Perpustakaan Digital ITB

Rangka sepeda motor harus memiliki kekuatan dan kekakuan yang memadai, tetapi tetap menggunakan material secara efisien. Penelitian ini bertujuan mengembangkan desain rangka trellis sepeda motor melalui optimasi topologi, menentukan ketebalan struktur yang memenuhi kriteria kekuatan statik, serta melakukan evaluasi awal terhadap ketahanan fatigue. Geometri rangka mengacu pada tata letak Kawasaki ZX-4R dan dimodelkan dalam bentuk design space. Optimasi topologi dilakukan menggunakan metode elemen hingga dengan fungsi objektif meminimalkan strain energy dan batas volume sebesar 25% dari volume awal. Hasil optimasi kemudian diinterpretasikan menjadi struktur trellis yang tersusun atas tube dan pelat. Model trellis dianalisis menggunakan beberapa kondisi pembebanan, yaitu 1G, akselerasi, pengereman, cornering, dan pothole. Hasil analisis menunjukkan bahwa kondisi pothole dengan faktor beban vertikal 3,4G merupakan kondisi paling kritis. Ketebalan seragam elemen shell divariasikan dari 1,4 mm hingga 2,8 mm dengan interval 0,2 mm. Ketebalan 2,4 mm menjadi ketebalan minimum yang menghasilkan tegangan von Mises maksimum di bawah tegangan izin. Pada ketebalan tersebut, tegangan maksimum sebesar 320,48 MPa, perpindahan vertikal pada lokasi pengendara sebesar 1,45 mm, massa struktur sebesar 12,91 kg, dan faktor keamanan statik sebesar 1,61. Evaluasi fatigue dilakukan pada satu lokasi kritis menggunakan rentang tegangan dari kondisi parking hingga kondisi pothole. Tegangan principal maksimum pada kedua kondisi digunakan untuk menghitung tegangan amplitudo dan tegangan rata-rata, kemudian dievaluasi menggunakan kriteria Modified Goodman. Hasil sementara menunjukkan faktor keamanan fatigue sebesar 1,25 sehingga masih berada di bawah garis aman Modified Goodman. Evaluasi ini merupakan fatigue screening pada model struktur ideal dan tidak digunakan untuk memprediksi umur aktual rangka karena belum mempertimbangkan spektrum beban jalan, akumulasi kerusakan, dan detail sambungan las.