ANALISA DESAIN STRUKTUR DAN KESTABILAN SUSPENSI PASSIVE PADA SMART PERSONAL VEHICLE 2 RODA

Transkripsi

1 SIDANG TUGAS AKHIR ANALISA DESAIN STRUKTUR DAN KESTABILAN SUSPENSI PASSIVE PADA SMART PERSONAL VEHICLE 2 RODA Disusun oleh Yonathan A. Kapugu ( ) Dosen pembimbing Prof. Ir. IN Sutantra, M.Sc., Ph.d JURUSAN TEKNIK MESIN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER 2012

2 CARA KERJA

3 PENELITIAN SEBELUMNYA

4 LATAR BELAKANG Sumber bahan bakar menipis Efek polusi kendaraan bermotor Kendaraan Futuristis Profil permukaan Jalan

5 PERUMUSAN MASALAH Desain Vehicle dengan kapasitas 1 penumpang dengan berat penumpang 80 kg Material yang aman untuk desain kendaraan Dinamika Kendaraan

6 TUJUAN PENELITIAN Mengetahui jumlah potensi energy yang tersedia pada system suspensi kendaraan ketika sedang berjalan pada kecepatan dan kondisi jalan tertentu Menganalisa pengaruh variasi kontur permukaan jalan, kecepatan kendaraan serta koefisien redaman dari alat pemanen energi (VERS) terhadap energi yang dapat dipanen pada sistem suspensi kendaraan Manganalisa pengaruh penggunaan VERS terhadap respon gerak kendaraan

7 BATASAN MASALAH Kecepatan kendaraan bernilai konstan Kendaraan yang dimodelkan adalah mobil perkotaan (urban vehicle) Koefisien redaman pada VERS (C vers ) diasumsikan sebesar 10% dan 30% dari koefisien redaman suspensi (C suspensi ) Energi yang dianalisis hanya energy yang dipengaruhi oleh redaman pada sistem suspensi

8 MANFAAT PENELITIAN Membuat model Segway bersuspensi pasif pada kendaraan tersebut Mensimulasikan permodelan pada software ANSYS V.12 dan Matlab Simulink

9 Properties Volume cm³ Volume e+00 5 mm³ Mass kg Mass g Properties Volume e+006 mm³ Mass kg

10 PREDIKSI TITIK BERAT KENDARAAN

11 ANALISA TITIK BERAT KENDARAAN

12 Hasil dan Analisa

13 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA Roda Gigi Roda gigi merupakan digunakan untuk mentransmisikan daya dan putaran dari suatu poros lainya roda gigi digunakan juga untuk memperingan daya seperti pada pesawat angkut Angka transmisi ( i ) n n i = = = = 2 dp = d d 1 Ntp P Nt Nt Diameter roda gigi (d): Torsi Poros d T = Ft 2 d T = Fn cosθ 2 HP T = n 1 T T 2 1 Gaya tangensial (Ft): T Ft = 2 d Ft = Fncosθ Beban dinamis (Fd): Vp Fd = Ft 600 untuk 0 < Vp 2000 ft/min Beban dinamis (Fd): w π = b 4 d 2 ρ gambar 2.8. geometri roda gigi

14 ANALISA GEARBOX Pengecekan dengan Metode AGMA Bending Pengecekan Keausan dengan AGMA Wear Equation Check roda gigi berdasarkan Wear Load (Buckingham)

15 PERENCANAAN GEAR BOX Pasangan roda gigi 1 dan 2 No Karakteristik Pinion Gear 1 Lebar gigi 1in 1 in 2 Sudut tekan 14,5 o FD 14,5 o FD 3 Diametral pitch Jumlah gigi Bahan ASTM 35 ASTM 35 Pasangan roda gigi 3 dan 4 No Karakteristik Pinion Gear 1 Lebar gigi 1in 1 in 2 Sudut tekan 14,5 o FD 14,5 o FD 3 Diametral pitch Jumlah gigi Bahan ASTM 35 BHN 220 ASTM 35 BHN 220 Pasangan roda gigi 5 dan 6 No Karakteristik Pinion Gear 1 Lebar gigi 5in 10 in 2 Sudut tekan 14,5 o FD 14,5 o FD 3 Diametral pitch Jumlah gigi Bahan ASTM 35 BHN 220 ASTM 35 BHN 220

