OPTIMALISASI KOEFISIEN REDAM GETAR FUNGSI KECEPATAN PADA SUATU MODEL SISTEM SUSPENSI

Transkripsi

1 OPTIMALISASI KOEFISIEN REDAM GETAR FUNGSI KECEPATAN PADA SUATU MODEL SISTEM SUSPENSI Ani Kariaus Sholihah, Drs. Widjiano, M.Ko, Hari Wisodo, S.Pd, M.Si Mahasiswa Fisia, Faulas Maeaia dan Ilu Pengeahuan Ala, Universias Negeri Malang Dosen Fisia, Faulas Maeaia dan Ilu Pengeahuan Ala, Universias Negeri Malang Dosen Fisia, Faulas Maeaia dan Ilu Pengeahuan Ala, Universias Negeri Malang Alaa e-ail: Absra Saa ini endaraan beroor erupaan ebuuhan poo ehidupan anusia. Ala penyerap ejuan obil pada sise suspensi erupaan bagian yang pening pada endaraan unu elindungi penupang dari gearan. Shoc Absorber endaraan dirancang agar apu enghadapi ondisi perubahan jalan, ecepaan dan assa uaan. Shoc Absorber diaaan bai saa eilii redaan yang opial. Peneliian berujuan unu endapaan oefisien redaan yang opial. Peneliian Shoc Absorber enggunaan odel redaan sebagai fungsi ecepaan c(v) = v n, c(v) = exp ( v n ), dan c(v) = arcan (v). Dari hasil peneliian Shoc Absorber pada odel sise suspensi, oefisien redaan yang paling efeif adalah v n. Dari hasil visualisasi, oefisien redaan c(v) = v n dapa digunaan pada assa yang ecil aupun besar. Pada assa yang relaif ecil oefisien redaan c(v) = exp ( v n ) lebih efeif digunaan, arena lebih cepa elauan redaan dibanding c(v) = v n dan c(v) = arcan (v). Berdasaran hasil peneliian ini disaranan agar dilauan peneliian lebih lanju isal eninjau gaya pada jalan, eperaur dari Shoc Absorber. Dala perancangan perlu diperhaian hal-hal yang epengaruhi sise suspensi. Kaa Kunci : Koefisien Reda, Gear, Sise Suspensi, Fungsi Kecepaan. I.Pendahuluan Osilasi erjadi jia suau sise diganggu dari posisi eseibangan sabilnya. Osilasi yang diasusian anpa eperhiungan gaya gese disebu osilasi haroni. Pada enyaaannya ida ada benda di ala yang elauan osilasi haroni. Secara uu, sipangan osilasi seain laa aan seain ecil dan ahirnya berheni. Osilasi ersebu erupaan osilasi ereda. Sebagai conoh sebuah obil elewai jalan ulus ursi bergera horisonal. Keia elewai jalan yang bergelobang, ursi dala obil bergera secara verial dan berosilasi. Unu engurangi aaupun ereda pengaruh gearan/guncangan yang dirasaan pengguna endaraan aa diperluan suau sise suspensi endaraan aau pereda gearan. Sise suspensi engonrol apliudo osilasi sehingga seain laa seain ecil dan ahirnya berheni. Unu endapaan redaan yang opial diperluan pengebangan desain suspensi pada endaraan (Peceliunas d, 5:7). Suspensi endaraan dirancang agar apu enghadapi ondisi perubahan jalan, perubahan ecepaan dan assa uaan (Susaio, 6:). Pada sise suspensi endaraan erdapa Shoc Absorber yang berfungsi ereda gearan unu elindungi penupang aau barang. Shoc Absorber erdiri dari pegas dan daper. Shoc Absorber diaaan bai saa eilii eapuan reda opial. Banya jenis dari Shoc Absorber, fluida MR dapa enjadi salah sau alernaif jenis pereda pada Shoc Absorber. Fluida agneorheological (fluida MR) adalah cairan yang berubah sifa fisisnya eia erena edan agne. Blanchard d enelii beberapa oefisien redaan sebagai fungsi ecepaan unu endapaan hasil redaan yang opial. Model fungsi redaan yang dielii adalah c(v) = v, c(v) = exp ( v ), c(v) = arcan(v), dengan diperoleh hasil peneliian odel c(v) = exp( v ) adalah yang paling opial. Peneliian ini digunaan odel oefisien redaan sebagai fungsi panga (n) yaiu c(v) = v n dan fungsi esponensial c(v) = exp( v n ). Lebih lanju odel-odel c(v) = v