PERANCANGAN SASIS MOBIL HARAPAN DAN ANALISA SIMULASI PEMBEBANAN STATIK MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK ANSYS 14.0

Transkripsi

1 PERANCANGAN SASIS MOBIL HARAPAN DAN ANALISA SIMULASI PEMBEBANAN STATIK MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK ANSYS 14.0 Muhammad Sandhy Novian *), Rahmawaty, ST,MT Jurusan Teknik Mesin Sekolah Tinggi Teknik Harapan 2013 *) Msandhynovian@gmail.com Abstrak Mobil Harapan dibuat sebagai wahana latihan mahasiswa dalam mengembangkan kreatifitas dalam perencanaan yang melibatkan analisa penelitian dan pengembangan di bidang teknik mesin dalam pencapain SDM yang berkualitas dan profesional. Mobil Harapan di desain dengan konsep klasik yang bertujuan untuk mengingatkan kita kembali kepada sejarah pertama kali terciptanya mobil. Sebagai penggerak mula, Mobil Harapan menggunakan motor bensin empat langkah satu silinder 150 cc denagn daya 16 HP dan putaran mesin 9500 rpm. Mobil Harapan mempunyai panjang 2100 mm, lebar 830 mm, dan tinggi 1300 mm, dengan jarak antara sumbu roda 1200 mm. Penulisan Skripsi ini bertujuan untuk merencanakan desain struktur Sasis Mobil Harapan yang berfungsi sebagai penopang bodi dan melakukan analisa gaya yang terjadi pada Sasis Mobil Harapan, serta melakukan analisa beban statik dengan menggunakan perangkat lunak Ansys Workbench Material Sasis yang direncanakan adalah hollow 40 x 60 dengan material baja struktural. Besarnya tegangan geser yang direncanakan (η), tegangan lentur yang direncanakan (ζ), dan defleksi yang direncanakan (δ) berturutturut yaitu 2,06 N/mm², 50,14 N/mm², dan 0,17 mm. Secara umum besarnya tegangan geser maksimum,tegangan lentur maksimum, dan defleksi maksimum yang terjadi masih dibawah tegangan izin bahan,sehingga masih aman digunakan. Kata kunci : Sasis, Tegangan Geser, Tegangan Lentur, Defleksi Abstract Hope cars created as a vehicle for training students in developing creativity in planning which involves analysis of research and development in the field of mechanical engineering in the achievement of quality human resources and professional. Hope in the design of the car with the classic concept that aims to remind us back to the first creation of the history of the car. As a first mover, Cars Hope uses gasoline engine four stroke single cylinder 150 cc power denagn 16 HP and 9500 rpm spin machine. Hope have a car length 2100 mm, width 830 mm, height 1300 mm, with the distance between the wheelbase of 1200 mm. Writing this thesis aims to plan the design of the structure of the Car Chassis Hope that serves as the support body and style analysis that occurs in the Car Chassis Hope, as well as the static load analysis using Ansys Workbench 14.0 software. Materials planned chassis is 40 x 60 with a hollow structural steel material. The magnitude of the shear stress planned (η), the planned bending stress (ζ), and the planned deflection (δ), respectively, are 2.06 N / mm², N / mm², and 0.17 mm. In general, the magnitude of the maximum shear stress, maximum bending stress, and the maximum deflection occurs is still under voltage permission material, so it is still safe to use. Keywords: Chassis, Slide Voltage, Voltage Flexible, Deflection Biltek Vol. 4, No. 043 Tahun 2015 Sekolah Tinggi Teknik Harapan 1

