54
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing : DR. Eng. Harus Laksana Guntur, ST. M.Eng PEMODELAN DAN ANALISA REGENERATIVE SHOCK ABSORBER (RSA) PADA SISTEM SUSPENSI KENDARAAN MILITER RODA BAN Oleh : Tidy Budiarto NRP. 2108100074

SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

  • Upload
    others

  • View
    11

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA 2012

SIDANG TUGAS AKHIR

Dosen Pembimbing : DR. Eng. Harus Laksana Guntur, ST. M.Eng

PEMODELAN DAN ANALISA REGENERATIVE SHOCK ABSORBER (RSA) PADA SISTEM SUSPENSI KENDARAAN MILITER RODA BAN

Oleh : Tidy Budiarto NRP. 2108100074

Page 2: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

2

PENDAHULUAN

Page 3: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

3

Kendaraan militer Alternator

Meningkatkan konsumsi bahan

bakar RSA

Kebutuhan listrik

o LATAR BELAKANG

Page 4: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

4

1. Bagaimana konsep RSA yang akan dipasang pada Armoured personnel carrier (APC).

2. Berapa besar energi yang dapat dipanen dengan menggunakan RSA pada sistem suspensi kendaraan APC ketika sedang berjalan.

3. Bagaimana pengaruh penambahan RSA pada respon bodi kendaraan APC.

o PERUMUSAN MASALAH

Page 5: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

5

1. Mendesain dan memodelkan konsep RSA pada APC.

2. Mensimulasikan dan menganalisa energi yang mampu dihasilkan oleh RSA.

3. Mensimulasikan dan menganalisa pengaruh penambahan RSA terhadap respon bodi kendaraan.

o TUJUAN PENELITIAN

Page 6: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

6

1. Kecepatan kendaraan bernilai konstan untuk pemodelan time response.

2. Kendaraan yang dimodelkan adalah Transportpanzer (Fuchs) APC.

3. Energi yang dianalisis hanya energi yang dipengaruhi oleh redaman pada sistem suspensi.

o BATASAN MASALAH

Page 7: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

7

1. Menyediakan data potensi energi yang dapat diambil pada sistem suspensi kendaraan pada kondisi jalan dan kecepatan tertentu.

2. Menyediakan data pengaruh penggunaan RSA pada respon gerak kendaraan pada kondisi jalan dan kecepatan yang telah ditentukan.

o MANFAAT PENELITIAN

Page 8: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

8

TINJAUAN PUSTAKA

Page 9: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

9

Prof. Lei Zuo – New York State University • Hanya 10-16 persen energi bahan bakar yang efektif digunakan

untuk mendorong kendaraan. • RSA dapat meningkatkan efisiensi kendaraan sebesar 10 persen

dari total losses pada idling sebesar 17,2 persen

Page 10: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

10

Regenerative Shock Absorber oleh Prof.Lei Zuo Mengembangkan : • Linier elektromagnetik absorber - 64 Watt (1 shock

absorber) • Rorational absorber - 80 Watt (1 shock absorber)

Hydraulic Regenerative Shock Absorber – MIT dapat membangkitkan daya setidaknya 200 W untuk 1 shock absorber

Piezoelectric Regenerative Shock Absorber -Marcos Arizti peredam kejut ini dapat menghasilkan tegangan listrik sekitar 0,01759 Volt

Page 11: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

11

Electromagnetic Suspension oleh Bart L.J.Gysen Eindhoven University of Technology bekerjasama dengan BMW dan SKF Prinsip alat ini hampir sama dengan Linear Electromagnetic Absorber oleh Prof.Lei Zuo

Regenerative Shock Absorber oleh Mahasiswa ITS

VERS I VERS II VERS III & IV

Page 12: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

12

Secara umum getaran dapat didefinisikan sebagai gerakan bolak-balik suatu benda dari posisi awal melalui titik keseimbangannya. Derajat Kebebasan: o Single DOF o Multi DOF

1 DOF 2 DOF

o MEKANIKA GETARAN

Page 13: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

13

o Translasional Mechanical System

Persamaan FBD1: Mv

Mw

Kv Cv

Kw Cw

Y(t)

