PEMODELAN DAN ANALISA DINAMIKA (ENERGI TERDISIPASI) PADA GERAK VERTIKAL ANTARA BOGIE DAN GERBONG KERETA API

Transkripsi

1 SIDANG TUGAS AKHIR PEMODELAN DAN ANALISA DINAMIKA (ENERGI TERDISIPASI) PADA GERAK VERTIKAL ANTARA BOGIE DAN GERBONG KERETA API Disusun oleh Yohanes Dhani Kristianto ( ) Dosen pembimbing Ir. YUNARKO TRIWIWARNO MT. TEKNIK MESIN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

2 LATAR BELAKANG Motor Mobil Kereta Api Pesawat terbang Transportasi Minya bumi Premium Pertama Solar Bensol Panas Gera Getaran Energi yang terbuang ENERGY HARVESTING KERS TERS VEH Maa dibutuhan analisa terhadap sistem suspensi

3 PERUMUSAN MASALAH Berapa besar potensi energi yang terdapat pada sistem suspensi ereta api etia sedang berjalan? Bagaimana pengaruh perbedaan besar inputan yang diberian terhadap respon gera ereta api?

4 TUJUAN PENELITIAN Memodelan, mensimulasi dan menganalisa dinamia gera ereta api Menganalisa besarnya potensi energi yang tersedia pada sistem suspensi ereta api

5 BATASAN MASALAH Keepatan ereta api bernilai onstan Pemodelan pada buah gerbong ereta dengan pemodelan ¼ model Energi yang dianalisis hanya energi yang dipengaruhi oleh redaman pada sistem suspensi gerbong ereta api

6 MANFAAT PENELITIAN Menyediaan data besar potensi energi yang tersedia pada sistem suspensi ereta api pada ondisi jalan dan eepatan tertentu Mengetahui hasil dari pemodelan dan analisa yang dilauan

7 STUDI LITERATUR Prof. Lei Zuo New Yor State University Hanya 0-6 persen energi bahan baar yang efetif digunaan untu mendorong endaraan Maros Arizti Tempere University of Tehnology Melauan studi mengenai metode yang paling relevan dalam memanen energi di suspensi endaraan Perusahaan Innowatteh Program pemanenan energi piezoeletri jalan, trotoar dan rel ereta. Rel ereta api rangaian bantalan piezoeletri diantara rel dan bantalan tidur rel yang terhubung langsung dengan stasiun loal yang terait.

8 BOGIE Penopang gerbong Dua perangat roda / lebih yang di gabungan oleh ranga / frame Dilengapi sistem pemegasan, pengereman, dengan / tanpa peralatan penggera dan seara eseluruhan berfungsi sebagai penduung ranga dasar dari badan endaraan Fungsi untu meningatan apasitas dan enyamanan gerbong

9 SISTEM SUSPENSI Kumpulan omponen tertentu yang berfungsi meredam ejutan, getaran yang terjadi pada endaraan aibat permuaan jalan yang tida rata yang dapat meningatan enyamanan berendara dan pengendalian endaraan. Pegas KOMPONEN Peredam Lengan suspensi

10 GETARAN Gera bola-bali melalui titi esetimbangan Sumber Getaran Jumlah DOF getaran bebas getaran pasa getaran single DOF getaran multi DOF Ada/Tidanya Redaman getaran teredam getaran ta teredam

11 MULTI DOF } { } ]{ [ } ]{ [ } ]{ [ F m = + + Persamaan gera Persamaan gera menjadi i i i i i i i i i i i i i i i i i F m = ) ( ) ( Dimana untu massa m ) ( ) ( F m =

12 MULTI DOF Dimana = nn n n n n n m m m m m m m m m m m m m ] [ = nn n n n n n ] [ = nn n n n n n ] [ = ) ( ) ( ) ( } { 2 t t t n = ) ( ) ( ) ( } { 2 t t t n = ) ( ) ( ) ( } { 2 t t t n = ) ( ) ( ) ( } { 2 t F t F t F F n

13 METODOLOGI Mulai Studi literatur (Energy Harvesting dan Mehanial Vibration) Observasi suspensi dan gerbong ereta General Flowhart Pemodelan dan penurunan rumus Simulasi hasil pemodelan pada simulin Tida Respon Analisa respon gera ereta dan analisa potensi energi pada sistem suspensi Ya Kesimpulan dan saran Selesai

