Perpustakaan Digital ITB

Menjaga integritas struktural bogie kereta merupakan aspek yang sangat penting bagi keselamatan dan keandalan sistem kereta komuter. Penelitian ini menyajikan analisis elemen hingga (finite element analysis) secara komprehensif pada bogie Electric Multiple Unit (EMU) yang dikembangkan oleh PT Industri Kereta Api (PT INKA), dengan memanfaatkan perangkat lunak Abaqus/CAE untuk melakukan simulasi beban statis, dinamis, dan estimasi umur lelah (fatigue life) pada kondisi operasi yang representatif. Tujuan utama penelitian ini adalah untuk mengevaluasi distribusi tegangan, respons dinamis, serta perkiraan umur lelah rangka bogie guna memastikan kesesuaiannya dengan standar keselamatan operasional. Geometri bogie yang disediakan dalam format STEP diidealisasi menggunakan teknik midsurfacing pada Altair HyperMesh untuk mengurangi kompleksitas komputasi sekaligus mempertahankan detail mekanis penting. Elemen shell digunakan untuk proses meshing, sementara interaksi antar komponen dimodelkan untuk merepresentasikan kondisi perakitan yang realistis. Seluruh komponen struktural diasumsikan terbuat dari material baja homogen isotropis jenis S355JR dengan perilaku elastis linier. Skenario pembebanan dan kondisi batas ditentukan berdasarkan standar UIC 615-4 serta referensi desain terkait lainnya. Hasil analisis statis menunjukkan bahwa struktur bogie memenuhi kriteria tegangan yang diizinkan, dengan tegangan von Mises maksimum sebesar 142.5 MPa atau setara dengan 60.2% dari kekuatan izin material. Analisis beban dinamis pada frekuensi eksitasi 1 Hz, 3 Hz, serta kondisi kuasi-statis mengindikasikan bahwa node 8038 merupakan titik paling kritis, dengan nilai total damage factor tertinggi sebesar 0.0727 dan life factor sebesar 15.4148. Estimasi umur lelah, menggunakan kaidah akumulasi kerusakan Palmgren–Miner serta kurva S–N untuk baja S355J2N (m = 7.9071, C = 1.7741×1024, R2 = 0.9782), memprediksi umur lelah total sekitar 1.0×107 siklus pada pembebanan gabungan. Temuan ini menegaskan bahwa bogie memenuhi persyaratan keselamatan serta memberikan wawasan penting mengenai area tegangan kritis dan potensi optimasi struktural untuk meningkatkan ketahanan dan memperpanjang masa layanan.