Perpustakaan Digital ITB

Kontak antara roda dan rel merupakan elemen kritis dalam sistem transportasi kereta api. Tekanan kontak yang tinggi dapat menyebabkan risiko kegagalan dini dan kerusakan pada komponen roda dan rel. Penelitian ini mengkaji fenomena tekanan kontak roda rel pada kereta api dan faktor-faktor yang mempengaruhinya dengan Metode Elemen Hingga menggunakan simulasi perangkat lunak ANSYS Static Structural. Pada penelitian ini, digunakan desain roda DD dan CC dengan rel kereta api berprofil R60 dan R54 dengan kemiringan 1:40. Pemodelan divalidasi dengan perhitungan analitik metode Hertzian. Hasil penelitian menunjukkan bahwa FEM memberikan estimasi yang cukup akurat mengenai tekanan kontak maksimum. Perbandingan antara roda DD dan CC serta rel R60 dan R54 mengungkapkan bahwa tekanan kontak maksimum bervariasi secara signifikan. Roda DD menunjukkan tekanan kontak maksimum yang lebih rendah daripada roda CC, yang kemungkinan besar disebabkan oleh geometri. Tekanan kontak pada beban 100 kN yang diterima oleh rel R60 pada roda CC adalah 1281 MPa, sedangkan pada roda DD adalah 1249 MPa, tekanan kontak pada roda CC adalah 1269 MPa, sedangkan pada roda DD adalah 1254 MPa. Perbedaan ini menunjukkan bahwa roda dengan jari-jari yang lebih kecil menghasilkan nilai tekanan kontak yang lebih tinggi. Studi kasus saat roda dan rel berada pada jalur lengkung menunjukkan bahwa tekanan kontak yang tinggi sebesar 2943 MPa pada sudut kepala rel, diidentifikasi sebagai faktor risiko utama yang dapat memicu kerusakan signifikan pada rel saat roda berada pada jalur lengkung.