14 INPUT PARAMETER 20 m/s KECEPATAN 30 m/s 40 m/s AMPLITUDO 2 m 2,5 m 3 m Parameters Mean values Parameters Mean values m v g m b g V Ns/m I b gm v N/m bf = br Ns/m l wf = l wr.2 m bf = br N/m m wf = m wr 700 g

15 POTENSI ENERGI YANG TERSEDIA PENURUNAN RUMUS PERSAMAAN GERAK BLOK DIAGRAM STATE VARIABLE EQUATION SIMULINK MATHLAB RESPON PERKALIAN MATRIK DAYA YANG TERSEDIA

16 PERHITUNGAN DAYA Menggunaan Simulin Matlab untu mendapatan nilai daya

17 PEMODELAN MATEMATIS KERETA Keterangan: m v : Masa gerbong v : Konstanta redaman pegas gerbong v : Konstanta pegas gerbong m b : Masa bogie b : Konstanta redaman pegas bogie b : Konstanta pegas bogie l wr : Jara pusat roda belaang terhadap pusat bogie l wf : Jara pusat roda depan terhadap pusat bogie

18 PERSAMAAN GERAK

19 STATE SPACE METHOD

20 MATRIKS A

21 PEMODELAN SIMULINK BLOK DIAGRAM

22 A=3m HASIL DAN ANALISA RESPON KERETA EKSITASI IMPULSIVE DENGAN v=20m/s A=2m A=2,5m

23 A=3m HASIL DAN ANALISA RESPON KERETA EKSITASI IMPULSIVE DENGAN v=30m/s A=2m A=2,5m

24 A=3m HASIL DAN ANALISA RESPON KERETA EKSITASI IMPULSIVE DENGAN v=40m/s A=2m A=2,5m

25 A=3m HASIL DAN ANALISA RESPON KERETA EKSITASI SINUSOIDAL DENGAN v=20m/s A=2m A=2,5m

26 A=3m HASIL DAN ANALISA RESPON KERETA EKSITASI SINUSOIDAL DENGAN v=30m/s A=2m A=2,5m

27 A=3m HASIL DAN ANALISA RESPON KERETA EKSITASI SINUSOIDAL DENGAN v=40m/s A=2m A=2,5m

28 HASIL DAN ANALISA ENERGI TERDISIPASI EKSITASI IMPULSIVE DENGAN v=20m/s A=2m A=2,5m A=3m

29 HASIL DAN ANALISA ENERGI TERDISIPASI EKSITASI IMPULSIVE DENGAN v=30m/s A=2m A=2,5m A=3m

30 HASIL DAN ANALISA ENERGI TERDISIPASI EKSITASI IMPULSIVE DENGAN v=40m/s A=2m A=2,5m A=3m

31 HASIL DAN ANALISA ENERGI TERDISIPASI EKSITASI SINUSOIDAL DENGAN v=20m/s A=2m A=2,5m A=3m

32 HASIL DAN ANALISA ENERGI TERDISIPASI EKSITASI SINUSOIDAL DENGAN v=30m/s A=2m A=2,5m A=3m

33 HASIL DAN ANALISA ENERGI TERDISIPASI EKSITASI SINUSOIDAL DENGAN v=40m/s A=2m A=2,5m A=3m

34 PERBANDINGAN NILAI ENERGI TERDISIPASI EKSITASI IMPULSIVE v=20 m/s v=30 m/s v=40 m/s

35 PERBANDINGAN NILAI ENERGI TERDISIPASI EKSITASI SINUSOIDAL v=20 m/s v=30 m/s v=40 m/s

36 PERBANDINGAN NILAI ENERGI TERDISIPASI DAYA RMS (Root Mean Square) Variabel Daya RMS (Watt) Keepatan Amplitudo Esitasi Bump Esitasi Sinusoidal 2 m V (20m/s) 2.5 m m m V 2 (30m/s) 2.5 m m m V 3 (40m/s) 2.5 m m

37 KESIMPULAN 2 Respon gera roda > Respon gera body Respon gera roda pada V=40 m/s > Respon gera roda pada V=20 m/s dan V=30 m/s 3 >> Keepatan = >> Energi Terdisipasi pada Sho Absorber

38 Mohon saran, riti dan masuannya demi tersempurnanya TUGAS AKHIR ini Teni Mesin Institut Tenologi Sepuluh November Surabaya