Simulasi Fatigue pada Upright Depan dan Belakang Mobil Anargya Mark 2.0 untuk Lomba FSAE

Indwindra, Bernardus Herdian Arveliko (2021) Simulasi Fatigue pada Upright Depan dan Belakang Mobil Anargya Mark 2.0 untuk Lomba FSAE. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img] Text
02111740000093-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version
Restricted to Repository staff only until 1 October 2023.

Download (2MB) | Request a copy

Abstract

Saat ini, perkembangan dunia otomotif sangatlah maju. Tidak hanya yang berada di pasar komersil saja, melainkan perlombaan antar mahasiswa pun menjadi sangatlah bergengsi. Perlombaan ini membuat masing-masing tim saling mengoptimalkan bagian-bagian dari mobil mereka. Anargya merupakan salah satu tim yang berasal dari ITS yang saat ini masih aktif dalam pengembangan mobilnya. Upright merupakan salah satu bagian yang sedang ditingkatkan. Sebelum dilakukannya perubahan pada Upright, terlebih dahulu dilakukan analisis terhadap pengaruh beban yang terjadi pada kondisi Upright saat ini. Beban fatigue merupakan salah satu beban yang diberikan pada Upright ini. Beban fatigue diberikan sehingga dapat diketahui bagaimana pengaruhnya terhadap Upright ini. Dalam penelitian kali ini, untuk melakukan simulasi fatigue pertama dicari terlebih dahulu beban yang ada pada upright ini. Analisis dilakukan dengan menghitung besarnya seluruh gaya serta momen yang bekerja pada upright depan dan belakang pada kondisi pembebanan tertentu. Kondisi pembebanan yang digunakan adalah akan dicari dan dikelompokkan menjadi beberapa kelompok belokan yang nanti akan dijadikan historical data pada simulasi fatigue. Selanjutnya dilakukan dengan proses simulasi dengan bantuan perangkat lunak Ansys. Pada proses simulasi dilakukan penentuan material, meshing, penentuan boundary condition, pendefinisian kondisi pembebanan, serta uji konvergensi.Setelah itu dilakukan meshing. Dan terakhir dilakukan simulasi fatigue dengan bantuan perangkat lunak Ansys. Simulasi menggunakan historical data dengan variasi mean stress theory berupa goodman, gerber, dan Soderberg. Dimana hasil yang didapatkan akan dibandingkan dengan Batasan umur 106 dengan asumsi mobil anargya mark 2.0 melalukan balapan sebanyak 100 kali dan safety factor terkecil sebesar 2. Pada simulasi upright depan dan belakang didapatkan dengan kondisi lurus dan perlambatan tegangan maksimum dan deformasi total maksimum berturut-turut, 184,9 Mpa dan 0,225 mm. Untuk Upright depan dengan kondisi belok dan perlambatan didapatkan 155,6 MPa dan 0,188mm. Selanjutnya untuk Upright Belakang dengan kondisi lurus dan perlambatkan didapatkan tegangan maksimum dan deformasi total maksimum berturut-turut 251,1 MPa dan 0,373 mm dan untuk Upright Belakang dengan kondisi belok dan perlambatan 181,75 MPa dan 0,22 mm. Setelah dilakukan simulasi fatigue, pada upright depan didapatkan life cycle terkecil sebesar 5.107 cycle dengan safety factor terkecil sebesar 1,7298 Untuk upright life cycle minimum sebesar 5.107 dan safety factor terkecil sebesar 2,1709. Sehingga hanya upright depan saja yang akan mengalami kegagalan. Kedua upright disarankan dilakukan desain ulang dikarenakan life cycle yang cukup tinggi akan tetapi perlu diperhatikan beberapa bagian seperti fillet untuk pengereman dikarenakan memiliki safety factor yang kecil. ==================================================================================================== Currently, the development of the automotive world is very advanced. Not only in the commercial market, but the competition between students has become very prestigious. This race makes each team optimize the parts of their car. Anargya is one of the teams from ITS which is currently still active in developing its car. Upright is one part that is being improved. Before making changes to the Upright, first an analysis is carried out on the effect of the load that occurs on the current Upright condition. Fatigue load is one of the loads given to this Upright. Fatigue load is given so that it can be seen how it affects this Upright. In this study, to perform fatigue simulations, first, the load on the upright is sought. The analysis is carried out by calculating the magnitude of all forces and moments acting on the front and rear uprights under certain loading conditions. The loading conditions used will be searched and grouped into several groups of turns which will later be used as historical data in the fatigue simulation. Furthermore, the simulation process is carried out with the help of Ansys software. In the simulation process, material determination, meshing, boundary conditions determination, loading conditions definition, and convergence tests are carried out. After that, meshing is performed. And finally, fatigue simulation was carried out with the help of Ansys software. The simulation uses historical data with variations in the mean stress theory in the form of Goodman, Gerber, and Soderberg. Where the results obtained will be compared with the age limit of 106 assuming the Anargya Mark 2.0 car has raced 100 times and the smallest safety factor is 2. In the simulation of the front and rear uprights, the maximum straight and deceleration stress conditions, and the maximum total deformation, respectively, are 184.9 MPa and 0.225 mm. For Upright front with turning and deceleration conditions obtained 155.6 MPa and 0.188 mm. Furthermore, for Rear Upright with straight and decelerated conditions, the maximum stress and maximum total deformation were 251.1 MPa and 0.373 mm, respectively, and for Rear Upright with turning and deceleration conditions, 181.75 MPa and 0.22 mm. After doing fatigue simulation, on the front upright the smallest life cycle is 5.107 cycles with the smallest safety factor of 1.7298. For the minimum upright life cycle of 5.107 and the smallest safety factor of 2.1709. So only the front upright will fail. Both uprights are recommended to be redesigned due to the high life cycle, but it is necessary to pay attention to some parts such as fillets for braking because they have a small safety factor.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords: Anargya, Upright, Fatigue
Subjects: 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: Bernardus Herdian Arveliko Indwindra
Date Deposited: 30 Aug 2021 06:34
Last Modified: 30 Aug 2021 06:34
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/90562

Actions (login required)

View Item View Item