n dan c(v) = exp( v n ) diapliasian unu endapaan redaan yang opial pada odel sise suspensi. Redaan yang opial yang diasud peneliian ini adalah eia diperoleh penurunan apliudo pada urva diagra fase ecepaan dan posisi secara perlahan dan berahap. II.Teori Saa sebuah obil elewai jalan yang bergelobang erasa ada guncangan. Guncangan ersebu aiba adanya gaya luar yang beerja sehingga erjadi penarian pegas pada shoc breaer sebesar Δy. Pegas berubah dari posisi seibangnya. Wau erjadinya pergeraan awal shoc absorber saa berubah dari posisi seibangnya ersebu adalah pada saa =. Gaya luar ida lagi beerja dala sise. Shoc absorber ersebu berubah dari posisi seibangnya anpa ecepaan awal. Posisi

2 = g = g = g berubah dari posisi seibangnya sebesar Δy. Perubahan posisi Δy adalah peregangan pegas sebesar y pada ondisi dia yaiu y = sehingga dapa dieahui Δy = y y = y = y. c Δy Gabar. Sea Sise Shoc Absorber Sise pada Gabar. dapa dianalisis dengan persaaan osilasi ereda yaiu d² y c dy y d² d III. Meode Peneliian dilauan dengan analisis opuaif. Bahasa perograan yang dipaai adalah Wolfra Maheaica 8. Persaaan uu osilasi ereda yang elah dieahui, didefinisian e dala bahasa perograan. Syara awal digunaan unu enunjuan eadaan awal sise. Hasil visualisasi progra diunjuan oleh diagra fase ecepaan pada seiap posisi, grafi sipangan erhadap wau. IV. Hasil Peneliian Hasil Visualisasi Koefisien Redaan c(v) = v n Hasil visualisasi persaaan suspensi dengan oefisisen reda gear sebagai fungsi ecepaan panga (n), c(v) = v n sehingga erpenuhi persaaan n d² y v d² dy y. d c (.) panga n pada fungsi c(v) = v n diaeer lingaran seain besar. Gabar. saa ecepaan awal bernilai /s benda dala posisi seibang yaiu y =. Kecepaan urun /s pada posisi,6. Pada saa ecepaan bernilai nol, erjadi sipangan asiu y =. Pada ondisi sabil diagra fase berbenu elips dengan diaeer yang relaif enurun yaiu dengan ecepaan gera perpindahan, /s dengan apliudo,. Penurunan ecepaan obye pada urva Gabar. erjadi secara perlahan dan berahap sapai pada nilai, /s dan perpindahannya juga urun secara berahap. Gabar. pada awalnya ecepaan /s dan ecepaan urun enjadi /s pada saa sipangannya, secara cepa. Terjadi sipangan asial yaiu,9 pada saa ecepaannya bernilai nol. Osilasi berlangsung dan erjadi pengurangan apliudo sapai ondisi sabil dengan ecepaan obye,6 /s dan apliudo,6. Gabar. pada awalnya v = /s. Kecepaan urun enjadi /s dengan perpindahan endeai nol dan erjadi osilasi. Terjadi pengurangan apliudo hingga pada ondisi sabil apliudo,8 dengan ecepaan,8 /s. Pada Gabar. pengurangan ecepaan obye erjadi secara cepa hingga /s dan pada ondisi sabil diagra fase berbenu elips. v =, /s v = /s v = /s (d) (e) (f) Gabar. Diagra Kecepaan erhadap Perpindahan dengan Variasi Panga n pada c(v) = v n. Pada Gabar. variabel onrol adalah assa = g, oefisien pegas = Ns/, ecepaan awal v() = /s, oefisien redaan c(v) = v n dan posisi awal y() =. Gabar. digunaan unu encari oefisien redaan paling efeif dengan n sebagai variabel bebas pada fungsi c(v) = v n. Gabar. pada Gabar ( a) dengan n =, Gabar n =, Gabar n =. Gabar. apa bahwa seain besar Gabar (g) (h) Diagra Fase Hubungan Perpindahan dan Kecepaan dengan Variasi Massa dan Kecepaan Awal pada Redaan c(v) = v. (i)

