skip to main content

PEMODELAN DAN SIMULASI BRAKE PAD UNTUK SEBUAH KERETA API CEPAT

*Devi Veronica  -  Department of Mechanical Engineering, Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Sudarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia 50275, Indonesia
Paryanto Paryanto  -  Department of Mechanical Engineering, Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Sudarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia 50275, Indonesia
Mohammad Tauviqirrahman  -  Department of Mechanical Engineering, Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Sudarto, SH, Tembalang, Semarang, Indonesia 50275, Indonesia

Citation Format:
Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh variasi geometri brake pad terhadap distribusi temperatur, deformasi, dan tegangan termal pada sistem rem cakram kereta api cepat menggunakan metode elemen hingga. Variasi geometri yang digunakan meliputi Hexagon-18, Triangle-18, Triangle-10, dan Triangle-10 dengan central ventilation hole. Simulasi dilakukan secara transient thermal–static structural coupling satu arah (one-way coupling) menggunakan perangkat lunak ANSYS Workbench. Hasil simulasi menunjukkan bahwa geometri Hexagon-18 memiliki temperatur maksimum terendah sebesar 305,6 °C, sedangkan Triangle-10 dengan ventilasi menghasilkan temperatur tertinggi sebesar 408,9 °C. Dari sisi mekanik, tegangan ekuivalen (von Mises) maksimum tertinggi ditemukan pada geometri Hexagon-18 sebesar 143,8 MPa, sedangkan nilai terendah diperoleh pada Triangle-18 sebesar 55,6 MPa. Berdasarkan dua kriteria utama temperatur maksimum dan konsentrasi thermal stress, geometri Triangle-18 dinyatakan sebagai desain paling optimal karena mampu menjaga suhu tetap stabil sekaligus meminimalkan konsentrasi tegangan tanpa menghasilkan deformasi berlebih.

Fulltext View|Download
Keywords: brake pad; distribusi temperatur; kereta api cepat; metode elemen hingga; tegangan termal
  1. R. Limpert, Brake Design and Safety, 3rd ed. Warrendale, PA, USA: SAE International, 2011
  2. S. H. Lee, “Numerical evaluation of temperature distribution in high-speed train disc brakes,” Int. J. Mech. Eng. Res., vol. 12, no. 3, pp. 44–52, 2022, doi: 10.1016/j.ijmer.2022.04.008
  3. A. Singh, P. Kumar, dan H. Chattopadhyay, “Effect of pad geometry on frictional heat generation in disc brakes,” Tribol. Int., vol. 180, no. Dec. 2023, hal. 108027, 2024, doi: 10.1016/j.triboint.2023.108027
  4. J. Park, S. Lee, dan K. H. Kim, “Thermal gradient analysis of brake discs with varying vent configurations,” Procedia Eng., vol. 227, pp. 298–305, 2023, doi: 10.1016/j.proeng.2023.09.026
  5. X. Zhang, L. Wang, dan Y. Huang, “Thermal and structural analysis of disc brakes using finite element methods,” Appl. Mech. Mater., vol. 856, pp. 81–86, 2023, doi: 10.4028/www.scientific.net/AMM.856.81
  6. S. Liu dan H. Yu, “One-way thermal–structural coupling in brake disc FEM analysis,” Appl. Therm. Eng., vol. 231, no. Jan. 2024, hal. 121102, 2024, doi: 10.1016/j.applthermaleng.2024.121102
  7. M. Al-Khudairi, R. Rahman, dan A. F. Hasan, “Modeling of heat generation and dissipation in disc brakes,” Eng. Fail. Anal., vol. 153, no. Feb. 2024, hal. 107321, 2024, doi: 10.1016/j.engfailanal.2024.107321
  8. Y. Zhou, Q. Li, dan W. Chen, “Coupled thermal-mechanical analysis of railway disc brakes under emergency braking,” Railw. Eng. Sci., vol. 31, no. 2, pp. 155–166, 2023, doi: 10.1007/s40534-023-00231-9
  9. R. Kumar dan S. Sundaram, “Optimization of brake pad design parameters using response surface methodology,” Mater. Today: Proc., vol. 94, 2024, pp. 1423–1431, doi: 10.1016/j.matpr.2024.03.091
  10. L. Wang, Y. Zhang, dan C. Chen, “Thermo-mechanical behavior analysis of high-speed train disc brake under different braking loads,” Wear, vol. 532–533, 2024, p. 205142, doi: 10.1016/j.wear.2024.205142

Last update:

No citation recorded.

Last update:

No citation recorded.