2 1. Pendahuluan Latar Belakang Sejarah otomotif dimulai awal 1769 dengan di buat mesin bertenaga uap yang mampu menjadi alat transportasi manusia. Pada tahun 1806, mobil pertama yang menggunakan mesin pembakaran internal berbahan bakar gas muncul, yang mengarah pada penemuan mesin modern berbahan bakar bensin pada tahun Hingga mobil listrik yang muncul pada abad ke -20. Mungkin di antara kita semua sudah tidak asing lagi ketika mendengar nama perusahaan mobil seperti Ferrari, Marcedes Benz, Ford, BMW, dan lain sebagainya. Selain itu, kita juga sering melihat atau bahkan mengendarai salah satu mobil keluaran dari salah satu perusahaan yang tadi disebutkan namanya. Tapi tahukan kita tentang siapa saja orang yang berjasa dalam penemuan kendaraan yang anda miliki atau tunggai sekarang. Tidak adalah jawaban dari sebagian besar orang yang sering mengendarai mobil atau kendaraan bermotor. Bukti mengatakan bahwa orang lebih mengenal nama perusahaannya itupun hanya tahu singkatannya saja tidak tahu apa kepanjangannya. Untuk mengingatkan kita kembali pada sejarah mobil, penulis bersama teman-teman terinspirasi untuk membuat perencanaan sebuah mobil dengan konsep klasik yaitu era pertama kali mobil dibuat dengan mesin empat tak berbahan bakar bensin. Awal abad 19-an, kendaraan hanya difungsikan sebagai alat transportasi belaka, tak heran bila proses pembuatannya belum menjamah aspek estetika dan kenyamanan. Yang penting roda bisa berputar, sehingga pengguna bisa mencapai tujuan dengan waktu yang lebih singkat. Jika dilihat dari segi bentuk, kendaraan dahulu hanya berbentuk kotak dengan tujuan bisa untuk mengangkut penumpang ataupun barang. Kenderaan roda empat secara umum mempunyai beberapa kompoen utama, yaitu : sasis, rangka, body, suspensi, rangkaian penghasil daya, dan rangkaian penerus daya. Sasis adalah bagian dari kendaraan yang berfungsi sebagai penopang bodi dan terdiri dari frame (rangka), engine (mesin), power train (pemindah tenaga), wheels (roda-roda), steering system (sistem kemudi), suspension system (sistem suspensi), brake system (sistem rem), penumpang dan kelengkapan lainnya. Kekuatan dan keamanan sasis memainkan peranan yang penting untuk menghindari kecelakaan fatal. Dengan perkembangan teknologi komputer yang signifikan, masalah desain dapat dengan relatif mudah dilakukan sebelum prototype akhir dibuat. Dengan demikian suatu komponen dapat dievaluasi sebelum diproduksi dan diaplikasikan. Hal inilah yang melatar belakangi penulis melakukan perencanaan terhadap sasis Mobil Harapan yang kemudian dianalisa dengan menggunakan perangkat lunak Ansys Perumusan Masalah Berdasarkan latar belakang di atas, maka yang menjadi perumusan masalah dalam penulisan skipri ini adalah bagaimana merencanakan sebuah sasis dan melakukan analisa dengan bantuan perangkat lunak Ansys 14.0 sehingga sasis aman untuk digunakan. Batasan Masalah Permasalahan dalam perencanaan sasis untuk Mobil Harapan yang direncanakan masih banyak yang tidak dihitung dengan ideal. Sehingga penulis membatasi permasalahan pada : 1. Perencanaan terbatas pada sasis 2. Bahan sasis adalah baja karbon ST42 3. Beban yang diterima sasis adalah beban mesin dan beban penumpang. 4. Beban yang terjadi pada struktur sasis adalah beban statik. Tujuan Penulisan Merujuk kepada hal yang telah dibahas pada bagian rumusan masalah dan batasan masalah sebelumnya, maka tujuan dari penelitian ini adalah untuk : 1. Merencanakan desain struktur sasis Mobil Harapan 2. Melakukan analisa gaya yang terjadi pada sasis Mobil Harapan 3. Melakukan perhitungan tegangan geser 4. Melakukan perhitungan tegangan lentur 5. Melakukan perhitungan defleksi 6. Melakukan analisa menggunakan perangkat lunak Ansys 14.0 pada tegangan geser, tegangan lentur, dan defleksi yang terjadi akibat pembebanan statis. Manfaat Penulisan 1. Mengaplikasikan teori kedalam praktek langsung dengan membuat rekayasa mobil. 2. Konsep rekayasa ini menjadikan wahana latihan para dosen dan mahasiswa dalam mengembangkan kreatifitas dalam perencanaan yang melibatkan analisa Biltek Vol. 4, No. 043 Tahun 2015 Sekolah Tinggi Teknik Harapan 2