X2

X1

MwX1

MvX2

Persamaan FBD2:

o Rotational Mechanical System Persamaan FBD1:

Persamaan FBD2:

Page 14: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

14

Persamaan gerak:

Dengan eksitasi input:

Sehingga persamaan menjadi

Dengan solusi umum:

M

K C

Y(t)

X

Base

m X

o Motion of Base

Page 15: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

15

Persamaan state variabel:

pemodelan dengan state space:

dan Dengan input:

koefisien dari matrik tersebut dituliskan :

Sehingga dari matrik-matrik di atas, menjadi persamaan

o Penyelesaian multi DOF dengan state space

Page 16: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

16

Bode diagram adalah suatu cara menggambarkan respon frekuensi system , yang menghasilkan grafik magnitude dan sudut fase. Untuk menggambarkan bode diagram sendiri dapat menggunakan open loop transfer function atau dengan state space.

o Pemodelan Frequency Response (dengan metode Bode Diagram)

Page 17: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

17

o Kemampuan Manusia Menerima Akselerasi Instan

Gambar dibawah menunjukkan batas kemampuan manusia dalam menerima akselerasi instan.

Page 18: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

18

APC adalah kendaraan tempur lapis baja ringan yang dibuat untuk mentransportasikan infanteri di medan perang.

o Armoured personnel carrier - APC

Page 19: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

19

METODOLOGI

Page 20: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

20

Diagram alir tugas akhir secara global

Page 21: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

21

Diagram alir pemodelan matematis

Page 22: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

22

Permodelan seperenam APC (2 dof)

Mv

Mw

Kv 100% Cv

Kw Cw

Y(t)

X2

X1

Mv

Mw

Kv 50%Cv 50%

RSA

Kw Cw

X2

X1

Y(t)

Mv

Mw

Kv 100%RSA

Kw Cw

X2

X1

Y(t)

X1-X2

up

down

R1

R1R2

R2 R4

R5

R6

J1

J3

J4

J5

J6

Bg

R3

B2

B2 B3

B6K1

K1 K2

K3

B1

B1 B4

B5J1

J2

J2

Mv

Mw

Kv CvRSA

Kw Cw

Y(t)

X2

X1

Permodelan seperenam APC dengan RSA (5 dof)

Page 23: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

23

Diagram alir pemodelan pada Matlab

Page 24: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

24

Parameter kendaraan APC dan RSA Model parameter Symbol (unit) Transportpanzer (Fuchs) APC

Berat total kendaraan mv (kg) 17 000 Berat ban mw (kg) 315 Jumlah ban Nw 6 Suspension spring stiffness kv (N.m-1) 4.40x105 Tyre compliance kw (N.m-1) 1.25x106 Suspension damping tanpa RSA cv (N.s.m-1) 1.25x104 Tyre damping cw (N.s.m-1) 2860 Jari-jari roda gigi 1 R1 (m) 0.03 Jari-jari roda gigi 2 R2 (m) 0.05 Jari-jari roda gigi 3 R3 (m) 0.02 Jari-jari roda gigi 4 R4 (m) 0.06 Jari-jari roda gigi 5 R5 (m) 0.02 Jari-jari generator R6 (m) 0.06 Stiffness poros 1 k1 (N.m/rad) 103620 Stiffness poros 2 k2 (N.m/rad) 103620 Stiffness poros 3 k3 (N.m/rad) 6908 Damping coefficient ball bearing 1&2 B1 & B2 (N.s.m/rad) 0,000902 Damping coefficient ball bearing 3&4 B3 & B4 (N.s.m/rad) 0,000651 Damping coefficient ball bearing 5&6 B5 & B6 (N.s.m/rad) 0,000210 Damping coefficient of generator dengan 50% RSA Bg1 (N.s.m/rad) 0,7489 Damping coefficient of generator dengan 100% RSA Bg2 (N.s.m/rad) 1,4978 Momen inersia roda gigi 1 J1 (kg.m2) 9,2834x10-5 Momen inersia roda gigi 2 J2 (kg.m2) 7,1631x10-4 Momen inersia roda gigi 3 J3 (kg.m2) 1,8338x10-5 Momen inersia roda gigi 4 J4 (kg.m2) 1,4853x10-3 Momen inersia roda gigi 5 J5 (kg.m2) 1,8338x10-5 Momen inersia generator J6 (kg.m2) 2,9707x10-2