16 PERHITUNGAN POROS Poros 2 Bidang Momen Vertikal Bidang Momen Horisontal

17 Poros 3 Bidang Momen Vertikal Bidang Momen Horisontal

18 Poros 4 Bidang Momen Vertikal Bidang Momen Horisontal

19 Kondisi Redaman Ada 3 macam Under damped (ζ < 1) Over damped (ζ > 1) Critical damped (ζ = 1) Dinyatakan oleh damping ratio : ζ ζ = c Cc Cc = 2mω = 2 c = konstanta redaman Cc = konstanta redaman kritis n km

20 METODOLOGI General Flowchart mulai Studi literatur Desain kendaraan Simulasi hasil pemodelan pada Ansys V.12 simulink matlab Analisa respon getaran pada kendaraan Analisa Desain struktur Kesimpulan dan saran Selesai

21 Flowchart Pemodelan Kendaraan dengan software ANSYS mulai Studi literatur Pengumpulan data input; Torsi,berat pembebanan,dan percepatan Pemodelan dengan Autodesk Invetor Menjalankan simulasi menggunakan software Ansys Analisa deformasi, dan Tegangan yang terjadi pada Chasis dan poros penggerak dan tumpuan Menampilkan hasil simulasi Review hasil pemodelan Kesimpulan Selesai

22 Flowchart Pemanfaatan Software ANSYS Untuk Analisa Struktur mulai Material dan dimensi kendaraan Pemodelan dengan dimensi 2 tumpuan (n=2) Proses Meshing Static structur pembebanan, torsi, berat dan tumpuan yang bekerja Penggantian material Running program Deformasi, Tegangan dan Defleksi pada poros penggerak dan chasis,serta angka keamanan Material aman Ya Review hasil Tidak Selesai

23 Flowchart Pemodelan Suspensi Kendaraan dengan software Matlab Simulink mulai Studi Literatur Pengumpulan data operasional kendaraan Pemodelan dengan Simulink Menjalankan simulasi menggunakan software Simulink Menampilkan hasil simulasi Analisa Frekuensi getaran yang ditimbulkan dan kestabilan kendaraan Review hasil pemodelan Kesimpulan Selesai

24 PENGEREMAN (DESELERASI) M = 0 g.sin Ө Pj + m.a Pj cosө = 0 4,407. 9,8. 0,342. = - 132,87. a..0,93 14,77 = - 123,56. a a = - 0,11 m/s 2

25 PERHITUNGAN DAYA MOTOR

26 FREE BODY DIAGRAM

27 Free body diagram 1 2

28 Analisa Desain Struktur

29 Analisa Desain Struktur

30 Analisa Desain Struktur

31

32

33 Analisa Desain Struktur

34 Analisa Desain Struktur

35 Analisa Desain Struktur Properties Volume Mass 1,8522e+005 mm³ 1,454 kg Scale Factor Value 1, Statistics Bodies 76 Active Bodies 1 Nodes 3236 Elements 1624 Mesh Metric None

36 Analisa Desain Struktur Properties Volume 3,7686e+006 mm³ Mass 29,584 kg Scale Factor Value 1, Statistics Bodies 76 Active Bodies 1 Nodes Elements 4900 Mesh Metric None

37 Perencanaan Sistem Suspensi

38 Desain suspensi

39 Perencanaan Sistem Suspensi

40 Teori kenyamanan (JaneWay)

41 Input Parameter pada Matlab Jenis Ban Ban Bias 5.6x13 Ban Radial 165x13 Tekanan Ban (psi) Koefisien Redaman (kn.s/m)

42 Hasil dan Analisa

43 Simulink Block Diagram

44 HASIL DAN ANALISA Respon Body Kendaraan Pada Eksitasi Impulsive Respon Roda Kendaraan Pada Eksitasi Impulsive

45 HASIL DAN ANALISA Perbandingan Respon Body Kendaraan dengan Input Eksitasi Sinusoidal dan Impulsif

46 HASIL DAN ANALISA ANALISA RESPON GERAK PADA BODY Respon Gerak Body Akibat Eksitasi Impulsif 20 m/s

47 HASIL DAN ANALISA ANALISA RESPON GERAK PADA BODY Respon Gerak Body Akibat Eksitasi Sinusoidal 10m/s 2 m/s

48 HASIL DAN ANALISA ANALISA RESPON GERAK PADA BODY Percepatan Maksimum 0.8 g 1.5 g

49 KESIMPULAN

50 KESIMPULAN Respon gerak roda > Respon gerak body Respon gerak body pada V=20 m/s < Respon gerak roda pada V=10 m/s VERS mengakibatkan respon perpindahan dan kecepatan menurun

51 TERIMA KASIH Mohon saran dan kritik demi kesempurnaan Tugas Akhir ini