3 Variabel onrol Gabar. adalah oefisien pegas = N/, oefisien redaan c(v) = v dan posisi awal y =. Variabel bebas dari Gabar. diaas adalah assa dan ecepaan awal. Gabar. pada Gabar dieahui = g dan v =, /s, Gabar = g dan v = /s, Gabar = g dan v = /s, Gabar (d) = g dan v =, /s, Gabar (e) = g dan v = /s, Gabar (f) = g dan v = /s, Gabar (g) = g dan v =, /s, Gabar (h) = g dan v = /s, dan Gabar (i) = g dan v = /s. Dari Gabar., perubahan assa ida berpengaruh saa ecepaan awal relaif rendah yaiu v =, /s. Pada ecepaan awal yang relaif besar, yaiu v = /s dan v = /s erdapa perbedaan yang signifian pada hasil visualisasi aiba perubahan assa. Seain besar assa benda, seain besar ecepaan gera benda dan apliudonya yang diunjuan dengan seain besar diaeer lingaran.seain besar ecepaan awal ida engaibaan perubahan yang signifian. Hasil visualisasi persaaan suspensi dengan oefisisen reda gear sebagai fungsi ecepaan, c(v) = v diunjuan pada Gabar.6 sebagai urva ecepaan erhadap posisi dari persaaan (.). Variabel onrol yang digunaan adalah = g dan v = /s. Variabel bebasnya adalah onsana pegas, unu Gabar. = N/, unu Gabar. = N/, dan unu Gabar. = N/. Dari Gabar. dengan nilai onsana pegas yang berbeda ida epengaruhi laju penurunan apliudo. Dari Gabar. perpindahan relaif ecil dibanding nilai onsana pegas yang lebih ecil Gabar. Diagra Fase Kecepaan erhadap Posisi dan dengan Variasi Konsana Pegas. Variabel onrol dan variabel bebas yang digunaan pada Gabar. adalah saa dengan variabel yang digunaan pada Gabar.. Dari Gabar. periode gera seain ecil dengan nilai onsana pegas seain besar. Dari Gabar. periode seain ecil dibanding Gabar. dan Gabar Gabar. Grafi Sipangan erhadap Wau dengan Variasi Konsana Pegas. Hasil Visualisasi Koefisien Redaan Model c(v) = exp( v n ). Beriu ini disajian hasil visualisasi persaaan suspensi dengan oefisisen reda gear sebagai fungsi ecepaan panga (n), c(v) = v n sehingga erpenuhi persaaan d² y exp( v d² n ) dy y. d (.) Gabar.5 Diagra hubungan perpindahan dan ecepaan dengan variasi panga n pada c(v) = exp( v n ). Gabar.5 adalah diagra fase hubungan anara ecepaan dan perpindahan hasil dari persaaan (.). Gabar.5 enggunaan oefisien redaan c(v) = exp( v n ) dan variabel onrol dan variabel bebas yang digunaan saa dengan Gabar.. Gabar.5 apa seain besar panga n pada fungsi c(v) = exp( v n ), diaeer lingaran seain besar. Dari Gabar.5 redaan yang paling efeif fungsi c(v) = exp( v n ) pada saa n < yaiu diunjuan Gabar.5. Dari urva pada Gabar.5, apa erjadi penurunan ecepaan obye secara cepa dan berahap. Kurva fase enurun sapai pada nilai erenu yang relaif rendah dibanding nilai n yang lebih besar pada oefisien redaan c(v) = exp( v n )

4 = g = g = g v =, /s v = /s v = /s (d) (e) (f). g dan v = /s. Variabel bebasnya adalah onsana pegas, unu Gabar. = N/, unu Gabar.7 = N/, dan unu Gabar.7 = N/. Gabar.7 grafi ecepaan erhadap posisi yang erbenu adalah linasan elips dan ida erjadi pengurangan apliudo. Osilasi pada Gabar.7 erupaan osilasi periodi dengan ecepaan /s. Dari Gabar.7 perpindahan gera benda relaif ecil dibanding nilai onsana pegas yang lebih ecil. Nilai onsana pegas ida epengaruhi laju gera api hanya berpengaruh pada perpindahan benda (g) (h) (i) Gabar.6 Diagra Fase Hubungan Perpindahan dan Kecepaan dengan Variasi Massa dan Kecepaan Awal pada c(v) = exp( v n )... 