digilib@itb.ac.id +62 812 2508 8800

Salah satu sarana transportasi yang utama untuk jalur darat adalah kereta api. Operasi kereta api dapat terganggu apabila terjadi kerusakan atau kegagalan pada komponen kereta seperti roda kereta. Dari data yang ada, ditemukan dua jenis modus kerusakan yang dominan, yaitu cacat keropos dan retak pada permukaan roda. Keropos pada permukaan roda mengakibatkan getaran yang berlebihan sehingga mengurangi kenyamanan penumpang saat menggunakan kereta. Studi analisis roda kereta keropos dan retak dilakukan untuk mengetahui modus kegagalan roda yang terjadi dan juga mengetahui penyebab kerusakan roda kereta sehingga dapat dilakukan tindakan perawatan yang tepat dan juga pencegahan untuk kasus kerusakan berikutnya. Studi ini dilakukan dengan cara mengumpulkan data kegagalan roda keropos dan retak yang terjadi di lapangan dan melakukan pengujian material di laboratorium. Untuk melengkapi data analisis dilakukan simulasi pengereman dengan metoda analitik dan juga kajian pembebanan statik roda dengan pemodelan elemen hingga, menggunakan perangkat lunak ANSYS Multiphysics. Hasil analisis menunjukkan bahwa modus kegagalan roda yang terjadi adalah cacat berbentuk ellips tumpang tindih dengan pola yang searah, berkembang menjadi keropos yang disertai retak dan pada kondisi tertentu dapat berkembang menjadi roda benjol (flat). Pemodelan pembebanan statik roda menunjukkan tegangan kontak yang terjadi sebesar 904,551 MPa, berada dibawah batas maksimum kekuatan roda sebesar 1000 MPa. Melalui pengamatan struktur mikro pada saat pengujian menunjukkan bahwa pada cacat keropos telah terjadi perubahan struktur mikro roda menjadi martensit akibat temperatur berlebih, mencapai 800oC. Struktur martensit terbentuk akibat panas yang timbul saat gesekan roda dengan blok rem komposit dan saat roda gelincir pada rel yang dilanjutkan dengan pendinginan yang terjadi secara berulang-ulang. Berdasarkan grafik hasil simulasi pengereman, gelincir terjadi saat koefisien gesek blok rem 0,24 dan koefisien gesek statis antara roda dengan rel sebesar 0,15. Struktur martensit membuat permukaan roda menjadi getas sehingga mudah terkelupas, dan lebih rentan terhadap retakan karena turunnya keuletan. Cacat keropos yang terjadi pada roda kereta selalu disertai dengan adanya retakan halus di dasarnya. Retakan yang terjadi pada tepi roda disebabkan oleh efek pemanasan yang dialami roda.