3 penelitian dan pengembangan dibidang teknik mesin dalam pencapaian SDM yang berkualitas dan professional. 3. Dosen dan mahasiswa lainnya yang ingin mengembangkan hasil perancangan ini serta dapat dijadikan sebagai pembanding dalam pembahasan pada topik yang sama. 2. Tinjauan Pustaka Sejarah Mobil Sejarah otomotif atau otomobile di mulai awal 1769 dengan dibuatnya mesin bertenaga uap yang mampu menjadi alat transportasi manusia. Pada tahun 1806, mobil pertama yang menggunakan mesin pembakaran internal berbahan bakar gas muncul, yang mengarah pada penemuan mesin modern berbahan bakar bensin pada tahun Hingga mobil listrik yang muncul pada abad ke -20. Kendaraan pertama yang menggunakan tenaga mesin uap dibuat pada akhir abad 18. Nicolas Joseph Cugnot dengan sukses mendemonstrasikan kendaraan tersebut pada tahun Hasil rancangan Nicolas Joseph Cugnot tersebut dibangun oleh M.Brezin. Peningkatan mesin uap paling dikenal dikembangkan di Birmingham, Inggris oleh Lunar Society. Beberapa pioneer awal otomotif dimulai dari mesin motor empat tak yang menggunakan bahan bakar bensin yang dapat dikatakan sebagai bentuk pendorong otomotif modern dibuat oleh penemu jerman yaitu Nikolaus Otto Komponen Utama Mesin Mobil terdiri dari beberapa komponen dasar. Secara kelompok besar maka komponen utama mobil khususnya mobil klasik terbagi atas : 1. Mesin (Engine) Mesin merupakan alat untuk membangkitkan tenaga, ia disebut sebagai penggerak utama. Jadi mesin disini berfungsi merubah energi panas dari ruang pembakaran ke energi mekanis dalam bentuk tenaga putar. 2. Sasis (Chassis) sasis adalah bagian dari kendaraan yang berfungsi sebagai penopang bodi dan terdiri dari frame (rangka), engine (mesin), power train (pemindah tenaga), wheels (roda-roda), steering system (sistem kemudi), suspension system (sistem suspensi), brake system (sistem rem), dan kelengkapan lainnya. 3. Suspensi Suspensi adalah suatau mekanisme dari sekumpulan benda kaku yang dipasangkan di antara body atau rangka dengan rodarada yang berfungsi untuk meredam getaran-getaran atau kejutan-kejutan pada (beban dinamis) yang ditimbulkan oleh keadaan jalan dan juga berfungsi sebagai tumpuan atau penahan berat kendaraan (beban statis). 4. Penerus daya Poros transmisi (transmission shaft) atau sering hanya disebut poros (shaft) digunakan pada mesin rotasi untuk mentransmisikan putaran dan torsi dari satu lokasi ke lokasi lain. Poros mentransmisikan torsi dari driver (motor atau engine) ke driven. 5. Sistem Kemudi Fungsi sistem kemudi adalah untuk mengatur arah kendaraan dengan cara membelokkan roda depan. 6. Roda dan Ban Pada kenderaan roda berfungsi untuk menopang berat motor dan pengendara, menyalurkan daya dorong, pengereman, daya stir padajalan. Disaat yang sama roda juga menyerap tekanan/kejutan dari permukaan jalan Pada sepeda motor roda berfungsi untuk menopang berat motor dan pengendara pada area yang kecil dimana permukaan ban menyentuh permukaan jalan, menyalurkan daya dorong, pengereman, daya stir pada jalan. 7. Rem Sistem rem dalam suatu kendaraan sepeda motor termasuk sistem yang sangat penting karena berkaitan dengan faktor keselamatan berkendara. Sistem rem berfungsi untuk memperlambat dan atau menghentikan sepeda motor dengan cara mengubah tenaga kinetik/gerak dari kendaraan tersebut menjadi tenaga panas. Teori Perancangan Sasis Defenisi merancang adalah merumuskan suatu konsep dan ide yang baru atau merubah konsep dan ide yang sudah ada tersebut dengan cara yang baru dalam usaha memenuhi kebutuhan manusia. Dalam merancang terdapat beberapa aspek yang disebut dengan The Four C s of Design, yaitu : - Creativity Memerlukan kreasi dan sesuatu hal yang belum ada sebelumnya atau belum ada dalam pemikiran perancang sebelumnya. - Complexity Memerlukan pengambilan keputusan terhadap banyaknya variabel dan parameter - Choise Biltek Vol. 4, No. 043 Tahun 2015 Sekolah Tinggi Teknik Harapan 3

