Pengembangan Metode Penentuan Umur Lelah (Fatigue Life Assessment) Komponen Propeller Shaft Otomotif

Pengembangan Metode Penentuan Umur Lelah (Fatigue Life Assessment) Komponen Propeller Shaft Otomotif

Penelitian ini merupakan penelitian lanjutan yang mengarah pada pengembangan metode alternatif non konvensional untuk analisis umur lelah (Fatigue life) dan perilaku perambatan retak lelah (Fatigue crack growth behaviour) komponen propeller shaft otomotif jenis kendaraan niaga akibat beban torsi dinamis (Cyclic torsion loading). Mengacu pada metodologi penelitian yang telah ditetapkan sebelumnya, maka pelaksanaan program penelitian tahap lanjutan ini dikonsentrasikan untuk :

  • Pengembangan metode analisis desain umur lelah
  • Pengujian kelelahan komponen propeller shaft.

Metode analisis desain umur lelah dikembangkan melalui analisis umur pembentukkan retak awal (Initial fatigue crack formation life) dan perambatan retak lelahnya (Crack propagation life) sampai mencapai panjang kritis. Siklus pembentukkan retak awal diperoleh melalui analisis local-total strain range didaerah kritis propeller shaft dan modifikasi formulasi Manson-Coffin untuk bagian plastis Low cycle fatigue (LCF) diagram. Sedangkan siklus perambatan retak lelah dapat diperoleh melalui pemanfaatan konsep Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM) untuk analisis stress intensity factor range (DK) disekitar ujung retak yang merambat dan teori empiris dari Paris. Hasil-hasil pendekatan analisis, disamping data umur lelah propeller shaft juga perpanjangan ukuran retak lelah pada setiap interval siklus perambatan retak lelah. Data variasi perpanjangan ukuran retak lelah selanjutnya digunakan untuk menggambarkan perilaku perambatan retak lelah (Fatigue crack growth behaviour) propeller shaft.

Pengujian kelelahan (Fatigue tests) dilakukan terhadap sejumlah propeller shaft akibat beban uji torsi dinamis sampai patah lelah (Fatigue failure). Selama pengujian kelelahan, ukuran panjang perambatan retak lelah yang terjadi selalu dipantau untuk setiap interval siklus beban uji torsi dinamis. Didalam pengujian kelelahan, sejumlah propeller shaft diuji pada tiga tingkat beban uji (Three test load levels) dimana untuk setiap tingkat beban uji diuji sedikitnya tiga batang propeller shaft sampai patah lelah. Kemudian penyebaran data umur lelah disetiap tingkat pembebanan dievaluasi secara statistik untuk mendapatkan failure probabilities 10%, 50% dan 90%. Hasil-hasil pengujian kelelahan digunakan untuk memverifikasi ketelitian data prediksi analisis. Batas toleransi dari scatter limits 10% – 90% digunakan sebagai kriteria untuk menilai ketelitian data prediksi analisis umur lelah. Data perilaku perambatan retak lelah aktual yang terukur dalam pengujian kelelahan juga digunakan untuk verifikasi data prediksi analisis perilaku perambatan retak lelahnya.

Untuk keterangan lebih lanjut: Prof. Riset Ir. Harkali Setiyono, MSc, PhD. Telp: (021) 7560565, 7560930

Sumber: Program PKPP Kemenristek 2012 – http://pkpp.ristek.go.id/index.php/penelitian/detail/193

Pemanfaatan Teknologi Bis Body Monocoque Sebagai Alat Transportasi Massal di Perkotaan

Pemanfaatan Teknologi Bis Body Monocoque Sebagai Alat Transportasi Massal di Perkotaan

Kebutuhan untuk peremajaan metromini dan kopaja di wilayah DKI Jakarta dan sekitarnya, serta pengalihan fungsi menjadi feeder busway, dirasakan semakin mendesak. Kementerin Perhubungan bekerja sama dengan dinas perhubungan daerah sedang melaksanakan program sistem transportasi berbasis bis di kota besar. Sehingga kebutuhan akan armada bis diperkirakan akan meningkat besar dalam waktu dekat. Hal ini merupakan peluang bagi industri nasional untuk mengambil peranan dalam memenuhi kebutuhan akan armada bis tersebut.

BPPT memiliki Program Prioritas Bidang Teknologi Transportasi Massal sejak tahun anggaran 2010 hingga 2014 untuk mengembangkan teknologi produksi pada industri otomotif bis dengan tujuan meningkatkan potensi dan daya saing industri otomotif nasional dan mencapai kemandirian bangsa dalam teknologi otomotif. Pada dua tahun pertama (2010 – 2011) telah dikembangkan desain dan prototip body monocoque bis medium, dilengkapi hasil analisis dan pengujian kekuatan struktur. Oleh karena itu, diperlukan langkah pemanfaatan hasil pengembangan teknologi tersebut, dan difusi teknologi kepada industri terkait.

