Analisis Distribusi Beban Gerbong Batu Bara Menggunakan Elemen Hingga

IGNATIUS ANAGRA D, Irfan Bahiuddin, S.T., M.Phil., Ph.D. ; Dr. Benidiktus Tulung Prayoga, S.T., M.T.

2020 | Tugas Akhir | D3 TEKNIK MESIN

Kereta api merupakan salah satu transportasi darat yang digunakan untuk mengangkut barang tambang seperti batu bara dalam jumlah yang banyak. Penuangan muatan bisa tidak merata dan dapat merusak komponen sehingga sangat penting untuk mengetahui analisis distribusi beban. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan analisis distribusi beban gerbong batu bara yang tidak merata menggunakan metode elemen hingga dengan ANSYS Mechanical. Pengumpulan data dilakukan dengan cara terjun ke lapangan untuk berkonsultasi secara langsung dengan pihak dari PT. Kereta Api Indonesia serta membaca literatur yang berkaitan dengan penelitian. Model 3 dimensi yang dibuat berdasarkan dimensi gerbong yang sebenarnya. Asumsi beban muatan dengan puncak dari gundukan yang mencondong ke bogie 2 (belakang). Skenario dibuat menjadi 3 macam yaitu beban dibawah batas, maksimum, dan berlebih. Dari hasil penelitian didapatkan pada bogie 2 mengalami beban yang berlebih dibandingkan dengan bogie 1. Seluruh distribusi beban roda bogie 1 dari hasil analisis memiliki nilai yang hampir sama setiap gandarnya. Pada semua skenario, roda yang mempunyai derajat keamanan dibawah 100% selalu ditemukan yang berarti pasti ada roda yang tidak aman. Saat kondisi di bawah batas maksimum muatan, hanya roda nomor 7 dan 8 yang memiliki derajat keamanan di bawah 100% yaitu sebesar 96,8% dan 95,82%. Ketika kondisi penuh dan overload, semua roda bogie 2 mengalami derajat keamanan rendah. Roda nomor 7 dan 8 dengan kondisi beban overload menunjukan derajat keamanan yang paling rendah dengan nilai masing-masing sebesar 80,81% dan 80,58%. Mayoritas hasil derajat keamanan analisis statis yang didapat hampir sama dengan data pengukuran lapangan.

Train is one of the land transportation used to transport large quantities of mining goods, such as coal. The loading process can be unevenly distributed and can damage components. Therefore, it is very important to know the load distribution analysis. This study aims to analyze the uneven load distribution on coal wagon using finite element method with ANSYS Mechanical. The data collection process was carried out by surveying into the field to consult directly with team from PT. Kereta Api Indonesia and reading literature related to the research. 3-dimensional models were made based on the actual wagon dimensions. The load is assumed as the peak of mound inclined towards bogie 2 (rear). Scenarios were made into 3 types, underload, maximum, and overload. Based on the analysis results, it was found that bogie 2 experienced excessive loads compared to bogie 1. The entire load distribution of the bogie 1 wheels had almost the same value for each axle. In all scenarios, a wheel that has safety rating below 100% is always found, which means there must be an unsafe wheel. When the condition is below the maximum load limit, only wheels 7 and 8 have a safety rating below 100%, namely 96,8% and 95,82%. When conditions are full and overload, all bogie 2 wheels experience a low safety rating. Wheels number 7 and 8 with overload condition show the lowest safety rating with a value of 80,81% and 80,58%, respectively. The majority of safety rating results that obtained in the static analysis are almost the same as the field measurement data.

Kata Kunci : Metode Elemen Hingga, gerbong batu bara, distribusi beban, derajat keamanan / Finite Element Method, coal wagon, load distribution, safety rating