4 Memerlukan pilihan diantara berbagai macam kemungkinan solusi yang ada, dari konsep dasar sampai detail yang terkecil dari bentuk. - Compromise Memerlukan kompromi terhadap kebutuhan kebutuhan desain yang saling konflik. Dalam perancangan terdapat beberapa tahap yang harus dilalui sebelum rancangan mulai dimanufaktur. Tahapan desain yang pertama menurut Morris Asimow adalah Conceptual Design. Pada tahapan ini memerlukan kreatifitas yang besar dan terdapat ketidakpastian yang luas. Tahapan yang kedua adalah Embodiment Design dimana pada tahap ini dimulai pemilihan material, dimensi, geometri, serta kemungkinan terjadinya kegagalan. Tahapan yang ketiga adalah Detail Design yang disini merupakan pemeriksaan dari perancangan sebelum proses manufaktur. Pemilihan Material Salah satu bagian penting dari proses perancangan adalah pemilihan material. Pemilihan material ini penting karna akan mempengaruhi apakah desain yang direncanakan dapaat digunakan sesui rencana dan tidak mengalami kegagalan (failure) setelah proses manufaktur. Pemilihan material harus memperhatikan sifat dan karakteristik yang diperlukan, dibatasi dengan spesifikasi atau tuntunan rancangan. Perkembangan pesat material ditandai dengan banyaknya jenis atau tipe material yang ada saat ini, dan masingmasing mempunyai karakteristik, kelebihan dan kekurangan, serta aplikasinya. Beberapa parameter dalam pemilihan material untuk perancangan produk yaitu sifat material dan kemampuan material tersebut. Metode pemilihan material antara lain : Cost vs performance indices Weighted property indices Value analysis Benefit-cost analysis Dalam perancangan tidaklah terlepas hubungan antara kekuatan suatu elemen rangka terhadap beban luar yang bekerja padanya. beban luer ini menyababkan adanya tegangan dalam pada pada elemen mesin tersebut. Suatu perancangan yang baik dan aman haruslah didapatkan bahwa tegangan ini tidak akan pernah melampaui batas maksimalnya. Beberapa sifat mekanik material lainnya seperti kekuatan tarik, kekerasan, ketahanan lelah, keuletan, ketangguhan dan sebagainya perlu juga diketahui. Kekuatan tarik dapat diketahui dengan percobaan tarik yang menghasilkan diagram tegangan dan regangan. Hubungan tegangan regangan yang terjadi dapat digambarkan dalam hukum hooke, yaitu : dimana : Biltek Vol. 4, No. 043 Tahun 2015 Sekolah Tinggi Teknik Harapan 4 E ζ ε = modulus elastic = tegangan yang terjadi = regangan yang timbul karna pembebanan Kekerasan bahan didefinisikan sebagai ketahanan benda terhadap penetrasi gaya dari luar pada permukaannya. Keuletan dikaitkan dengan seberapa besar beban mengalami deformasi plastis sebelum putus. Ketangguhan erat hubungannya dengan energi yang dibutuhkan untuk mematahkan material. Ketahanan lelah berhubungan dengan umur bahan terhadap pembebanan yang berulang. Untuk material yang menerima beban dinamis seperti suspensi, terutama beban yang berfariasi sangat cepat serta dengan lendutan besar, perlu adanya ketahanan lelah yang tinggi pada material pembentukanya. Ansys ANSYS adalah suatu perangkat lunak komputer umum yang mampu menyelesaikan persoalanpersoalan elemen hingga dari pemodelan hingga analisis. Ansys ini digunakan untuk mensimulasikan semua disiplin ilmu fisika baik statis maupun dinamis, analisis struktural (keduaduanya linier dan nonliner), perpindahan panas, dinamika fluida, dan elektromagnetik untuk para engineer. ANSYS