Dengan latar belakang pemikiran diatas, Balai Mesin Perkakas, Teknik Produksi dan Otomasi (MEPPO) berdasarkan kompetensi yang dimiliki dalam teknologi produksi, mengajukan proposal kegiatan Pengkajian Pemanfaatan Teknologi Bis Body Monocoque sebagai alat Transportasi Massal di Perkotaan.

Tujuan dari kegiatan ini adalah untuk melakukan kajian tentang pemanfaatan hasil pengembangan teknologi bis monocoque sebagai alat transportasi masal di wilayah perkotaan. Kajian ini dilakukan dengan menjalin koordinasi dan kerja sama dengan seluruh stake holder yang terkait, dimulai dari pengguna bis baik dari pihak swasta (misalnya PO San Putra Sejahtera, PO Sargede, dll.) maupun lembaga pemerintah (RISTEK, BPPT, dll.), kemudian pihak industri terutama industri perakitan bis (PT. INKA, PT. AAI, dll.) juga industri karoseri (PT. New Armada, PT. Laksana, dll.), dan pihak pemerintah yang bertanggung jawab pada masalah regulasi dan kebijakan (Kemenristek, Kemenhub, Kemenperin, dll.).

Adapun sasaran dari kegiatan ini adalah termanfaatkannya teknologi body monocoque yang dikembangkan sebagai alat transportasi massal dan meningkatnya kemampuan industri otomotif nasional dalam teknologi produksi bis body monocoque.

Keterangan lebih lanjut: Dr. Mahfudz Al Huda, M.Eng.

Sumber: Program PKPP Kemenristek 2012 – http://pkpp.ristek.go.id/index.php/penelitian/detail/162

Uji Kestabilan Badan Kereta Produk Dalam Negeri Menggunakan Fasilitas Uji Dinamika Kereta Api (Fudika)

Uji Kestabilan Badan Kereta Produk Dalam Negeri Menggunakan Fasilitas Uji Dinamika Kereta Api (Fudika)

Program Pengkajian Kestabilan Badan Kereta Menggunakan Fasilitas Uji Dinamika Kereta Api (FUDIKA) mendukung SIN Fasilitas Uji Dinamika Kereta Api (FUDIKA) berkaitannya program ini agar FUDIKA menjadi laboratorium yang tersertifikasi secara nasional, sehingga FUDIKA dapat dipakai dalam mengurangi kecelakaan kereta api nasional.

Penyediaan sarana pengujian kereta api yang berkualitas, andal dan efisien merupakan kondisi ideal yang hendak dicapai bila industri kereta api dan industri jasa angkutan kereta api akan dikembangkan menjadi industri nasional yang tangguh yang bisa menyediakan jasa angkutan kereta api yang aman dan nyaman.

Aspek penting dalam penyediaan jasa angkutan kereta api adalah tersedianya sarana angkutan yang aman, nyaman dan tepat waktu.

Penelitian terhadap sistem instrumentasi fasilitas uji dinamika kereta api (FUDIKA) yang telah dikembangkan sehingga mampu menguji 10 kereta/gerbong dalam suatu rangkaian secara bersamaan, untuk menguji dua aspek pertama yang disebutkan di atas akan dilakukan dengan titik berat pada akurasi dan kestabilan sistem instrumentasi FUDIKA.

Dengan penerapan teknologi inovasi yang telah dikembangkan, suatu alternatif solusi dapat diberikan untuk pengujian dinamika kereta api.

Penerapan teknologi inovasi ini tidak hanya ditujukan untuk menguji kestabilan badan kereta sekaligus memperbaiki kinerja sistem instrumentasi FUDIKA untuk uji dinamika kereta api tetapi juga untuk meningkatkan kualitas SDM dan kemandirian bangsa sehingga ketergantungan pada expert asing dikurangi.

Keterangan lebih jauh: Ir. Ronald Panggabean, M.Si.

