Perpustakaan Digital ITB

Kecelakaan lalu lintas masih sering terjadi di Indonesia. Dampak dari kecelakaan dapat dikurangi dengan penerapan kelaiktabrakan. Konsep ini dapat diterapkan pada berbagai jenis kendaraan. Pada penelitian ini, penerapan kelaiktabrakan difokuskan pada kereta api, karena perkembangannya yang pesat di Indonesia dan adanya rencana penerapan regulasi yang mewajibkan kelaiktabrakan. Modul penyerap impak adalah komponen penting dalam kelaiktabrakan. Jenis modul expansion tube-axial splitting merupakan salah satu jenis modul yang memiliki keunggulan dari penyerapan energi spesifik yang tinggi. Proses optimasi perancangan berbasis analisis elemen hingga untuk evaluasi performa biasanya membutuhkan waktu yang signifikan. Untuk mempercepat proses perancangan dan meningkatkan akurasi proses optimasi, dalam penelitian ini digunakan metamodel dengan basis data yang berisi karakteristik modul tersebut dalam suatu metamodel sederhana dan menerapkannya dalam menghasilkan rancangan modul yang optimum. Penelitian ini terdiri dari penyusunan basis data yang dilakukan sekali, dan aplikasi perancangan yang dapat dilakukan setiap kali diperlukan perancangan modul. Basis data dibuat berdasarkan input yang ditentukan dengan Latin Hypercube Sampling, dan output didapat dengan simulasi metode elemen hingga. Berdasarkan basis data, dibuat metamodel dengan metode Kriging yang divalidasi dengan LOO-CV. Model elemen hingga sebagai basis metamodel telah divalidasi dengan uji skala lapangan, dengan hasil error gaya puncak 13,15% dan gaya rata-rata 6,94%. Dari proses metamodel, diperoleh hasil dengan akurasi 13,46%. Aplikasi perancangan diterapkan dengan melakukan optimasi objektif tunggal untuk memaksimalkan energi terserap dengan metode optimasi Genetic Algorithm pada 2 studi kasus, yaitu kereta K1 dan metro kapsul, dengan hasil solusi optimum yaitu (diameter dalam pipa, tebal pipa, diameter akhir expander): 204 mm, 6,5 mm, 224 mm untuk kasus kereta K1 dan 92,04 mm, 2,9 mm, 101 mm untuk kasus metro kapsul. Jika dibandingkan dengan analisis elemen hingga, hasil optimasi menggunakan metamodel menghasilkan prediksi energi terserap yang berbeda 16%. Dapat disimpulkan, metode perancangan berbasis pengetahuan dengan metamodel berdasarkan basis data yang telah disusun dapat menghasilkan solusi optimasi yang akurat dan dapat diterapkan dalam berbagai aplikasi perancangan modul penyerap impak tube kombinasi expansion-axial splitting.