dapat mengimpor data CAD dan juga memungkinkan untuk membangun geometri dengan kemampuan yang "preprocessing". Demikian pula dalam preprocessor yang sama, elemen hingga model (jaring alias) yang diperlukan untuk perhitungan dihasilkan. Setelah mendefinisikan beban dan melakukan analisis, hasil dapat dilihat sebagai numerik dan grafis. ANSYS bekerja dengan sistem metode elemen hingga, dimana penyelesaiannya pada suatu objek dilakukan dengan pendeskritisasian dimana membagi atau memecah objek analitis satu rangkaian kesatuan ke dalam jumlah terbatas elemen hingga yaitu menjadi bagian-bagian yang lebih kecil dan dihubungkan dengan node. Hasil yang diperoleh dari ANSYS ini berupa pendekatan dengan menggunakan analisa numerik. Ketelitiannya sangat bergantung pada cara kita memecah model tersebut dan menggabungkannya. Secara umum, suatu solusi elemen hingga dapat dipecahkan dengan mengikuti 3 tahapan. Tahapan

5 Ini merupakan panduan umum yang dapat digunakan untuk menghitung analisis elemen hingga. 1. Model generation: - Penyederhanaan, idealisasi. - Menentukan bahan/sifat material. - Menghasilkan model elemen hingga. 2. Solusi: - Tentukan kondisi batas. - Menjalankan analisisnya untuk mendapatkan solusi. 3. Hasil ulasan: - Plot/daftar hasil. - Periksa validitas. Tinggi = 1300 mm Jarak antara sumbu roda = 1200 mm Berat kosong = 180 kg Jumlah penumpang = 2 60 kg 2. Mesin Mesin yang direncanakan sebagai tenaga penggerak mempunyai spesifikasi sebagai berikut : Jenis = Motor Besin 4 langkah Jumlah silinder = 1 silinder Volume silinder = 150 cc Daya = 16 HP Putaran mesin = 9500 rpm Berat mesin = 70 kg 3. Metode Perancangan Data Awal Perencanaan Data awal yang digunakan sebagai acuan perancangan sasis Mobil Harapan adalah sebagai berikut : 1. Model dan dimensi mobil yang direncanakan Seperti yang diuraikan pada latar belakang, maka model mobil yang direncanakan adalah sebuah mobil dengan konsep klasik. Adapun model mobil yang direncanakan diberikan pada gambar 3.1 dan dimensi mobil yang direncanakan diberikan pada gambar berikut ini. 3. Material Sasis Material Sasis yang direncanakan adalah baja struktural. Sifat mekanik dari baja struktural diambil dari enginering data yang ada pada perangkat lunak Ansys Workbench 14.0, yaitu : Modulus Young = 2 x Pa Density = 7850 kg/m 3 Poisson s ratio = 0.3 Ultimate strength = 4,6 x 10 8 Pa Distribusi Beban Sasis merupakan bagian dari kendaraan yang mempunyai banyak fungsi, sehingga beban yang diterima sasis pada tiap bagiannya tidak sama. Distribusi beban yang terjadi pada sasis diberikan pada gambar berikut ini. Panjang Lebar = 2100 mm = 830 mm Biltek Vol. 4, No. 043 Tahun 2015 Sekolah Tinggi Teknik Harapan 5

6 Sasis Bagian R C - R D Diagram benda bebas DBB bagian R C R D diberikan pada gambar 3.7. Beban yang bekerja pada bagian ini adalah beban mesin yaitu 70 kg. 70 kg 315 mm 315 mm L C L D R C R D Bahan yang digunakan untuk sasis adalah Hollow 40 x 60. Bagian penampang bahan diberikan pada gambar berikut. Dari gambar 3.7 diperoleh : ΣMR C = 0 (70 x 315) (R D x 630) = 0 R B = 35 kg ΣMR D = 0 (70 x 315) (R C x 630) = 0 R C = 35 kg Perhitungan Kekuatan Sasis Dalam perhitungan kekuatan sasis, perhitungan berdasarkan beban terbesar yang diterima oleh sasis. Beban terbesar pada sasis diberikan oleh beban penumpang, yaitu sebesar 60 kg atau 600 N. Ditinjau dari tegangan geser τ : Faktor Keamanan S f = 8 Sasis Bagian R A - R B Diagram benda bebas DBB bagian R A R B diberikan Beban yang bekerja pada bagian ini adalah beban penumpang yaitu 120 kg. 120 kg 415 mm 415 mm L A L B maka : Untuk menghitung tegangan geser digunakan persamaan : R A diperoleh : ΣMR A = 0 (120 x 415) (R B x 830) = 0 R B = 60 kg ΣMR B = 0 (120 x 415) (R A x 830) = 0 R A = 60 kg R B dimana : maka : Biltek Vol. 4, No. 043 Tahun 2015 Sekolah Tinggi Teknik Harapan 6

