Prosiding Seminar Nasional
Teknologi Informasi dan
Kedirgantaraan
Yogyakarta, 13 Desember 2018
SENATIK 2018, Vol. IV, ISBN 978-602-52742-0-6
NUMERICAL ANALYSIS DISCONTINUITY
OF THIN WALLED TUBE SUBJECTED
LOW VELOCITY IMPACT
Bismil Rabeta1), Sahril Afandi Sitompul2)
Fakultas Teknologi Dirgantara
Universitas Dirgantara Marsekal Suryadarma
Jl.Protokol Halim Perdanakusuma Komplek
Bandara Halim Perdanakusuma Jakarta,13610
PENDAHULUAN
1
2
3
4
5
DASAR TEORI
SET UP PEMODELAN NUMERIK
HASIL DAN PEMBAHASAN
KESIMPULAN
Pendahuluan
 menunjukkan bahwa negara yang
memiliki pendapatan perkapita tinggi
mengalami perkiraan peningkatan jumlah
kecelakaan terbesar.
Gambar 1.1 Kurva perkiraan peningkatan kecelakaan lalu lintas di dunia[1]
World Health Organization; World report on road traffic injury prevention; 2004
Pendahuluan
Gambar 1.2. menunjukkan persentase tingkat kecelakaan
berdasarkan pendapatan perkapita negara dan jenis
kendaraan. Pada umumnya, kecelakaan terbesar terjadi di
negara yang memiliki pendapatan perkapita tinggi seperti
USA, Australia, Norway, dan Netherlands dengan jenis
kecelakaankendaraan roda empat.[1]
Gambar 1.2 Persentase kecelakaan berdasarkan pendapatan negara dan
jeniskendaraan[1]
Pendahuluan
 Di Indonesia, menurut data BPS (Badan Pusat Statistik)
menyebutkan pada 2015, jumlah kecelakaan lalu lintas mencapi
98.000 kasus. Angka ini meningkat 3,19 persen dibanding tahun
sebelumnya yang mencapai 95.000 ribu kasus. Jumlah
kecelakaan lalu lintas dalam 10 tahun terakhir mengalami
fluktuasi, peningkatan paling tinggi terjadi pada tahun 2012,
mencapai lebih kurang 118.000 kasus.[2]
Gambar 1.3 Jumlah kecelakaan angkutan darat 2007-2015 menurut data BPS[2]
Pendahuluan
Gambar 1.4 Distribusi kecelakaan mobil di dunia berdasarkan tipe
tabrakan[4]
Tingkat persentase kecelakaan mobil yang tinggi
tersebut terjadi berdasarkan berbagai jenis variasi
tabrakan.
Tabrakan dari arah bagian depan memiliki persentase
paling tinggi hingga mencapai sekitar 60%.
Gambar 1.4, menunjukkan persentase dari tiap jenis
tabrakan dimana jenis tabrakan ini sering terjadi karena
kepadatan arus lalu lintas yang tinggi. Jenis tabrakan ini
terjadi akibat tabrakan dengan mobil lain maupun
tabrakan dengan benda-benda lain.[3]
Pendahuluan
Crushing box adalah struktur yang didesain untuk
menyerap energi tumbukan menjadi deformasi
plastis berupa wrinkling dan buckling terutama pada
kasus tumbukan longitudinal.
Apabila terjadi tumbukan dan crushing box tidak
berdeformasi, maka beban tumbukan ini akan
langsung diteruskan ke daerah kabin penumpang,
dan dapat diperkirakan penumpang akan langsung
merasakan beban tumbukannya, keselamatan
penumpang pun terancam
Oleh karena itu, diharapkan seluruh energi
tumbukan dapat diserap menjadi kerusakan plastis
pada struktur crushing box.
