Rismanto, Muhammad (2020) Analisis Pengaruh Lubang Terhadap Pola Deformasi dan Penyerapan Energi pada Multi-Cell Hexagonal Crash Box Dengan Simulasi Komputer. Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Di Indonesia jumlah kendaraan bermotor khususnya mobil mengalami peningkatan setiap tahunnya. Di sisi lain ternyata terjadi peningkatan kecelakaan yang cukup tinggi. Produsen dalam bidang otomotif telah banyak mengembangkan sistem keamanan pada kendaraan bermotor khususnya mobil, salah satunya adalah crash box yang digunakan untuk meminimalisir kecelakaan. Crash box merupakan passive safety system yang diletakkan antara bumper dan rangka utama mobil yang berfungsi sebagai penyerap energi, dengan mengkonversi energi impact menjadi energi regangan yang ditandai dengan deformasi pada crash box. Telah banyak dilakukan penelitian dengan menggunakan single-cell crash box, sehingga perlu pengembangan dengan multi-cell pada crash box. Pada penelitian ini desain multi-cell hexagonal crash box dikembangkan dengan penambahan lubang yang didesain sebagai crush initiator untuk mempermudah terjadinya deformasi ketika menyerap energi dan membentuk folding serta mengurangi resiko terjadinya beban buckling. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui pengaruh posisi peletakan lubang, jarak posisi lubang, tebal crash box dan diameter lubang terhadap pola deformasi dan penyerapan energi dengan menggunakan metode optimasi Taguchi. Metode pemodelan digunakan untuk merekayasa desain crash box dengan memanfaatkan simulasi komputer dengan software ANSYS 17.0. Model geometri yang digunakan dalam penelitian ini adalah multi-cell hexagonal crash box, yang terdiri dari 2 komponen yaitu hexagonal dalam dan hexagonal luar serta penambahan lubang yang berlawanan. Penelitian ini menggunakan material aluminium tipe AA 6061-T4 dan material impactor menggunakan structural steel. Pemodelan pembebanan menggunakan metode frontal crash test. Pada pemodelan ini, impactor dengan kecepatan sebesar 7,67 m/s dengan panjang deformasi 100 mm. Massa impactor sebesar 103 kg. Ukuran meshing pada crash box diatur 2,0 mm dan untuk komponen impactor diatur secara default dari software. Penelitian ini menggunakan metode Taguchi dengan matriks orthogonal array L27 (313) dengan 13 faktor dan 3 level. Hasil analisis penelitian ini diperoleh kondisi optimal multi-cell hexagonal crash box dengan karakteristik kualitas kemampuan dalam menyerap energi large the better yaitu posisi peletakan lubang (P) = dinding dalam; jarak posisi lubang (L) = 112,5 mm; tebal crash box (t) = 2 mm, dan diameter lubang (D) = 6,6 mm. Penyerapan energi tertinggi multi-cell hexagonal crash box terjadi pada eksperimen konfirmasi sebesar 13,56 kJ dan nilai penyerapan energi spesifik sebesar 79.01085 kJ/kg. Dengan demikian, penyerapan energi sebanding dengan massa. Pola deformasi yang terjadi adalah concertina mode. Berdasarkan nilai F Hitung ≥ F Tabel maka faktor P, t dan D memberikan pengaruh sedangkan faktor L tidak memberikan pengaruh terhadap kemampuan dalam menyerap energi. Tebal crash box (t) memiliki kontribusi paling tinggi sebesar 98,10%.
English Abstract
The number of cars in Indonesia is increasing every year, which is followed by the increase of motor vehicle fatality rate. For this, automotive manufacturers have developed various safety systems, such as crash box. Crash box is a passive safety system placed between the bumper and the mainframe of the car that works as energy absorber to reduce the impact of driving accidents by converting the impact energy into strain energy which is characterized by deformation in the crash box. The single-cell crash box has been widely studied in previous research. However, it needs more development by using multi-cell crash box. In this study, the multi-cell hexagonal crash box was developed with the addition of holes designed as crush initiators to facilitate deformation when absorbing energy, to form folding and to reduce the risk of buckling loads. This study aimed to determine the effect of the hole placement, hole distance, crash box thickness and hole diameter on the deformation and energy absorption of the crash box using the Taguchi optimization method. The crash box was designed through a computer simulation by using ANSYS 17.0 software. The geometry model used in this study was the multi-cell hexagonal crash box consisted of 2 components; hexagonal inside and outside hexagonal with the addition of opposite holes. The materials used in this research were aluminum type AA 6061-T4 and structural steel as the impactor material. Modelling of the loading was done using the Frontal crash test method with the velocity of 7.67 m/s and deformation length of 100 mm. The impactor mass was 103 kg. The mesh size of the crash box was set to 2.0 mm and the impactor component was set by software default. This study used the Experimental design of the Taguchi method with the L27 orthogonal array with 13 factors and 3 levels. Based on the results, the optimal conditions of multi-cell hexagonal crash box with the characteristic quality of large the better in absorbing the energy were the hole placement (P) = inner wall, hole distance (L) = 112.5 mm, crash box thickness (t) = 2 mm, and hole diameter (D) = 6.6 mm. The highest energy absorption of the multi-cell hexagonal crash box was found in the confirmation experiment of 13.56 kJ and the specific energy absorption value of 79.01085 kJ/kg. Therefore, energy absorption is proportional to mass. the pattern of deformation was concertina mode. Furthermore, analysis of variance (ANOVA) demonstrated the Fstatistics ≥ Ftable, showing that factors P, t and D significantly affected while factor F does not significantly affected the ability of energy absorption. In addition, the thickness of crash box (t) greatly contributed to the increase of energy absorption by 98.10%.
Other obstract
-
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | 0420070004 |
| Uncontrolled Keywords: | Multi-cell hexagonal crash box, lubang, pola deformasi, penyerapan energi, metode Taguchi Multi-cell hexagonal crash box, Holes, deformation pattern, energy absorption, Taguchi method. |
| Subjects: | 600 Technology (Applied sciences) > 629 Other branches of engineering > 629.2 Motor land vehicles, cycles > 629.27 Other equipment > 629.276 Safety accessories |
| Divisions: | S2/S3 > Doktor Teknik Mesin, Fakultas Teknik |
| Depositing User: | Users 31 not found. |
| Date Deposited: | 28 Feb 2021 04:21 |
| Last Modified: | 11 Jan 2023 06:37 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/183594 |
![[thumbnail of DALAM MASA EMBARGO]](http://repository.ub.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text (DALAM MASA EMBARGO)
0420070004-Muhammad Rismanto.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2023. Download (9MB) |
Actions (login required)
 |
View Item |