7 Ditinjau dari tegangan bengkok σ : Untuk menghitung tegangan bengkok digunakan persamaan : dimana : maka : 4. Simulasi Dan Pembahasan Pembuatan Modeling maka : Pemodelan sasis dilakukan dengan menggunakan bantuan perangkat lunak Autocad Hasil pemodelan poros diberikan pada gambar ini. Ditinjau dari defleksi δ : Diagram benda bebas DBB defleksi batang sasis diberikan pada gambar 3.8. Beban yang bekerja pada bagian ini adalah beban penumpang yaitu R A = 60 kg. 60 kg Simulasi Menggunakan Ansys Workbench mm 900 mm Membuka Ansys Workbench 14.0 R DPN L 1 L 2 L R BLK Untuk membuka Ansys Workbench 14.0 dimulai dengan mengklik start menu Ansys Workbench. Tampilan layar pembuka Ansys 14.0 dan tampilan jendela kerja Workbench secara berurutan diberikan pada gambar berikut ini. Untuk menghitung defleksi yang terjadi digunakan persamaan : dimana : = 0,3 m = 0,9 m = 1,2 m Biltek Vol. 4, No. 043 Tahun 2015 Sekolah Tinggi Teknik Harapan 7

8 Menentukan Analisys System Seperti yang telah dijelaskan pada batasan masalah, bahwa Simulasi yang digunakan dalam analisa adalah Static Structural. Maka langkah selanjutnya adalah dengan mengklik Static Structural pada toolbox. Selanjutnya akan muncul jendela kerja seperti yang diberikan pada gambar berikut ini. Menentukan Geometry Fitur Geometry adalah fasilitas yang diberikan Ansys Workbench yang bertujuan untuk mendesain sebuah model yang akan dianalisa. Dalam kasus ini model didesain dengan menggunakan perangkat lunak Autocad Yang dilakukan untuk menampilkan hasil pemodelan tersebut adalah : 1. Mengklik kanan pada Geometry Import Geometry Browse Pilih Geometry yang sudah di desain menggunakan Autocad Seperti yang diberikan pada gambar berikut ini. 2. Engineering Data Engineering Data adalah fitur yang bertujuan untuk menentukan jenis material yang digunakan pada objek yang akan dianalisa. Jenis material yang digunakan pada sasis adalah Struktural Steel. Langkah yang dilakukan pada tahap ini adalah dengan mengklik dua kali pada Engineering Data Structural Steel Return to Project. Maka akan muncul outline seperti pada gambar berikut ini. 3. Setelah selesai mengimport geometry, maka pada geometry akan muncul tanda centang ( ) seperti gambar ini. Material Structural 4. Untuk memunculkannya pada layar Design Modeler, maka klik dua kali pada Geometry Generate. Maka hasil import Biltek Vol. 4, No. 043 Tahun 2015 Sekolah Tinggi Teknik Harapan 8

9 geometry akan muncul pada layar seperti pada gambar ini. 5. Untuk melanjutkan ke tahapan Model maka harus keluar terlebih dahulu dari jendela design modeler dengan mengklik pada menu File Close design modeler. Klik kanan pada Static Structural (A5) Pilih Force lagi Klik Surface Define by Component Arah Z isikan N. Hasil pemberian beban diberikan pada gambar ini. Meshing Meshing merupakan bagian integral dari simulasi rekayasa dibantu proses komputer. Meshing mempengaruhi akurasi, dan kecepatan konvergensi dari solusi. Pemberian meshing pada benda kerja dilakukan dengan cara : Klik Mesh Generate Meshing Hasil meshing diberikan pada gambar ini. 2. Memberikan tumpuan (Fixed Support) Klik kanan pada Static Structural Fixed Support Klik bagian yang akan dijadikan tumpuan pada model. Hasil pemberian tumpuan diberikan pada gambar ini. Analisys Model Analisys model akibat pembebanan terdiri dari Total Deformation, dan Equivalent Stress. Langkah langkah yang dilakukan adalah : 1. Memberikan pembebanan (Force) Klik kanan pada Static Structural (A5) Pilih Force Klik Surface Define by Component Arah Y isikan 1200 N. Hasil pemberian beban diberikan pada gambar berikut. 3. Menentukan Solution Klik kanan pada Solution (A6) Insert Total Deformation, dan Equivalent Stress. Seperti diberikan pada gambar ini. Biltek Vol. 4, No. 043 Tahun 2015 Sekolah Tinggi Teknik Harapan 9

