EVALUASI RANCANGAN FRAME AUTOMATIC GUIDED VEHICLE (AGV) DENGAN RODA MECANUM MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

ZAINAL ABADI, Fauzun, S.T., M.T., Ph.D.

2015 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Frame atau rangka adalah merupakan bagian penting pada kendaraan yang berfungsi sebagai penopang berat kendaraan, mesin serta beban. Frame yang akan dianalisa adalah frame Automatic Guided Vehicle (AGV) yang digunakan sebagai material handling. Posisi pembebanan pada AGV yang didesain bisa berputar dan model menyerupai forklift, sehingga keamanan frame menjadi hal yang sangat di perhatikan. Hal ini menjadi alasan mengapa frame AGV harus kuat, kaku sehingga aman di gunakan untuk kondisi pembebanan yang sesuai dengan kondisi sebenarnya. Beban terbesar tidak hanya terjadi pada satu titik karena posisi beban yang bisa di putar dan naik turun, sehingga titik-titik kritis akan terjadi pada beberapa bagian. Simulasi akan dilakukan dengan analisis beban statis dan juga analisis beban dinamis, selanjutnya untuk memvalidasi hasil simulasi juga akan di lakukan pengujian langsung menggunakan strain gage dan data logger. Material yang digunakan dalam penelitian ini adalah baja karbon ASTM A36 dan beban maksimum yang akan di angkat sebesar 100 kg dengan safety faktornya 2. Analisa dilakukan untuk mengetahui titik-titk kritis tersebut menggunakan software Abaqus 6.11. Tujuannnya adalah untuk mengetahui deformasi yang terjadi serta daerah kritis dari semua bagian frame serta tegangan Von Mises, tegangan maksimum dan regangan maksimum pada titik-titik kritis tersebut. Dari hasil pengujian yang telah di lakukan dapat diketahui bahwa titik-titik kritis terjadi pada pada desain ke-1 terjadi pada bagian mounting konektor dengan lifting dan mounting konektor dengan suspensi serta ujung frame dengan Displacement 2,157 mm, regangan maksimumnya sebesar 0,00137, tegangan Von Mises sebesar 377,523 MPa. Desain ke-2 dengan simulasi beban statis yang mengalami titik-titik kritis adalah pada mounting saja dengan hasil displacement terbesar terjadi pada variasi ke-1 yaitu 0.748 regangan maksimum yang terjadi adalah 0,000762 serta tegangan Von Mises sebesar 154,356 MPa kemudian dengan Steady State Dynamic didapat tegangan Von Mises terbesar terjadi pada frekuensi 3,053 Hz yaitu sebesar 1135.63 MPa. Setelah dilakukan modifikasi bagian mounting yang mengalami kritis sebelumnya telah mengalami perbaikan, sehingga tegangan yang terjadi pada frekuensi 3,053 Hz turun menjadi 23.233 MPa, namun ada 1 node yang tegangan Von Misesnya 608,169 MPa tetapi karena hanya terjadi pada pertemuan 2 element yang melibat 1 node sehingga dianggap aman. Dengan demikian desain yang ke-3 hasil modifikasi ini adalah desain yang paling optimal dan yang direkomendasikan untuk digunakan pada AGV berikutnya. Kata kunci : Material handling, AGV, titik-titik kritis, Metode elemen hingga, Abaqus

Frame is an important part of a vehicle which support the vehicle weight, engine and loads. Frame to be analyzed is the frame of an Automatic Guided Vehicle (AGV) which is used as a material handling. Loads position on the AGV is designed to rotate and the model resembles a forklift, so the frame safety is become major consideration. An AGV frame must be strong, rigid, and safe for loading and unloading conditions in accordance with the actual conditions. The highest loads do not only happen at one point because it's position can be rotated up and down, so the critical points will occur in some parts. Simulations will be performed by static and dynamic loads . Furthermore, the simulation results will be validated directly by using a strain gage testing. The material used in this research is ASTM A36 carbon steel, while the maximum load to be lifted is 100 kg, with a safety factor of 2. The analysis was conducted using Abaqus 6-11 to determine critical points. Its purpose is to determine the deformation and critical areas of all frame structures, such as Von Mises stress, maximum diplacement and maximum strain at it's critical points. The results show that the critical points occured in the first design is in the mounting connector with lifting, mounting connectors with suspension and frame ends with 2.157 mm in displacement, 0.00137 of maximum strain, and 377.523 MPa of Von Mises stress. The second design which is simulated using static loads shows that the critical points are on the mounting which causes the largest displacement occur in first variations that is 0.748 mm of displacement, 0.000762 of maximum strain, and 154.356 MPa of Von Mises stress. Furthermore, the Steady State Dynamic shows, that the maximum Von Mises stress is to 1135.63 MPa at the frequency of 3.053 Hz. After the modification, by correctiing the critical sections, the stress decreasing to 23.233 MPa on frequency of 3.053 Hz. However the Von Mises stress is still 608.169 MPa. Since it's only occur in the conjunction beetwen two elements, thus it is considered to be safe. The condition is that the 3rd design become the most optimum and recommended for the next AGV. Key word : Material handling, AGV, critical point, Finite element method, Abaqus

Kata Kunci : Material handling, AGV, titik-titik kritis, Metode elemen hingga, Abaqus; Material handling, AGV, critical point, Finite element method, Abaqus