan dilakukan simulasi static structure dengan pengujian standard CEN 14766 yang menghasilkan tegangan maksimal pada setiap pengujian masih dibawah tegangan izin material. Selanjutnya dilakukan analisa fatigue yang menghasilkan life (cyle) sudah melebihi batas minimal life (cyle) yang terdapat pada standard CEN 14766. Dari hasil simulasi diperoleh grafik hubungan antara tegangan maksimal dari masing-masing pengujian berdasarkan standard CEN 14766 sebelum dan setelah dilakukan topologi optimasi pada part head tube. Pembuatan part head tube dilakukan dengan menggunakan 3D printer dengan material filamen ePA carbon fiber. Kata Kunci : UNITED Miami XC 02, Part head tube, Topology optimization design, CEN 14766, Produk dengan 3d Printer. =============================================================================Bicycle one of the transportation that always has an expanding in every shapes and their use in every era. Nowadays to connecting the bicycle frame with the other component still created through the welding process, but the welding process is also has a limitation that will bring out HAZ that will reduce the strength of the materials which causing corrosion and limitation in interconnection between materials such as steel AISI 4130 material with ePA carbon fiber and material steel AISI 4130 through Filamen ePA carbon fiber amd AI Alloy 6061. To simplify the process of connecting between two different materials, it is not possible to do weld process can be done by replacing the extension weld with a connector component that made using 3D printer. This research is used the element Topology Optimization Design. Bicycle that will be analyse is UNITED Miami XC 02 with AISI 4130 material that be paired with filament ePA carbon fiber towards the head tube. The purpose of this research is to optimizing the connection of head tube on bicycle. The analysis will done by decrease the mass part of head tube in the amount of 15% 30% and 40% according through the standard test of CEN 14766. To make modelling of frame it is use Solidwork 2017 and ANSYS 18 software for statical analyse and topology optimization. Modelling process head tube is done, and then continues with the first simulation which is static structure that obtains maximum stress of head tube that part head tube is still do topology optimization according through the result simulation with stress permit. Afterward is last simulation that is topology optimization, static structure simulation the result of topology, and fatigue analyse the result of topology. The result simulation of topology optimize part head tube is obtained smallest mass on vertical force testing of reduction mass 40% in the amount of 0,42552 kg from the origin mass 0,66023 kg. The topology result is done smoothing through the head tube, done by static structure simulation of the standard test of CEN 14766 that produce maximum stress in every test which is still under of material permit of stress. Furthermore the fatigue analyse that produce life (cyle) is beyond the minimum limit of life (cyle) that be found on the standard test of CEN 14766. From the result that gained to the graphics relation between maximum stress through the each standard test of CEN 14766 to fiber before and after the implementation topology optimization on the head tube part. The production part of head tube is done by use 3D printer with the material filament ePA carbon fiber. Keywords : UNITED Miami XC 02, Part head tube, Topology optimization design, CEN 14766, 3D printer product.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords: UNITED Miami XC 02, Part head tube, Topology optimization design, CEN 14766, 3D printer product.
Subjects: T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ230 Machine design
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User: Muhamad Faisol
Date Deposited: 30 Jun 2021 07:16
Last Modified: 30 Jun 2021 07:16
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/56644

Actions (login required)

View Item View Item