Sumber: Program PKPP Kemenristek 2012 – http://pkpp.ristek.go.id/index.php/penelitian/detail/147

Pembuatan Ulang Roda Kereta dengan Metode Bandage, Reverse Engineeering dengan Memanfaatkan Kemampuan Industri Kecil Menengah

Pembuatan Ulang Roda Kereta dengan Metode Bandage, Reverse Engineeering dengan Memanfaatkan Kemampuan Industri Kecil Menengah

Pada awal desain dari rehabilitasi roda tersebut dimulai dengan pembuatan rancangan konseptual, yang rinci meliputi spesifikasi teknis dari barang tersebut. Prinsip reverse engineering dipakai dalam kaitan menentukan benchmarking yang paling optimal. Minindak-lanjuti riset pelapisan terhadap roda KA yang telah kami lakukan maka dilakukan kegiatan riset pengecoran pembuatan roda baru KA dengan memanfaatkan limbah ari scrap roda KA yang telah aus.

Keuntungan dari metoda daur ulang ini adalah secara langsung sistimatik dan metodik, melalui standar tertentu seperti JIS, ataupun DIN, dan ISO. Dengan melakukan daur ulang yang sempurna, produk akan dapat kembali seperti spesifikasi awal, tentunya melalui analisis dan prosedur yang dibakukan melalui percobaan yang dilakukan dalam penelitian ini. Peningkatan added value mutu konsumtif yang mampu bersaing dengan produk import sehingga mengurangi nilai devisa dimana pemanfaatan roda bekas (scrap) akan memiliki nilai ekonomis yang tinggi sehingga mampu menyediakan roda kereta api didalam negeri yang tidak tergantung sepenuhnya pada produk impor.

Keterangan lebih jauh: Ir. Dwi Budianto, MM. Telp: 021 – 3169877

Sumber: Program PKPP Kemenristek 2012 – http://pkpp.ristek.go.id/index.php/penelitian/detail/146

Analisis dan Evaluasi Hasil Pengujian Terowongan Angin dalam Optimalisasi Desain Konfigurasi Pesawat Udara

Analisis dan Evaluasi Hasil Pengujian Terowongan Angin dalam Optimalisasi Desain Konfigurasi Pesawat Udara

Dalam proses perancangan pesawat udara diperlukan analisa aerodinamika untuk mengetahui sejauh mana hasil perancangan memenuhi karakteristik terbang yang diinginkan. Dalam mendukung analisa aerodinamika dilakukan pengujian wind tunnel (terowongan angin) untuk mengetahui besaran-besaran aerodinamika. Hasil dari pengujian tersebut digunakan untuk perbandingan terhadap hasil-hasil perhitungan prediktif (VLM, VS Aero dan Datcom). Selanjutnya, perbandingan juga dilakukan dengan kajian hasil perancangan konfigurasi terutama dari sisi aerodinamika untuk memperoleh karakteristik aerodinamika yang diinginkan.

Pengujian model pesawat udara N219 telah dilakukan di terowongan angin UPT-LAGG, BPPT untuk sejumlah konfigurasi dasar. Dari data hasil pengujian akan dilakukan analisa dan evaluasi terhadap unsur-unsur desain seperti karakteristik aerodinamika, performance, stability and control, weight and balance dan konsep desain konfigurasi. Hasil analisis dan evaluasi digunakan sebagai verifikasi terhadap desain pesawat udara sebelum memasuki tahap desain rinci.

Keterangan lebih lanjut: Adityo Suksmono, ST.

Sumber: Program PKPP Kemenristek 2012 – http://pkpp.ristek.go.id/index.php/penelitian/detail/127

Rancang Bangun Kendaraan Multy Axle Sebagai Solusi Mengatasi Beban Lebih yang Merusak Jalan Raya

Rancang Bangun Kendaraan Multy Axle Sebagai Solusi Mengatasi Beban Lebih yang Merusak Jalan Raya

Kerusakan jalan mengindikasikan kondisi struktural dan fungsi jalan yang sudah tidak mampu memberikan pelayanan yang optimal terhadap pengguna jalan, seperti ketidaknyamanan dan ketidakamanan kendaraan di atas permukaan jalan yang bergelombang dan licin.

Tidak dapat dipungkiri bahwa salah satu penyebab kerusakan jalan adalah beban yang harus diterima oleh jalan akibat pengoperasian kendaraan berat seperti truk-truk besar dan angkutan peti ekmas serta kendaraan berat lainnya dan ditambah lagi kurangnya pengawasan terhadap muatan lebih di jembatan timbang sehingga makin mempercepat umur kerusakan jalan tersebut.

Untuk mengurangi beban lebih dapat dilakukan dengan menambah jumlah axle yang berarti jumlah roda yang menopang kendaraan barang semakin banyak sehingga beban tiap roda semakin kecil. Kondisi ini akan mengurangi beban jalan sehingga dapat mencegah terjadinya kerusakan jalan.