Page 25: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

25

Kesimpulan dan saran

1. Perbandingan respon bodi sebelum dan sesudah menggunakan RSA. 2. Perbandingan respon gerak antara bodi dan roda kendaraan. 3. Energi terserap oleh RSA

o Analisa Hasil

Page 26: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

26

PEMODELAN SISTEM

Page 27: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

27

o Pemodelan Matematis Seperenam Kendaraan APC tanpa RSA (2 dof)

Persamaan FBD1: Mv

Mw

Kv Cv

Kw Cw

Y(t)

X2

X1

MwX1

MvX2

Persamaan FBD2:

Page 28: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

28

o Pemodelan Matematis Seperenam Kendaraan APC dengan RSA (5 dof)

X1-X2

up

down

R1

R1R2

R2 R4

R5

R6

J1

J3

J4

J5

J6

Bg

R3

B2

B2 B3

B6K1

K1 K2

K3

B1

B1 B4

B5J1

J2

J2

Mv

Mw

Kv CvRSA

Kw Cw

Y(t)

X2

X1

MwX1

MvX2

FBD untuk sistem translasi

Persamaan FBD1:

Persamaan FBD2:

Page 29: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

29

FBD untuk sistem rotasi Dari FBD disamping, secara berturut-turut didapatkan:

Page 30: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

30

Page 31: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

31

Keterangan:

Page 32: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

32

o M-file Matlab

m-file pada Matlab berisi : - nilai dari parameter yang digunakan, - matrik state space dan input, - matrik output, dan - matrik identitas

Page 33: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

33

o Simulink Matlab

Page 34: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

34

HASIL DAN ANALISA

Page 35: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

35

o Step input

profil eksitasi impuls

0 1 2 3 4 5-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

time (s)

Y ro

ad (m

)

Page 36: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

36

o Step input

0 1 2 3 4 5-2

-1

0

1

2

3

4

time (s)

velo

city

(m/s

)

50% RSA100% RSAwithout RSA

0 1 2 3 4 5-40

-20

0

20

40

60

80

time (s)

acce

lera

tion

(m/s

2)

50% RSA100% RSAwithout RSA

Respon bodi

Respon relatif bodi dengan roda

0 1 2 3 4 5-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

time (s)

disp

lace

men

t (m

)

50% RSA100% RSAwithout RSA

0 1 2 3 4 5-4

-2

0

2

4

6

8

time (s)

velo

city

(m/s

)

50% RSA100% RSAwithout RSA

0 1 2 3 4 50

0.1

0.2

0.3

0.4

time (s)

disp

lace

men

t (m

)

50% RSA100% RSAwithout RSA

Page 37: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

37

o Step input

Respon putaran generator

Daya yang dihasilkan

0 1 2 3 4 50

50

100

150

200

250

time (s)

angu

lar v

eloc

ity (r

ad/s

)

50% RSA100% RSA

0 1 2 3 4 50

1

2

3

4

5x 104

time (s)

angu

lar a

ccel

erat

ion

(rad

/s2)

50% RSA100% RSA

0 1 2 3 4 50

0.5

1

1.5

2x 105

time (s)

pow

er (w

att)

50% RSA100% RSAwithout RSA

0 1 2 3 4 50

5000

10000

15000

time (s)

pow

er (w

att)

50% RSA100% RSA

Daya terdisipasi

Daya generator

Page 38: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

38

o Sinusoidal input

Profil eksitasi sinusoidal

0 1 2 3 4 5 6

-0,2

-0,1

0

0,1

0,2

X (m)

Y ro

ad (m

)

Sumber eksitasi sinusoidal

0 0.5 1 1.5 2-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

time (s)