10 Pembahasan 4. Melihat hasil simulasi (Solve) Untuk melihat hasil simulasi klik Solve Hasil simulasi yang memperlihatkan Total Deformation, Equivalent Stress dan Shear Stress berturut turut diberikan pada gambar berikut ini. Berdasarkan hasil simulasi menggunakan Ansys Workbench 14.0 defleksi yang terjadi akibat pembebanan seperti yang diberikan gambar 4.15 yaitu sebesar 0, m atau 0,17991 mm, sedangkan berdasarkan hasil perhitungan yaitu sebesar 0,17 mm. Tegangan lentur maksimum yang terjadi akibat pembebanan berdasarkan hasil simulasi seperti diberikan gambar 4.16 yaitu sebesar 5,2372 x 10 7 Pa atau 52,372 N/mm 2, sedangkan berdasarkan hasil perhitungan yaitu sebesar 50,14 N/mm 2. Tegangan geser maksimum yang terjadi akibat pembebanan berdasarkan hasil simulasi seperti diberikan gambar 4.17 yaitu sebesar 2,6456 x 10 6 Pa atau 2,6456 N/mm 2, sedangkan berdasarkan hasil perhitungan yaitu sebesar 2,06 N/mm 2. Besarnya defleksi, tegangan lentur, dan tegangan geser pada sasis berdasarkan hasil perhitungan dan simulasi diberikan pada tabel berikut ini. Properti Teganga n geser (σ) Teganga n lentur (σ) Defleksi (δ) Perhitunga n Simulas i Maksima l 2,6456 2,06 86 N/mm 2 N/mm 2 N/mm 2 52,372 50,14 107,5 N/mm 2 N/mm 2 N/mm 2 0,17991 mm 0,17 mm Biltek Vol. 4, No. 043 Tahun 2015 Sekolah Tinggi Teknik Harapan 10

11 5. Kesimpulan Dari hasil perhitungan dan simulasi menggunakan perangkat lunak Ansys Workbench 14.0, diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. Besarnya tegangan geser dari hasil perhitungan (η) = 2,06 N/mm 2 2. Besarnya tegangan lentur dari hasil perhitungan (ζ) = 50,14 N/mm 2 3. Besarnya defleksi dari hasil perhitungan (δ) = 0,17 mm 4. Shear Stress (η) dari hasil simulasi = 2,6456 N/mm 2 5. Equivalent Stress (ζ) dari hasil simulasi = 52,372 N/mm 2 6. Total Deformation (δ) dari hasil simulasi = 0,1799 mm Saran 1. Untuk pengembangan lebih lanjut, akan lebih baik jika dilakukan analisa kekuatan sasis pada kondisi beban dinamis. 2. Bagi yang ingin melakukan pabrikasi, akan lebih baik jika beban yang akan diterima sasis ditinjau ulang untuk hasil yang lebih baik. Lawrence H. Van Vlack, Ilmu dan Teknologi Bahan, Erlangga, Jakarta Norton, R., Machine Design: An Integrated Approach, Upper Saddle River: Prentice-Hall, Rajendra Karwa, Machine Design, 2nd Edition, Laxmi Publication (P) Ltd., New Delhi, Sularso, Kiyokatsu Suga, 1997, Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, Pradya Paramita, Jakarta. Sebayang, D., Kekuatan Bahan (teori kokohstrength of materials), Erlangga:Jakarta Yang, T.Y., 1986, Finite Element Structural Analysis, Prentice- Hall,Inc,Englewood Cliffs. 6. Daftar Pustaka ANSYS Mechanical APDL Structural Analisis Guide, Release 14.0, U.S.A, 2011 Hariandja, B., Mekanika Bahan dan Pengantar Teori Elastisitas, Erlangga:Jakarta Huei-Huang Lee., Finite Element Simulations with ANSYS Workbench 14.0, Theory Applications Case Studies, Schroff Development Corporation Gere, J.M., dan Timoshenko, S.P., Mekanika Bahan Edisi Keempat Jilid 1 dan 2, Erlangga:Jakarta J.E shigley and C.R Mischake, Mechanical Engineering Design, McGraw Hill Publication, Edition Joseph E.Shigley, Larry D Mitchel, Gandi Harahap, Perencanaan Teknik Mesin 2, Erlangga, Jakarta. Khurmi, R.S. and Gupta J.K., Text book on Machine Design, Eurasia Publishing House, New Delhi, Biltek Vol. 4, No. 043 Tahun 2015 Sekolah Tinggi Teknik Harapan 11