Jurnal Teknologi Kedirgantaraan.
Vol.
5 No.
Januari 2020.
P-ISSN 2528-2778.
E-ISSN 2684-9704 DOI : https://doi.
org/10.
35894/jtk.
ANALISIS NUMERIK EFEK TUMBUKAN DAN POLA
DEFORMASI CRASH BOX BERBENTUK ORIGAMI
Romario Fransisco.
Sahril Afandi.
Bismil Rabeta* Prodi Teknik Penerbangan.
Fakultas Teknologi Kedirgantaraan.
Universitas Dirgantara Marsekal Suryadarma.
Jakarta * Corresponding Author bismilrabeta@yahoo.
Abstrak.
Crash Box adalah batang longitudinal yang terintegrasi dengan bumper yang digunakan untuk menyerap energi tumbukan akibat tabrakan melalui proses deformasi .
rogressive bucklin.
Tujuan dari analisis ini adalah untuk mengetahui respon tabung crash box ketika dikenakan beban tumbukan dengan kecapatan rendah.
Selain itu analisis ini juga untuk mengetahui besarnya Pmax .
eak forc.
terhadap variasi geometri yang meghasilkan output berupa nilai gaya terhadap perpindahan, sebagai acuan untuk menentukan nilai dari mean crushing force (Pmea.
dan crushing force efficiency (CFE).
Pada setiap model memiliki mean crushing force (Pmea.
dan crushing force efficiency (CFE) yang berbeda-beda.
Pada model 1 memiliki nilai mean crushing force (Pmea.
976 kN dan crushing force efficiency (CFE) sebesar 0.
584, model 2 memiliki nilai mean crushing force (Pmea.
sebesar 458 kN dan crushing force efficiency (CFE) sebesar 0.
789, dan model 3 memiliki nilai mean crushing force (Pmea.
282 kN dan crushing force efficiency (CFE) sebesar 0.
Kata Kunci: Crash box, metode elemen hingga, progressive buckling, crushing force efficiency (CFE), deformasi.
Abstract.
Crash box is a longitudinal bar integrated with a bumper of the car is used to absorp the energy due to collision through a process of deformation .
rogressive bucklin.
The purpose of this analyis is to determine the response of the crash box when the subject to collision load with low speed.
In addition, this analysis is also to determine the value of Pmax .
eak forc.
against the geometry variations of the crash box that produce the value of the force on the displacement and as a reference to determine the value of mean crushing force (Pmea.
and crushing force efficiency (CFE).
Every models has a different the value of mean crushing force (Pmea.
and crushing force efficiency (CFE).
In model 1 has a Pmean value of 976 kN and a CFE value of 0.
Model 2 has a Pmean value of 10.
458 kN and a CFE value of 0.
789, and Model 3 has a Pmean value of 9.
282 kN and a CFE value of 0.
Keywords : Crash Box, finite element methods, progressive buckling, crushing force efficiency (CFE), deformation.
PENDAHULUAN
Seiring keamanan pada kendaraan banyak sekali sistem keamanan yang diterapkan oleh produsen kendaraan khususnya roda empat seperti bumper, crash box, airbags, seat belt, dan ABS brakes.
Gambar 1 menunjukkan persentase dari tiap jenis tabrakan dimana jenis tabrakan ini sering terjadi karena kepadatan arus lalu lintas yang tinggi.
Jenis tabrakan ini terjadi akibat tabrakan dengan mobil lain maupun tabrakan dengan benda-benda lain.
Gambar 1.
Distribusi kecelakaan mobil di dunia berdasarkan tipe tabrakan .
Meninjau hal tersebut, standar keselamatan kendaraan yang lebih baik sangat Bumper dan crash box berguna untuk melindungi kabin penumpang dari tabrakan arah depan struktur mobil.
Desain dan produksi dari sebuah bumper harus dilakukan secara teliti berguna untuk menghasilkan ketahan bumper yang Bumper memliki peran penting dampat tabrakan pada mobil.
Sistem ini bekerja dengan cara menyerap energi akibat tabrakan dan akan berdeformasi.
Crash box yang diletakan diantara bumper dan rangka pada bagian depan kendaraan merupakan bagian yang sangat penting sebagai penyerap energi tumbukan menjadi deformasi dari hal tabrakan.
Apabila terjadi tumbukan dan crash box tidak terjadi deformasi maka, maka beban tumbukan tersebut akan langsung diteruskan ke dalam daerah kabin, dan penumpang akan langsung merasakan beban tumbukan Oleh karena itu, seluruh energi tumbukan harus dapat diserap oleh crash box dan menjadi kerusakan plastis pada crash box tersebut.
II.
METODE PENELITIAN
Dimensi Pemodelan Geometri Pemodelan crash box menggunakan bahan Allumunium 6063-T1 dengan variasi pada jarak antar sudut untuk masing-masing model dari ke 3 model yang dianalisis.
Gambar 2 Struktur bumper dan crushing box.
Gambar 3.
Penjelasan dimensi pada geometri crash box .