Y ro

ad (c

m)

0 0.5 1 1.5 2-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

time (s)

Y ro

ad (m

)

0 0.5 1 1.5 2-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

time (s)Y

road

(cm

)

Page 39: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

39

o Sinusoidal input kec. 20km/jam

Respon bodi

Respon relatif bodi dengan roda

0 2 4 6 8 10-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

time (s)

disp

lace

men

t (m

)

50% RSA100% RSAwithout RSA

0 2 4 6 8 10-3

-2

-1

0

1

2

time (s)

velo

city

(m/s

)

50% RSA100% RSAwithout RSA

0 2 4 6 8 10-20

-10

0

10

20

time (s)

acce

lera

tion

(m/s

2)

50% RSA100% RSAwithout RSA

0 2 4 6 8 10-0.15

-0.1

-0.05

0

0.05

0.1

time (s)

disp

lace

men

t (m

)

50% RSA100% RSAwithout RSA

0 2 4 6 8 10-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

time (s)

velo

city

(m/s

)

50% RSA100% RSAwithout RSA

Page 40: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

40

o Sinusoidal input kec. 20km/jam

Respon putaran generator

Daya yang dihasilkan

0 2 4 6 8 100

10

20

30

40

50

60

time (s)

angu

lar v

eloc

ity (r

ad/s

)

50% RSA100% RSA

0 2 4 6 8 100

1000

2000

3000

4000

time (s)

angu

lar a

ccel

erat

ion

(rad

/s2)

50% RSA100% RSA

0 2 4 6 8 100

1000

2000

3000

4000

5000

time (s)

pow

er (w

att)

50% RSA100% RSAwithout RSA

0 2 4 6 8 100

200

400

600

800

time (s)

pow

er (w

att)

50% RSA100% RSA

Daya terdisipasi

Daya generator

Page 41: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

41

o Sinusoidal input kec. 40km/jam

Respon bodi

Respon relatif bodi dengan roda

0 2 4 6 8 10-1

-0.5

0

0.5

1

time (s)

disp

lace

men

t (m

)

50% RSA100% RSAwithout RSA

0 2 4 6 8 10-10

-5

0

5

10

time (s)

velo

city

(m/s

)

50% RSA100% RSAwithout RSA

0 2 4 6 8 10-100

-50

0

50

100

time (s)

acce

lera

tion

(m/s

2)

50% RSA100% RSAwithout RSA

0 2 4 6 8 10-1

-0.5

0

0.5

1

time (s)

disp

lace

men

t (m

)

50% RSA100% RSAwithout RSA

0 2 4 6 8 10-10

-5

0

5

10

time (s)

velo

city

(m/s

)

50% RSA100% RSAwithout RSA

Page 42: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

42

o Sinusoidal input kec. 40km/jam

Respon putaran generator

Daya yang dihasilkan

0 2 4 6 8 100

50

100

150

200

time (s)

angu

lar v

eloc

ity (r

ad/s

)

50% RSA100% RSA

0 2 4 6 8 100

2000

4000

6000

8000

10000

time (s)

angu

lar a

ccel

erat

ion

(rad

/s2)

50% RSA100% RSA

0 2 4 6 8 100

0.5

1

1.5

2x 105

time (s)

pow

er (w

att)

50% RSA100% RSAwithout RSA

0 2 4 6 8 100

2000

4000

6000

8000

time (s)

pow

er (w

att)

50% RSA100% RSA

Daya terdisipasi

Daya generator

Page 43: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

43

o Sinusoidal input kec. 60km/jam

Respon bodi

Respon relatif bodi dengan roda

0 2 4 6 8 10-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

time (s)

disp

lace

men

t (m

)

50% RSA100% RSAwithout RSA

0 2 4 6 8 10-10

-5

0

5

10

time (s)

velo

city

(m/s

)

50% RSA100% RSAwithout RSA

0 2 4 6 8 10-150

-100

-50

0

50

100

150

time (s)

acce

lera

tion

(m/s

2)

