Perancangan Rangka Sepeda Komposit dengan Variasi Motif Karbon menggunakan Metode Elemen Hingga

Abstract

Sepeda adalah kendaraan yang sangat praktis dan ramah lingkungan, tetapi sepeda memiliki kekurangan yaitu bobot rangka yang berat karena menggunakan material dari logam. Material komposit karbon dapat menjadi solusi untuk mengantisipasi bobot rangka yang berat. Penelitian ini berfokus pada merancang desain sepeda konvensional menggunakan software inventor. Rangka dibuat menggunakan material karbon dengan variasi motif anyaman karbon seperti hexagon, spread tow, dan T300. Nilai properti mekanis dari ketiga material tersebut dicari melalui pengujian tarik dan pengujian geser, yang nantinya nilai tersebut dimasukkan dalam engineering data untuk simulasi struktur statis dengan software ansys untuk memperoleh nilai deformasi total, equivalent stress, dan safety factor. Hasil penelitian menunjukkan rangka sepeda bermaterial komposit karbon motif hexagon memiliki performa struktur terbaik dibanding material lainnya, yang mana ditunjukkan dari nilai deformasi total sebesar 8,3458 mm atau 74,2% lebih rendah dibanding motif spread tow. Deformasi terjadi pada bagian sambungan antara seat tube dan seat stay. Komposit karbon motif hexagon memiliki modulus elastisitas tinggi, sehingga elastisitas material mampu menahan kerusakan rangka akibat beban yang diberikan. Rata-rata equivalent stress juga paling kecil 3,7% dibanding material lainnya. Untuk safety factor, semua material memiliki kriteria keamanan yang sangat baik karena mendapatkan nilai safety factor diatas 1. Kesimpulan dari penelitian ini adalah bahwa material komposit karbon dengan motif anyaman yang berbeda memberikan perbedaan kekuatan material pada rangka yang sama dan pemberian beban yang sama.