Tabel 1.
Dimensi geometri crash box Model .
(A) v.
Ke 1 Ke 2 Ke 3 Model 3 Model 2 Model 1 Gambar 4.
Model 1, 2, dan 3 Pemodelan Pemodelan konstruksi crash box dilakukan dengan menggunakan software berbasis components, assemblies and visualizing the finite element analysis result yaitu abaqus/CAE.
Menggunakan Aluminum
6063-T1,
didasarkan karena kualitas material yang baik dan mudah didapat.
Model 3 Model 1 Model 2 Gambar 6.
Proses Model Saat Mesh Meshing Proses meshing pada seluruh model dengan jenis element meshing adalah S4R dan jumlah element meshing yang berbedabeda.
Meshing dilakukan dalam beberapa tahap yaitu sebagai berikut :
Model 1 Model 2 Model 3 Gambar 7.
Model Hasil meshing Kondisi Pembebanan Model 1 Model 2 Model 3 Gambar 5.
Model Sebelum Mesh Kondisi ini menjelaskan tentang kecepatan awal impactor .
itunjukkan di bagian to.
terhadap objek titik tumbukan predefined fields pada tabung crash box dengan origami dengan tujuan untuk mengetahui model paling efisien untuk menerima crushing force akibat tumbukan yang Gaya (N) 8 m/s.
Gambar 8.
Menentukan kondisi awal kecepatan Kondisi Batas Perpindahan .
Gambar 10.
Mode deformasi dan grafik gaya terhadap perpindahan crash box model 1 Gaya (N) Kondisi .
oundary menjelaskan batasan- batasan yang ditentukan oleh penulis pada model tabung crash box.
Menentukan batas kondisi letak BC .
oundary conditio.
dengan memilih encastre lalu menandakan bagian tumpu pada bagian bidang tabung crash box bertujuan untuk menentukan letak fix tumpuan material struktur yang menahan deformasi tumpuan tumbukan oleh impactor Proses ini juga adalah menentukan komponen yang tetap tak bergerak.
Perpindahan .
Gaya (N) Gambar 11.
Mode deformasi dan grafik gaya terhadap perpindahan crash box model 2 Boundary Condition Gambar 9.
Menentukan batas kondisi letak BC .
oundary conditio.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Analisis Pada penelitian ini, simulasi analisis menggunakan 3 model crash box berbentuk Perpindahan .
Gambar 12.
Mode deformasi dan grafik gaya terhadap perpindahan crash box model 3 Mean Crushing Force .
N) Model 1 Model 2 Displacement .
Gambar 13.
Perbandingan grafik mean crushing force dari 3 model Hasil analisis dari ketiga model crash box berbentuk origami ini memiliki pola deformasi lipatan yang berbeda dan nilai Pmax yang berbeda-beda.
Pada Model 1 (Gambar .
memili nilai Pmax sebesar 218 kN.
Lalu pada Model 2 (Gambar .
memiliki nilai Pmax sebesar 13.
Terakhir pada Model 3 (Gambar .
memiliki nilai Pmax sebesar 11.
619 kN.
Dan hasil perhitungan rata-rata dari grafik mean crushing force .
N) untuk model 1 bernilai 976 kN, untuk model 2 bernilai 10.
kN, dan untuk model 3 bernilai 9.
282 kN.
Dari hasil analisis numerik pada perbedannya pada Gambar 10 hingga Gambar 13.
IV.
Pada penelitian ini telah dilakukan uji simulasi dan analisa numerik untuk menentukan model crash box berbentuk origami yang paling efisien dalam menyerap energi saat menerima efek Berdasarkan hasil nilai uji simulasi dan analisa numerik yang telah dilakukan maka didapatkan beberapa hal sebagai berikut :
Efek tumbukan pada model pertama hingga ketiga crash box memiliki pola deformasi yang makin banyak dalam hal lipatan,sehingga dapat diurutkan dari model yang memiliki pola lipatan sedikit hingga yang lebih banyak yaitu pertama adalah model 1, lalu model 2, dan terakhir adalah model 3.
Dimana menghasilkan nilai Pmax yang makin Mendapatkan nilai maksimum dari crushing force atau disebut Pmax dari ke 3 model crash box berbentuk origami dengan kecepatan 9.
8 m/s yaitu nilai Pmax terendah adalah model 3 sebesar 619 kN.
Mendapatkan nilai crushing force efficiency (CFE) terbesar dari ke 3 model crash box yaitu pada model 3 8 %.
Analisis Numerik Pada membandingkan hasil pada setiap model yang telah dianalisis untuk mencari perbedaan-perbedaan yang signifikan.
KESIMPULAN
Sehingga dapat disimpulkan secara keseluruhan dari 3 faktor diatas bahwa penyerapan energi pada model 3 merupakan penyerapan paling ideal dari ke 3 model crash box.
Tabel 3.
1 Tabel perbandingan signifikan crash box
Indikator Model 1
Model 2
Model 3
Pmax
N) Pmean
N) CFE
DAFTAR PUSTAKA