Perpustakaan Digital ITB

Diantara modul inversi pipa banyak diterapkan sebagai alat penyerap energi impak. Pipa pre-inverted, sebagai modifikasi dari mekanisme modul inversi eksternal dengan karakteristik yang telah diketahui saat ini sedang dikembangkan sebagai penyerap energi impak. Ide utama dari penelitian ini adalah pipa pre-inverted salah satu modul inversi eksternal yang dikembangkan agar dapat menyerap energi secara optimal dan mengetahui karakteristik modul. Untuk mendapatkan karakteristik modul, perlu dilakukan studi parameter menggunakan perangkat lunak Abaqus. Pemodelan disederhanakan sebagai model 2D-axisymmetric dan menggunakan model material Johnson-Cook yang mengatur sifat material di area plastis. Parametrik desain dan proses diperlukan lebih lanjut untuk mendapatkan hasil yang maksimal. Parameter ini adalah diameter luar pipa (D), tebal pipa (t0), jari-jari dies (R), faktor gesekan (?), beban miring (?) dan jenis material. Selain itu, parameter didefinisikan untuk menentukan efek desain crashworthiness. Penelitian ini secara khusus dilakukan dengan pendekatan numerik dan divalidasi dengan eksperimen. Untuk validasi, eksperimen beban dinamik (drop test) dilakukan pada pipa material API 5L grade B. Hasil analisis elemen hingga dibandingkan dengan pengujian dan hasilnya mendekati pengujian dengan galat sebesar 3,5%. Dengan studi parametrik, hubungan antara parameter input non dimensional (yaitu rasio tebal pipa, t0/D dan rasio radius dies, R/D) dan karakteristik impak (yaitu energi yang diserap, EA dan beban ratio, Fss/Fy) mampu menjawab batas desain untuk mencegah mode kegagalan yang tidak diinginkan dan diperoleh batasan geometri untuk pipa dan dies. Rasio tebal pipa maksimum dan minimum yaitu 0,034 dan 0,020, rasio radius dies maksimum dan minimum yaitu 0,18 dan 0,07. Nilai koefisien gesek divariasikan lalu dibandingkan dengan hasil pengujian dimana diperoleh ? = 0,15. Dengan variasi sudut kemiringan impaktor ? yang semakin besar maka modul tidak dapat menyerap energi impak secara maksimal karena respon gaya semakin kecil. Dari material baja karbon rendah sampai baja karbon medium, energi yang diserap oleh material juga meningkat berdasarkan kekuatan luluh dan kadar karbon. Dalam tulisan ini, berdasarkan standar BS SNI 8826:2019 pipa pre-inverted dapat diterapkan pada modul penyerap energi impak untuk kendaraan kereta api, yaitu Light Rapid Transit (LRT) di Indonesia. Dengan menggunakan persamaan karakteristik impak, geometri desain optimal dapat diperoleh untuk aplikasi apa pun. Untuk kasus kereta LRT modul dengan diameter luar 219 mm dengan stroke 738,26 mm memberikan total 378,20 kJ energi yang diserap pipa pre-inverted. Hasilnya juga diverifikasi menggunakan perangkat lunak elemen hingga dengan galat 6,72% berdasarkan gaya maksimum dari LRT.