5 Gabar.6 adalah visualisasi sise suspensi dengan oefisien redaan c(v) = exp( v ). Variabel bebas dan variabel onrol yang digunaan saa dengan Gabar.. Dari Gabar.6 seain besar ecepaan awal dan assa, diaeer lingaran seain besar. Pada ecepaan relaif ecil yaiu v =, /s hanya pada assa yang relaif ecil yaiu = g erjadi penurunan ecepaan pada seiap posisi. Pada assa yang relaif ringan yaiu = g ecepaan perpindahannya cepa urun dibanding assa yang lebih besar. Pada assa yang sanga besar yaiu pada = g daper ida beerja sehingga ida erjadi redaan... Gabar.8 Grafi Sipangan erhadap Wau dengan Variasi Konsana Pegas. Gabar.8 grafi sipangan erhadap wau erupaan osilasi periodi. Dari Gabar.8 nilai apliudo relaif ecil dibanding osilasi yang diberian onsana pegas yang lebih ecil. Periode Gabar.8 relaif lebih ecil dibanding osilasi benda yang epunyai onsana pegas lebih ecil. Hasil Visualisasi Koefisien Redaan Model c(v) = arcan(v). Beriu ini disajian hasil visualisasi persaaan suspensi dengan oefisisen reda gear sebagai fungsi ecepaan, c(v) = arcan(v) sehingga erpenuhi persaaan Gabar.7 Diagra Fase Kecepaan erhadap Posisi dan dengan Variasi Konsana Pegas. Gabar.7 adalah diagra fase posisi dengan ecepaan dengan variasi onsana pegas pada odel redaan c(v) = exp( v ). Variabel onrol yang digunaan adalah = d² y arcan( v) dy y. d² d (.) Gabar.9 adalah diagra fase hubungan anara ecepaan dan perpindahan hasil dari persaaan (.). Gabar.9 enggunaan oefisien redaan c(v) = arcan(v) dan variabel onrol dan variabel bebas yang digunaan saa dengan Gabar..

5 = g = g = g v =, /s v = /s v = /s osilasi periodi dengan ecepaan perpindahan benda /s dan apliudo. Gabar.8(f) dan Gabar.8(i) visualisasi yang dihasilan saa linasan berbenu lingaran dengan jari jari. Terjadi osilasi periodi dengan ecepaan /s dan apliudo. (d) (e) (f) Gabar.9 Diagra Fase Kecepaan erhadap Posisi dan dengan Variasi Konsana Pegas Gabar.8 (g) (h) (i) Diagra Fase Hubungan Perpindahan dan Kecepaan dengan Variasi Massa dan Kecepaan Awal pada c(v) = arcan( v). Dari Gabar.8 osilasi yang erjadi adalah osilasi haroni. Tida erjadi pengurangan ecepaan gera benda dan apliudo pada odel oefisien c(v) = arcan (v). Koefisien redaan ini ida efeif digunaan pada sise suspensi. Gabar.8 pada posisi seibang y = ecepaannya adalah, /s. Osilasi erjadi sipangan asiu pada y =,9 pada saa v = dan ii bali iniu pada posisi y =, dengan ecepaan gera bernilai nol. Gabar.8 pada y = ecepaannya adalah /s. Kecepaan erus nai hingga encapai ecepaan asiu yaiu 7 /s. Pada ii bali iniu yaiu y = 5 dan pada sipangan asiu y = ecepaannya nol. Gabar.8 pada y = ecepaannya adalah /s. Kecepaan erus nai hingga encapai ecepaan asiu yaiu 6 /s pada y = 6. Terjadi ii bali iniu pada y = 58 dan sipangan asiu pada y = saa ecepaannya bernilai nol. Gabar.8(d) dan Gabar.8(g) visualisasi yang dihasilan saa yaiu linasan berbenu lingaran dengan jari jari,. Terjadi osilasi periodi dengan ecepaan yang relaif rendah yaiu, /s dan apliudo,. Gabar.8(e) dan Gabar.8(h) visualisasi yang dihasilan saa yaiu linasan berbenu lingaran dengan jari jari. Terjadi Hasil visualisasi Gabar.9 saa dengan Gabar.7 yaiu grafi ecepaan erhadap posisi yang erbenu adalah linasan elips dan ida erjadi pengurangan apliudo. Osilasi pada Gabar.9 erupaan osilasi periodi dengan ecepaan /s. Dari Gabar.9 perpindahan gera benda relaif ecil dibanding nilai onsana pegas yang lebih ecil. Nilai onsana pegas ida epengaruhi laju gera api hanya berpengaruh pada perpindahan benda Gabar. Grafi Sipangan erhadap Wau dengan Variasi Konsana Pegas. Hasil visualisasi Gabar. saa dengan Gabar.8 yaiu grafi sipangan erhadap wau erupaan osilasi periodi. Dari Gabar. nilai apliudo relaif ecil dibanding osilasi yang diberian onsana pegas yang lebih ecil. Periode Gabar. relaif lebih ecil dibanding osilasi benda yang epunyai onsana pegas lebih ecil.

