ABSTRAK Yuwono Budi Pratiknyo
PUBLIC Alice Diniarti COVER Yuwono Budi Pratiknyo
PUBLIC Alice Diniarti BAB1 Yuwono Budi Pratiknyo
PUBLIC Alice Diniarti BAB2 Yuwono Budi Pratiknyo
PUBLIC Alice Diniarti BAB3 Yuwono Budi Pratiknyo
PUBLIC Alice Diniarti BAB4 Yuwono Budi Pratiknyo
PUBLIC Alice Diniarti BAB5 Yuwono Budi Pratiknyo
PUBLIC Alice Diniarti BAB6 Yuwono Budi Pratiknyo
PUBLIC Alice Diniarti PUSTAKA Yuwono Budi Pratiknyo
PUBLIC Alice Diniarti
Teknologi crashworthiness telah dikembangkan dan diterapkan sebagai sistem
keselamatan pasif pada beberapa sarana transportasi darat, laut dan udara. Komponen
penting dalam penerapan teknologi crashworthiness adalah modul penyerap energi
impak. Mekanisme yang efektif dalam menyerap energi impak adalah melalui deformasi
plastis struktur modul penyerap energi impak. Pada kejadian tabrakan, energi impak yang
diteruskan ke struktur utama kendaraan akan diserap oleh modul penyerap energi impak.
Energi impak yang diserap pada akhirnya dapat meminimalkan dampak tabrakan terhadap
keselamatan penumpang.
Berbagai mekanisme modul penyerap energi impak melalui deformasi plastis telah
dikembangkan dan diaplikasikan sejak beberapa dekade lalu, antara lain: tube flattening,
tube axial folding, tube inversion, tube expansion, tube axial splitting, honeycomb dan
tubular rings, dengan variasi material dan dimensi yang berbeda. Mekanisme-mekanisme
tersebut dibandingkan secara kritis dengan melihat parameter energi spesifik (specific
energy), efisiensi langkah (stroke effeciency/volumetric efficiency) dan efisiensi gaya
hancur (crushing force efficiency). Hasil perbandingan menunjukkan bahwa modul tube
expansion memiliki energi spesifik yang tinggi dan axial splitting memiliki efisiensi
langkah yang tinggi, Namun pada masing-masing mekanisme memiliki kekurangan pada
parameter yang lain. Pengembangan modul baru perlu dilakukan untuk meningkatkan
keunggulan dan mengurangi kekurangan dari modul-modul yang sudah ada. Sehingga
tujuan dari disertasi ini adalah memperoleh rancangan dan rumusan perhitungan modul
penyerap energi impak yang baru dan dapat digunakan pada berbagai penerapan
berdasarkan pola operasi dan ketersediaan ruang. Selain itu juga memiliki tujuan untuk
menghasilkan metodologi pemilihan/optimasi rancangan modul penyerap energi tabrakan
berdasarkan berbagai alternatif geometri modul.
Pada penelitian disertasi ini, dikembangkan modul mekanisme penyerap energi impak
yang memiliki kebaruan (novelty) dan orisinalitas berupa tipe gabungan tube expansionaxial
splitting. Mekanisme ini dipilih untuk menyerap energi impak yang besar dengan
ruang modul penyerap energi impak yang terbatas. Penyerap energi impak tube expansion
memiliki kontruksi pipa dan dies berbentuk silinder pejal. Ketika pipa mendapatkan
beban aksial, diameter dalam pipa akan berdeformasi menjadi lebih besar daripada sebelumnya dan mengikuti diameter silinder pejal yang mengenainya. Keuntungan
menggunakan modul penyerap energi impak tipe tube expansion memiliki karakteristik
energi spesifik yang tinggi. Hal tersebut dikarenakan karakteristik respon gaya yang
didapatkan mendekati karakteristik ideal. Jika dibandingkan dengan tube expansion maka
energi spesifik tipe gabungan dapat ditingkatkan antara 1,8 – 2 kali energi spesifik dari
tube expansion dengan efesiensi langkah yang hampir mendekati dengan efesiensi
langkah dari axial splitting.
Hasil dari disertasi ini adalah diperolehnya rumusan analitik modul penyerap energi
impak tube expansion-axial splitting, yang memenuhi karakteristik modul penyerap
energi impak. Modul penyerap energi impak dapat digunakan untuk berbagai kebutuhan
berdasarkan pola operasi dan ketersediaan ruang. Perhitungan analitik Vs kaji
eksperimen, memiliki perbedaan antara 1,39 % - 26,11 % dengan rata-rata perbedaan
sebesar 9,09 %. Pada kaji numerik Vs kaji eksperimen dari 4 tipe dimensi spesimen hasil
perhitungan numerik Vs kaji eksperimen, memiliki perbedaan antara 5,57 % - 17,15 %
dengan rata-rata perbedaan sebesar 10,58 %. Dari hasil rumusan analitik, numerik dan
eksperimental, diperoleh juga batasan rancangan modul penyerap energi impak yang
baru dan dapat digunakan pada berbagai aplikasi perancangan. Selain dua hal tersebut
disertasi ini juga menghasilkan metodologi pemilihan/optimasi rancangan modul
penyerap energi tabrakan berdasarkan berbagai alternatif geometri modul, yang telah
diterapkan pada studi kasus perancangan modul penyerap energi impak pada kereta
penumpang K1.