ANALISIS STRUKTUR CHASSIS SEMI-MONOCOQUE BUS LISTRIK MEDIUM DENGAN METODE ELEMEN HINGGA

Abstract

Pengembangan kendaraan, khususnya kendaraan listrik di Indonesia diatur dalam Peraturan Presiden No. 55 Tahun 2012 tentang Kendaraan. Regulasi ini ditujukan untuk meningkatkan penggunaan kendaraan berbasis baterai (listrik) sebagai alat transportasi umum ataupun pribadi. Pada pengembangan bus listrik ukuran medium ini dibutuhkan sebuah rangka chassis yang berfungsi sebagai penopang semua beban kendaraan. Chassis harus memiliki kekuatan untuk menahan beban dan dapat mendistribusikan beban yang baik, serta harus cukup kaku untuk menahan kejutan, twist, getaran dan tekanan lainnya. Oleh karenanya tegangan maksimum, derformasi, dan kekakuan torsional merupakan kriteria penting untuk desain chassis. Tujuan dari penelitian ini adalah Mengetahui model pembebanan dan constrain yang bekerja pada chassis semi-monocoque, mengetahui nilai tegangan, deformasi, dan safety factor dari chassis semi-monocoque yang dirancang terhadap pembebanan vertikal dan lateral, serta mengetahui nilai kekakuan torsional chassis semi-monocoque dalam menahan beban torsi. Pembebanan vertikal berasal dari gaya normal keseluruhan komponen yang ditopang chassis bus. Pembebanan lateral berasal dari gaya normal dan gaya sentrifugal yang dialami bus ketika berbelok dengan kecepatan dan radius belok ackerman tertentu. Pembebanan torsional berdasarkan distribusi gaya yang diterima pada bagian depan dan belakang suspensi bus listrik untuk menentukan nilai front torsional stiffness dan rear torsional stiffness. Bus listrik medium menggunakan 2 material penyusun struktur chassis, yaitu SS 201 dan SPA-H dengan variasi ketebalan 1 mm – 8 mm. Simulasi dilakukan menggunakan software ANSYS Workbench 2021 R2. Analisa pembebanan vertikal menunjukan chassis semi-monocoque mengalami distribusi tegangan sebesar 126,36 MPa, deformasi total sebesar 2,472 mm, deformasi arah Z terbesar pada 2,044 mm, dan safety factor 2,31. Analisa pembebanan lateral dengan variasi kecepatan dan radius belok ideal dalam menghadapi beban lateral terbesar senilai 13394,364 N dengan kecepatan sebesar 5,55 m/s dan radius belok 15 m, menunjukan bahwa chassis mengalami distribusi tegangan maksimal 136,04 Mpa, deformasi total 2,199 mm, dan safety factor sebesar 2,146.  Analisa pembebanan torsional menghasilkan nilai front torsional stiffness sebesar 11,589 kNm/deg dan rear torsional stiffness sebesar 6,525 kNm/deg. Berdasarkan keseluruhan analisa, chassis semi-monocoque bus listrik medium dinyatakan tergolong aman untuk digunakan.