ANALISIS KEGAGALAN FATIGUE AKIBAT BEBAN STATIS PADA DESAIN BOGIE FRAME 1722 PT INKA DENGAN METODE ELEMEN HINGGA

ANALISIS KEGAGALAN FATIGUE AKIBAT BEBAN STATIS PADA DESAIN BOGIE FRAME 1722 PT INKA DENGAN METODE ELEMEN HINGGA

Prototype desain bogie 1722 digunakan pada kereta eksekutif. Pengujian secara simulasi dan produk uji diperlukan untuk memastikan kekuatan dan keamanan desain bogie frame. Faktor keselamatan dan kenyamanan dari pengoperasian kereta api sudah diatur oleh suatu standar dan ketentuan yang tercantum dalam Peraturan Menteri Perhubungan Nomor 16 Tahun 2022 tentang Rancang Bangun dan Rekayasa Sarana Perkeretaapian. Salah satu pengujian yang perlu dilakukan untuk menentukan ketahanan suatu konstruksi adalah simulasi pengujian lelah (fatigue). Kegagalan lelah disebabkan oleh beban yang berfluktuasi dan perlu adanya simulasi pengujian lelah pada komponen kereta api. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kekuatan dari struktur bogie frame pada bogie 1722 sudah memenuhi standar yang dipersyaratkan atau belum. Merujuk UIC 515 – 4 tahun 1993, pembebanan normal service diaplikasikan dalam analisis kekuatan desain bogie frame. Simulasi dilakukan pemodelan struktur dengan menggunakan software Inventor , kemudian di di-import ke software Ansys Workbench 2022021 dengan tipe file STEP (.stp). Selanjutnya, input material yang digunakan, yaitu S SM4490 yang memiliki tegangan izin 325 MPa. Selanjutnya, dilakukan proses meshing dengan ukuran mesh 13 mm. Setelah itu, dilakukan pemberian pembebanan dan kondisi batas. Untuk mengetahui hasil dari simulasi dilakukan proses solving Dari hasil simulasi pengujian statis menunjukan bahwa tegangan maksimal von Mises sebesar 135,47 terjadi pada element 1675 dengan besar safety factor 2,4. Tegangan ini terjadi ketika desain struktur bogie 1722 mengalami pembebanan maksimal pada salah satu sisi rangka bogie yang terjadi masih di bawah tegangan luluh material SM490 A, sehingga dapat disimpulkan bahwa desain struktur bogie 1722 diyakini tidak akan mengalami deformasi plastis. Hasil simulasi pengujian pada desain struktur bogie 1722 menggunakan perangkat lunak Ansys Workbench 21 R1 menunjukan bahwa desain diyakini aman dari kegagalan lelah. Hasil simulasi pengujian pada 9 kombinasi pembebanan memiliki nilai rata - rata maximum 110,16 MPa. Seluruh besar tegangan hasil simulasi pengujian menunjukkan masih di dalam batas tegangan endurance limit material SM490 A sebesar 158,23 MPa. Sehingga dapat disimpulkan bahwa desain struktur bogie frame 1722 layak untuk digunakan, karena diyakini tidak mengalami kegagalan lelah ketika dioperasikan pada batas beban operasi normalnya.

Kata kunci: Bogie frame, endurance limit, normal service, goodman-smith diagram, simulasi.