50% RSA100% RSAwithout RSA

0 2 4 6 8 10-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

time (s)

disp

lace

men

t (m

)

50% RSA100% RSAwithout RSA

0 2 4 6 8 10-6

-4

-2

0

2

4

6

time (s)

velo

city

(m/s

)

50% RSA100% RSAwithout RSA

Page 44: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

44

o Sinusoidal input kec. 60km/jam

Respon putaran generator

Daya yang dihasilkan

0 2 4 6 8 100

100

200

300

400

time (s)

angu

lar v

eloc

ity (r

ad/s

)

50% RSA100% RSA

0 2 4 6 8 100

0.5

1

1.5

2x 104

time (s)

angu

lar a

ccel

erat

ion

(rad

/s2)

50% RSA100% RSA

0 2 4 6 8 100

2

4

6

8

10x 104

time (s)

pow

er (w

att)

50% RSA100% RSAwithout RSA

Daya terdisipasi

Daya generator

Page 45: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

45

o Frekuensi respon

Respon bodi

Page 46: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

46

o Frekuensi respon

Respon relatif bodi dengan roda

Page 47: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

47

o Frekuensi respon

Respon Kecepatan Putaran Generator

Page 48: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

48

KESIMPULAN

1. Pada respon perpindahan akibat eksitasi impulsif (input step), model tanpa RSA

memiliki nilai lebih tinggi dibandingkan dengan model 50% RSA dan 100% RSA.

Sedangkan respon kecepatan dan percepatan, model tanpa RSA memiliki nilai

lebih rendah dibandingkan dengan model 50% RSA dan 100% RSA. Waktu untuk

stabil tanpa RSA lebih lama dibandingkan dengan 50% RSA dan 100% RSA.

2. Daya yang dihasilkan oleh generator dengan model 100% RSA akibat eksitasi

impulsif (input step) memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan dengan 50%

RSA.

3. Pada respon (perpindahan, kecepatan, dan percepatan) akibat eksitasi

sinusoidal, model tanpa RSA memiliki nilai paling tinggi diikuti dengan model 50%

RSA dan 100% RSA pada kecepatan 20 km/jam dan 40 km/jam. Sedangkan

respon pada kecepatan 60 km/jam, model dengan 100% RSA memiliki nilai

paling tinggi diikuti dengan model dengan 50% RSA dan tanpa RSA.

Page 49: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

49

4. Daya yang dihasilkan oleh generator dengan model 100% RSA akibat eksitasi

sinusoidal memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan dengan 50% RSA. Yaitu,

dengan 50% RSA sebesar 200-22000 watt dan dengan 100 % RSA sebesar 200-

37000 watt pada kecepatan 20-60 km/jam. Akan tetapi untuk 100% RSA pada

kecepatan 60 km/jam, kendaraan telah tidak aman dikarenakan percepatan bodi

telah melewati batas aman yaitu sampai dengan 100 m/s2.

5. Frekuensi natural dari sistem tanpa RSA adalah 10,65 rad/s (kecepatan

kendaraan 36,63 km/jam dengan λ=6 m), dengan 50% RSA ada dua frekuensi

natural yaitu pada 9.5 rad/s dan 24,7 rad/s (kecepatan kendaraan 32,67 km/jam

dan 84,95 km/jam dengan λ=6 m), dan dengan 100% RSA adalah 20 rad/s

(kecepatan kendaraan 68,78 km/jam dengan λ=6 m).

6. Pada frekuensi 0 sampai 11,5 rad/s, respon bodi kendaraan dengan tanpa RSA

paling tinggi diikuti 50% RSA dan 100% RSA. Setelah itu sampai frekuensi 14

rad/s, respon bodi dengan 100% RSA lebih tinggi dari 50% RSA. Kemudian

sampai dengan frekuensi 15 rad/s, respon bodi dengan 100% RSA paling tinggi

diikuti tanpa RSA dan 50% RSA. Setelah frekuensi 15 rad/s, respon bodi dengan

100% RSA paling tinggi diikuti dengan 50% RSA dan tanpa RSA.