6 V.Kesipulan Koefisien redaan sebagai fungsi v unu odel suspensi yang paling opial adalah c(v) = v n dengan n <. Dari hasil visualisasi saa dienai oefisien c(v) = v n erjadi pengurangan apliudo pada assa yang ecil aupun besar, apliudo pada eadaan sabil relaif ecil dibandingan jia dienai oefisien redaan c(v) = exp ( v ), c(v) = arcan(v). Unu assa yang ecil yaiu < oefisien redaan sebagai fungsi ecepaan c(v) = exp ( v n ) dengan n < lebih cepa elauan redaan dibandingan saa diberian oefisien redaan c(v) = v, c(v) = arcan(v). Keadaan ersebu sesuai dengan penelian Blanchard yang elah enelii beberapa oefisien redaan yaiu c(v) = v, c(v) = exp ( v ), c(v) = arcan(v). Menggunaan Paduan Shape Meory. Pusa Pengebangan Tenologi Keselaaan Nulir-BATAN. Serpong Tangerang. Vol., No. Peceliunas, Roberas.5. Experien Research Vehicle Oscillaion In The Case Of Changeble Deceleraion. Transpor. Vol.XX :7-75 Poling, John. Dfield and pplane, (Online), (hp://ah.rice.edu/%7edfield/dfpp.hl), diases April Wong, Alan..Acive Shoc Absorber. Journal of Applied Technology in Environenal Saniaion, Vol (): -5. VI.Saran. Menelii bahan yang epunyai oefisien reda yang sesuai sise yang diinginan sebagai pengebangan.. Ada inda lanju sebagai pengebangan enologi.. Dala peneliian selanjunya sebainya dilauan perbaian dari segi analiis aupun nueri. VII. Dafar Rujuan Aa.P, Arya Inroducion Of Clasical Mechanic. Englewood diffs : Pracice Hall. Blanchard, Paul.. Differenial Equaions. nd ed. Unied Saes: Broos/Cole. Dolu, Anwar. Analisis Gearan Non Linier dan Fenoena Chaos Pada Solusi Persaaan Differensial Duffing. Jurnal SMARTe. Vol. 9 No. :7-86. Fauzi, Achad.. Analisis Ayunan Sederhana dengan Siulasi Spherd Shee. Orbih.Vol. 6.No.: Fauzi, Achad.. Analisis Gera Haroni Tereda (Daped Haronic Oscillaion) Spherd Shee Exel. Orbih.Vol. 7.No.: 8. Firia, Nurul.. Siulasi Hailonian Chaos Pada Osilasi Haroni Dan Redaan Menggunaan Borland Delphi 7. ISSN 85 8 : -7. Heran, RL.6. An Inroducion o Maheaical Phisic Via Oscillaion.New Yor: Acadeic Press. Kunlesyowai, H..Model Osilasi Haroni Pada Gera Beban Dengan Massa Yang Berubah Secara Linier Terhadap Wau. Siga-Mu. Vol. No.. Nasir,Muhaad.. Model Maiaia Ala Penyerap Kejuan Mobil Yang