STUDI PARAMETRIK KASUS TUMBUKAN BERKECEPATAN RENDAH PADA TABUNG BERPENAMPANG BUJURSANGKAR YANG

DIBERI LUBANG DENGAN MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

Program Studi Aeronotika dan Astronotika

Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara

Institut Teknologi BandungLightweight structure lab.

Daftar Isi

Lightweight structure lab.

Lightweight structure lab.

Crash box sebagai penyerap energi.

Modifikasi Crush box alumunium yang diberi diskontinuitas

Lightweight structure lab.

Sumber : Frank T. dan Gruber K.,

numerical simulation of frontal impact and offset collision

Sumber : Kantor Kepolisisan Republik Indonesia

Sekitar 32.000 jiwa/thn meninggal akibat kecelakaan di Indonesia

Modus tabrakan

Lightweight structure lab.

Tahun Banyak Kecelakaan Korban Meninggal2007 48.508 16.9552008 59.164 20.1882009 62.960 19.9792010 n/a 31.2342011 n/a 31.185

Dapat melakukan studi parametrik secara numerik pada tabung bujur sangkar berdinding tipis dengan diskontinuitas berupa lubang lingkaran pada salah satu sisi tabung dibebani tumbukan arah aksial.

Mengetahui pengaruh diskontinuitas pada spesimen uji terhadap peak crush load (Pmax) .

Lightweight structure lab.

Lightweight structure lab.

Lightweight structure lab.

Kriteria crashworthinessKompartemen

penumpang tidak berubah bentuk dan tidak ada instrusi benda luar yang bisa membahayakan penumpang.

Tersedianya jarak deformasi di depan kompartemen penumpang sehingga deselarasi berlebihan pada penumpang dapat dicegah.Lightweight

structure lab.

Lightweight structure lab.

M0 = Plastic Bending Momentσ0 = Flow Stress Material

Lightweight structure lab.

Peak crush load (Pmax) adalah gaya maksimum yang dialami oleh struktur selama tumbukan terjadi. Besarnya peak crush load (Pmax) dapat dilihat dari grafik instantaneous force vs displacement.

Pmax

Lightweight structure lab.

Lightweight structure lab.

Kode spesimen tabung

b (mm)

t (mm)

L (mm)

Banyak lubang D/b

A0 40 1,4 152 0 0 

A1 40 1,4 152 1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

B0 50 1,4 152 0 0 

B1 50 1,4 152 1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

C0 60 1,4 152 0 0

C1 60 1,4 152 1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

D0 70 1,4 152 0 0

D1 70 1,4 152 1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

E0 80 1,4 152 0 0

E1 80 1,4 152 1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

Material yang diapakai

alumunium AA6060-T4

Penumbuk

Pemodelan

Kontak

Software FEM LS-DYNA_971

Kondisi pembebanan

Massa penumbuk 65 kgKecepatan awal 7,3 m/s

Elemen Rigid/solid

Tabung

Elemen Belytschko-Tsay

Automatic node to surfaceAutomatic single surface

Kondisi batas

Tabung fixed

Lightweight structure lab.

 

Lightweight structure lab.

 

Lightweight structure lab.

 

Lightweight structure lab.

 

Lightweight structure lab.

 

Lightweight structure lab.

Lightweight structure lab.

b D/blipatan pertama di

daerah lubang

400.1 T0.2 T0.3 Y

500.1 T0.2 T0.3 Y

60

0.1 T0.2 T0.3 T0.4 Y

70

0.1 T0.2 T0.3 T0.4 Y

80

0.1 T0.2 T0.3 T0.4 Y

Keterangan Y = terjadi

T = tidak terjadi

Lightweight structure lab.

D/b

Pmax (kN) Model A1 b=40 mm

Pmax (kN) Model B1 b=50 mm

Pmax (kN) Model C1 b=60 mm

Pmax (kN) Model D1 b=70 mm

Pmax (kN) Model E1 b=80 mm

0 23,87 30,24 35,18 42,27 47,13

0,1 23,84 30,15 34,97 42,26 46,9

0,2 23,54 29,8 34,53 41,3 46,2

0,3 23,14 29,01 33,63 40,2 43,31

0,4 22,43 27,91 32,62 38,92 43,3

0,5 21,58 26,64 31,45 37,17 42,03

0,6 20,62 25,58 30,25 35,64 38,56

0,7 19,78 24,75 29,16 34,57 38,2

0,8 18,66 23,22 28,08 33,42 37,54

Lightweight structure lab.

Lightweight structure lab.

Lightweight structure lab.

Lightweight structure lab.

Berdasarkan simulasi elemen hingga untuk kasus tumbukan pada tabung berpenampang bujur sangkar, dapat disimpulkan bahwa:

Diskontinuitas berupa lubang berbentuk lingkaran pada bagian tengah salah satu dinding tabung bujur sangkar akan menurunkan harga peak crush load (Pmax) tabung tersebut.

Penurunan Pmax terjadi jika ukuran lubang memiliki rasio D/b ≥ 0,3.

Untuk D/b ≥ 0,3, efek rasio D/b akan memberi persentase penurunan Pmax yang sama.

Lightweight structure lab.

Thank You!