Page 50: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

50

7. Pada analisa daya dengan frequency response, potensi daya yang dihasilkan

dengan 50% RSA memiliki nilai yang lebih baik dari 100% RSA. Hal ini

didasarkan pada nilai kecepatan generator yang dihasilkan dengan 50% RSA

lebih tinggi dari 100% RSA, akan tetapi pada kesimpulan ini tidak diperhitungkan

nilai redaman dari generator.

8. Dengan menggunakan 50% RSA memiliki hasil yang lebih baik dari 100% RSA.

Hal ini didasarkan pada nilai respon bodi yang lebih mendekati suspensi semula

dan nilai daya yang dihasilkan tidak terlalu jauh berbeda antara 50% RSA dan

100% RSA.

9. Respon bodi dengan menggunakan RSA memiliki nilai yang lebih rendah dari

suspensi semula pada umumnya, walaupun pada perencanaan redaman dibuat

bernilai sama dengan semula. Hal ini dikarenakan pada perencanaan kita tidak

memperhitungkan inersia losses dari sistem rotasi yang dapat mengakibatkan

terbuangnya energi sehingga meningkatkan redaman.

Page 51: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

51

SARAN

1. Disarankan pada penelitian selanjutnya inersia losses juga diperhatikan untuk

menentukan redaman generator, sehingga respon bodi dengan RSA tidak begitu

jauh dari respon bodi dengan suspensi semula.

2. Disarankan pada penelitian selanjutnya dilakukan kontrol pada simulasi untuk

mengontrol besar defleksi shockabsorber, sehingga hasil simulasi dapat

mendekati keadaan sebenarnya.

3. Pada input sinusoidal, pada kenyataanya roda tidak mengikuti kontur jalan atau

melayang jika kecepatan kendaraan tinggi, hanya pada kecepatan rendah saja

roda mengikuti kontur jalan, sehingga pada penelitian selanjutnya perlu ditinjau

lebih detail lagi tentang input sinusoidal untuk kecepatan tinggi.

Page 52: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

52

Daftar Pustaka

1. Zuo, Lei dkk. 2010. Design And Characterization Of An Electromagnetic Energy

Harvester For Vehicle Suspension. New York State University: USA.

2. Arziti, Marcos. 2010. Harvesting Energy From Vehicle Suspension. Tempere

University of Technology: Spanyol.

3. Stobart, R K. 2007. An availability approach to thermal energy recovery in

vehicles. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of

Automobile Engineering.

4. Hyo-Jun Kim, dkk. 2002. Improving The Vehicle Performance with Active

Suspension Using Road-Sensing Algorithm. Elcevier Science Ltd.

5. S. Rao, Singiresu. 2004. Mechanical Vibration. Prentice Hall PTR: Miami, USA.

6. Frederick, Close. 1995. Modeling and Analysis of Dynamic System. John Wiley &

Sons : USA.

Page 53: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

53

7. Nise, Norman S. 1995. Control System Engineering. John Wiley & Sons : USA.

8. Krylov, V.V dkk. 2011. Calculation of ground vibration spectra from heavy military

vehicles. Loughborough University : Loughborough.

9. Yudhantara, W. 2011. Analisa Dinamika Sistem Suspensi Pada Mobl Perkotaan

Sebelum dan Sesudah Penambahan Mekanisme Vibration Energy Recovery System

(VERS). Teknik Mesin FTI ITS : Surabaya.

10. Gysen, Bart L.J, dkk. 2010. Active Electromagnetic Suspension System for

Improved Vehicle Dynamics. IEEE Transaction on Vehicular Technology vol 59.

11. Zuo Lei and Pei-Sheng Zhang. 2012. Energy Harvesting, Ride Comfort, and Road

Handling of Regenerative Vehicle Suspensions. ASME Journal of Vibrations and

Acoustics.

Page 54: SIDANG TUGAS AKHIR - digilib.its.ac.id · JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2012 SIDANG TUGAS AKHIR Dosen Pembimbing :

TERIMAKASIH

MOHON KRITIK SERTA SARAN DEMI KESEMPURNAAN TUGAS AKHIR