Gambar 1.5 Struktur bumper kendaraan[4]
Dasar teori
Impact (Tubrukan)
Beradasarkan Salah Faik dan Witteman ada empat
aspek penting dalam masalah tubrukan yaitu :
 Mekanika Klasik
 Propagasi Gelombang Elastik
 Mekanika Kontak
 Deformasi Plastis
Dasar teori
Sebuah tabung aluminium diberi beban aksial / Tubrukan (gambar
2.2)
Maka deformasi pada tabung akan didapatkan dalam bentuk kurva
gaya (crushing force) terhadap perpindahan (crushing length) yang
diperlihatkan pada gambar 2.3.
Gambar 2.2 Tabung aluminium
diberi pembebanan aksial
Gambar 2.3 Kurva gaya (curshing force)-perpindahan (crushing
length) tabung aluminium yang diberi beban aksial
DASAR
Software Abaqus 6.14
Benda Rigid
Lebar = 120 mm
Tebal = 35 mm
Massa = 65 kg
V tubrukan = 5 m/s
(a)=tebal 0,8 mm; (b)=tebal 1,0 mm; (c)=tebal 1,2 mm;
(d)=tebal 1,4 mm; (e)=tebal 1,6 mm; (f)=tebal 1,8 mm
Material Tabung
Tujuan Penelitian
 Memodelkan dan mensimulasikan tumbukan tabung
diskontinuitas elips dengan variasi D/b 0.0, 0.2, 0.3 dan 0,5
dengan
 Mengetahui harga crushing force terhadap displacement untuk masingmasing variasi
 Membandingkan harga peak crushing force untuk tiap variasi.
Geometri dan Variasi D/b Ratio, serta
variasi kecepatan tubrukan
Tabel 1. Geometri simulasi tabung persegi panjang dengan efek diskontinuitas elips
Lebar,
Ketebalan,
Tinggi
b
t
L
(mm)
(mm)
(mm)
38
1.15
180
Kecepatan
Jumlah
D/b
Lubang
Tabrakan
(m/s)
0.0
4.3684
0.2
4.3812
0.3
4.3602
2
0.5
4.4024
Massa
Tabrak
(kg)
45.5
(a)
(D)
Gambar 3. Geometri struktur Crush Box
Gambar 4. Perbandingan diameter sumbu utama (D) dengan diameter sumbu
minor (a) pada variasi lubang elips
Set-up Pemodelan Numerik
Software Abaqus 6.14
Rigid
Rigid
Hasil dan Pembahasan
Gambar 5. Hasil mode deformasi dan grafik crushing force dari
tabung crush box dengan D/b = 0.0
Hasil dan Pembahasan
Gambar 6. Hasil mode deformasi dan grafik crushing force dari tabung crush box dengan D/b = 0.2
Hasil dan Pembahasan
Gambar 7. Hasil mode deformasi dan grafik crushing force dari tabung crush box dengan D/b = 0.3
Hasil dan Pembahasan
Gambar 8. Hasil mode deformasi dan grafik crushing force dari tabung crush box dengan D/b = 0.5
Perbandingan grafik deformasi pada tabung crush box dengan
lubang elips untuk rasio D/b 0.0, 0.2, 0.3, dan 0.5.
Grafik Peak Crushing Force (P max) variasi rasio D/b pada
tabung crush box dengan lubang berbentuk elips.
Kesimpulan
• Hasil dari simulasi numerik didapatkan nilai peak force tertinggi
dihasilkan oleh tabung dengan D/b =0.0, sedangkan peak force
terendah dihasilkan oleh tabung dengan D/b = 0.5. Sehingga dapat
ditarik simpulan bahwasannya dengan D/b yang semakin besar maka
nilai peak force yang dihasilkan semakin kecil.
• Sehingga dengan menggunakan disain crush box dengan efek
kontinuitas elips D/b yang semakin besar dapat memperlambat
terjadinya efek tubrukan terhadap tubuh penumpang yang
mengendarai mobil.
Progress Selanjutnya
• Hasil peak crushing force untuk tabung yang memiliki lubang elips
dapat dibandingkan dengan hasil peak crushing force untuk tabung
yang memiliki lubang lingkaran dengan ratio D/b yang sama.