Perpustakaan Digital ITB

Kereta Api Cepat (HSR) merupakan sistem transportasi darat yang penting karena kecepatan, skalabilitas, dan efisiensi. Rangkaian kereta modern seperti Kereta Api Cepat Merah Putih (KCMP) menggunakan alloy aluminium AL6061 T6 secara ekstensif untuk pengurangan berat. Namun, aluminium tidak memiliki batas ketahanan (endurance limit), sehingga rentan terhadap kegagalan kelelahan akibat beban berulang. Penelitian ini melakukan analisis umur kelelahan strucktur komprehensif pada bodi KCMP menggunakan Computational Aided Engineering (CAE). Metodologi ini mengintegrasikan simulasi Metode Elemen Hingga (FEM) pada ABAQUS dengan analisis daya tahan fe-safe, serta memasukkan respons dinamis dari data Multi-Body Dynamics (MBD). Teknik pemrosesan utama meliputi algoritma Rainflow-counting untuk ekstraksi siklus beban, relasi Goodman yang dimodifikasi untuk koreksi tegangan rata-rata, dan aturan Palmgren-Miner untuk perhitungan kerusakan kumulatif. Hasil studi parametrik mengidentifikasi konsentrasi tegangan kritis pada diskontinuitas geometris, khususnya di sekitar pintu dan jendela. Sudut bawah rangka pintu pada carbody ideal menunjukkan prediksi umur minimum 4,14 juta kilometer. Analisis desain KCMP menunjukkan 15 elemen kritis dengan puncak tegangan statis Mises 117,5 MPa pada antarmuka rangka bogie. Meskipun desain saat ini efisien dalam mengisolasi beban utama, analisis fatik komputasi berkelanjutan sangat penting untuk memastikan integritas struktural jangka panjang dan optimasi berat.