Desain dan Prototyping Steering Knuckle Mobil Formula Listrik Institut Teknologi Sepuluh Nopember Menggunakan Metode Optimasi Topologi

.Yulianto, Yulianto (2019) Desain dan Prototyping Steering Knuckle Mobil Formula Listrik Institut Teknologi Sepuluh Nopember Menggunakan Metode Optimasi Topologi. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111650050005-Master_Tesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2022. Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Pengurangan bobot kendaraan mobil formula sangat diperlukan untuk mengurangi konsumsi energi yang dibutuhkan. Steering knuckle merupakan komponen kritis yang perlu diperhatikan karena merupakan titik pivot dari sistem kemudi kendaraan. Komponen yang ringan dan memiliki kekuatan yang tinggi merupakan tuntutan yang harus dipenuhi pada mobil balap. Kendala dalam pemenuhan persyaratan ringan dan kuat tersebut menjadikan alasan penggunaan optimasi topologi sebagai metode untuk mereduksi massa komponen. Penelitian terdahulu banyak yang membahas tentang optimasi pada steering knuckle. Penggunaan optimasi topologi dipakai oleh peneliti yang terdahulu hanya untuk mengurangi massa saja, tanpa ada batasan dalam proses permesinan yang digunakan.
Desain 3D awal digunakan untuk mengetahui distribusi tegangan yang terjadi. Pengamatan dilakukan pada pemodelan awal sesuai pada kondisi operasi kendaraan menggunakan bantuan perangkat lunak elemen hingga. Sebelum simulasi optimasi topologi, perlu diketahui terlebih dahulu apakah desain awal memenuhi syarat untuk dioptimasi. Penelitian ini divariasikan pengurangan massanya pada saat simulasi topologi dengan pengurangan sebesar 60%, 70%, dan 80%. Setelah proses simulasi topologi, dilakukan proses penghalusan pada komponen supaya dapat dikerjakan pada proses manufaktur sesuai dengan kondisi batas yang ditentukan menggunakan mesin CNC milling 3-axis. Hasil penghalusan divalidasi kembali menggunakan metode elemen hingga untuk dapat diketahui keamanan komponen tersebut.
Hasil yang didapat setelah proses simulasi mampu mengurangi massa komponen steering knuckle mobil formula listrik Institut Teknologi Sepuluh Nopember sebesar 14,34% yaitu pada komponen optimum dengan pengurangan massa pada simulasi topologi sebesar 80% dan massanya menjadi 493,5 [g]. Hasil analisis elemen hingga pada desain akhir didapatkan tegangan maksimum sebesar 254 [MPa] dan perpindahan maksimum sebesar 0,0236 [mm]. Hasil prototyping menunjukkan bahwa desain akhir yang diusulkan mampu dikerjakan dengan CNC milling 3-axis dengan massa hasil proses manufaktur sama dengan hasil simulasi.
====================================================================================================
Nowadays, a decrease of vehicle quality is needed for reducing the needed energy consumption. Steering knuckle is a critical component that needed to be noticed since it is pivot point of vehicle steering system. The light component and has high power is a demand which has to be qualified on hotrod. The problem of acquirement easy and powerful conditions becomes a reason of the use of topology optimization as a method for reducing mass of component. The previous research that discussed optimization on steering knuckle.
Initial design that used to find out stress distribution that happened. Observation was conducted on initial model based on condition of vehicle operation using finite element software. We know that whether initial design simulation of topology optimization meets requirement to be optimized before simulation of topology optimization. This study varied the mass reduction during topology simulation with a reduction of 60%, 70%, and 80%. After optimization process, smoothing process was conducted on components in order to be able to run on manufacturing process based on limit condition which determined using CNC milling 3-axis. The result of smoothing process was revalidated using finite element method then it can be found out the safety of the components.
The result that can be obtain after simulation process is able to reduce mass of steering knuckle component electrical formula car Institut Teknologi Sepuluh Nopember by 14,34% from the optimum third component. The result of component analysis to the final design can be obtain that maximum stress of 254,5 [MPa] and the maximum displacement of 0,0236 [mm]. The result of protyping shows that the proposed design is capable of being conducted using CNC milling 3-axis.

Item Type:	Thesis (Masters)
Additional Information:	RTM 629.247 Yul d-1 2019
Uncontrolled Keywords:	CNC 3-axis, formula listrik, optimasi topologi, pengurangan massa, steering knuckle
Subjects:	T Technology > T Technology (General) > T57.62 Simulation T Technology > T Technology (General) > T58.8 Productivity. Efficiency T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ230 Machine design T Technology > TS Manufactures > TS171 Product design
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Yulianto Yulianto
Date Deposited:	12 Jan 2022 03:24
Last Modified:	12 Jan 2022 03:24
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/61981

Actions (login required)

View Item