Penambahan axle pada kendaraan barang saat ini sangat mungkin dilakukan dapat dilakukan karena komponen komponen yang diperlukan banyak dijual di pasar bebas. Dengan demikian penambahan axle dapat dilakukan dengan memodifikasi kendaraan barang yang ada berdasarkan desain modifikasi yang memenuhi kaidah teknis, dan mengikuti prosedur kelaikan jalan sesuai peraturan yang ditetapkan.

BPPT, khususnya unit Pusat Teknologi Industri dan Sistem Transportasi (PTIST) mendapat tugas dari UKP4 untuk melakukan pengembangan teknologi kendaraan multy axle sebagai salah satu solusi mengatasi kerusakan jalan raya yang banyak terjadi saat ini.

Untuk memenuhi tuntutan tersebut maka akan dilakukan rancang bangun kendaraan barang multy axle sebagai upaya mencegah terjadinya beban lebih yang berdampak merusak jalan raya. Hasil rancang bangun tersebut dapat diterapkan pada kendaraan barang yang telah digunakan saat ini, atau sebagai rekomendasi bagi industri otomotive untuk membuat kendaraan multy axle yang sesuai dengan kondisi jaringan jalan di Indonesia.

Keterangan lebih lanjut hubungi: Ir. Setyo margo Utomo, M.Eng. Telp: 021-75875940

Sumber: Program PKPP Kemenristek 2012 – http://pkpp.ristek.go.id/index.php/penelitian/detail/123

Rancang Bangun Balise Detektor Posisi Kereta Api untuk Sistem Pencegahan Kecelakaan Kereta Api Secara Otomatis

Rancang Bangun Balise Detektor Posisi Kereta Api untuk Sistem Pencegahan Kecelakaan Kereta Api Secara Otomatis

Tuntutan untuk memperbanyak moda transportasi tersebut harus dibarengi dengan diperketatnya keamanan dan pengawasannya. Kereta api sebagai salah pilihan utama masyarakat untuk alat transportasi massal mempunyai kewajiban memenuhi tuntutan untuk memperbaiki layanan dan keamanan. Automatic Train Control (ATC) yang didalamnya terdapat pula Automatic Train Protection (ATP) adalah jawaban untuk peningkatan keamanan kereta secara otomatis. Salah satu komponen pendukung ATP untuk mencegah terjadinya kecelakaan antar kereta api adalah Balise.

Balise merupakan suatu alat elektronika suar atau transponder ditempatkan di antara rel kereta api yang berfungsi sebagai pendeteksi keberadaan kereta api. Balise ini terbagi menjadi 2 jenis yaitu Balise aktif dan Balise pasif. Balise aktif adalah jenis balise yang bisa mengirimkan berbagai jenis data yang dibutuhkan berupa data bit. Sedangkan balise pasif adalah balise yang hanya dapat memberikan data analog berupa frekuensi tertentu. Proposal ini akan mengajukan Balise pasif sebagai desain dan rancang bangun pendeteksi posisi kereta api. Balise pasif digunakan mengkodekan sinyal dengan prinsip induktansi. Balise pasif nantinya akan dihubungkan dengan dead man pedal, lampu sinyal, dan speed track. Prinsip dasar pembuatan hardware adalah pembangkitan frekuensi menggunakan rangkaian RLC.

Balise ini terbagi menjadi 2 jenis yaitu loko balise dan track balise. Untuk loko balise menggunakan prinsip RLC dan oscillator yang akan mendapat induksi medan. Sedangkan track balise hanya rangkaian LC saja yang berfungsi sebagai pengganggu frekuensi yang dipancarkan oleh loko balise. Loko balise merupakan sebuah rangkaian penerima frekuensi (tuning frekuensi). Frekuensi yang dibuat akan dibedakan dari frekuensi alam sehingga bisa dideteksi oleh loko balise. Dari dua prinsip ini tentang track balise maupun loko balise dapat dikembangkan suatu alat komunikasi tertentu yang dapat sebagai informasi tracking kereta. Dari track balise ini menghasilkan sinyal frekuensi yang berbeda-beda dengan dianalogikan sebagai ID (pengalamatan) lokasi kereta.

Balise baru berkembang dan digunakan di beberapa Negara, seperti Eropa dan Jepang. Sebagai komponen penting pendukung ATP maka perancangan Balise memberikan pengaruh positif dalam peningkatan proteksi kereta api sebagai angkutan massal. Selain itu dengan dibuatnya Balise akan memberikan dampak ekonomi pada masyarakat dengan terciptanya lapangan kerja baru karena kebutuhan akan Balise ini sangat banyak.

Keterangan lebih lanjut hubungi: Ir. Sofwan Hidayat, M.Eng.

Sumber: Program PKPP Kemenristek – http://pkpp.ristek.go.id/index.php/penelitian/detail/114