SIDANG TUGAS AKHIR ANALISA DESAIN STRUKTUR DAN KESTABILAN SUSPENSI PASSIVE PADA SMART PERSONAL VEHICLE 2 RODA Disusun oleh Yonathan A. Kapugu (2106100019) Dosen pembimbing Prof. Ir. IN Sutantra, M.Sc., Ph.d JURUSAN TEKNIK MESIN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER 2012
CARA KERJA
PENELITIAN SEBELUMNYA
LATAR BELAKANG Sumber bahan bakar menipis Efek polusi kendaraan bermotor Kendaraan Futuristis Profil permukaan Jalan
PERUMUSAN MASALAH Desain Vehicle dengan kapasitas 1 penumpang dengan berat penumpang 80 kg Material yang aman untuk desain kendaraan Dinamika Kendaraan
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
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
MANFAAT PENELITIAN Membuat model Segway bersuspensi pasif pada kendaraan tersebut Mensimulasikan permodelan pada software ANSYS V.12 dan Matlab Simulink
Properties Volume 7814.8 cm³ Volume 6.7342e+00 5 mm³ Mass 4.6327 kg Mass 42335 g Properties Volume 3.0744e+006 mm³ Mass 5.9178 kg
PREDIKSI TITIK BERAT KENDARAAN
ANALISA TITIK BERAT KENDARAAN
Hasil dan Analisa
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 1 2 2 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 63000 T = n 1 T T 2 1 Gaya tangensial (Ft): T Ft = 2 d Ft = Fncosθ Beban dinamis (Fd): 600 + 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
ANALISA GEARBOX Pengecekan dengan Metode AGMA Bending Pengecekan Keausan dengan AGMA Wear Equation Check roda gigi berdasarkan Wear Load (Buckingham)
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 8 8 5 Jumlah gigi 16 84 6 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 8 8 5 Jumlah gigi 32 80 6 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 8 8 5 Jumlah gigi 32 80 6 Bahan ASTM 35 BHN 220 ASTM 35 BHN 220
PERHITUNGAN POROS Poros 2 Bidang Momen Vertikal Bidang Momen Horisontal
Poros 3 Bidang Momen Vertikal Bidang Momen Horisontal
Poros 4 Bidang Momen Vertikal Bidang Momen Horisontal
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
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
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
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
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
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
PERHITUNGAN DAYA MOTOR
FREE BODY DIAGRAM
Free body diagram 1 2
Analisa Desain Struktur
Analisa Desain Struktur
Analisa Desain Struktur
Analisa Desain Struktur
Analisa Desain Struktur
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
Analisa Desain Struktur Properties Volume 3,7686e+006 mm³ Mass 29,584 kg Scale Factor Value 1, Statistics Bodies 76 Active Bodies 1 Nodes 10104 Elements 4900 Mesh Metric None
Perencanaan Sistem Suspensi
Desain suspensi
Perencanaan Sistem Suspensi
Teori kenyamanan (JaneWay)
Input Parameter pada Matlab Jenis Ban Ban Bias 5.6x13 Ban Radial 165x13 Tekanan Ban (psi) Koefisien Redaman (kn.s/m) 15 4.59 20 4.89 25 4.52 30 4.09 35 4.09 15 4.45 20 3.68 25 3.44 30 3.43 35 2.86
Hasil dan Analisa
Simulink Block Diagram
HASIL DAN ANALISA Respon Body Kendaraan Pada Eksitasi Impulsive Respon Roda Kendaraan Pada Eksitasi Impulsive
HASIL DAN ANALISA Perbandingan Respon Body Kendaraan dengan Input Eksitasi Sinusoidal dan Impulsif
HASIL DAN ANALISA ANALISA RESPON GERAK PADA BODY Respon Gerak Body Akibat Eksitasi Impulsif 20 m/s
HASIL DAN ANALISA ANALISA RESPON GERAK PADA BODY Respon Gerak Body Akibat Eksitasi Sinusoidal 10m/s 2 m/s
HASIL DAN ANALISA ANALISA RESPON GERAK PADA BODY Percepatan Maksimum 0.8 g 1.5 g
KESIMPULAN
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
TERIMA KASIH Mohon saran dan kritik demi kesempurnaan Tugas Akhir ini