Analisis Kekuatan Frame Trailer menggunakan Finite Element Methode (FEA)
DOI:
https://doi.org/10.70609/metrotech.v4i2.7138Kata Kunci:
Transportasi air, Analisis elemen hingga, Rangka trailerAbstrak
Transportasi air merupakan salah satu moda yang krusial dalam mendukung mobilitas manusia maupun logistik, khususnya di wilayah perairan pesisir, kepulauan, dan wisata bahari. Dalam proses distribusi tersebut, trailer menjadi salah satu komponen vital yang digunakan untuk membawa muatan berat dari dan menuju kapal. Oleh karena itu, diperlukan perancangan struktur rangka trailer yang kuat, aman, dan efisien. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis kekuatan struktur rangka trailer menggunakan pendekatan numerik berbasis metode elemen hingga (Finite Element Analysis/FEA). Pemodelan dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak SolidWorks untuk membuat geometri rangka trailer, yang kemudian disimulasikan melalui pemberian pembebanan statik dan kondisi batas yang mencerminkan situasi kerja aktual. Tiga jenis material dianalisis, yaitu AISI 316 Stainless Steel, AISI 444 Stainless Steel, dan ASTM A653 Type B Galvanized Steel. Parameter utama yang dievaluasi meliputi tegangan von Mises, deformasi total (displacement), dan faktor keamanan (safety factor). Hasil simulasi menunjukkan bahwa seluruh material masih berada pada kondisi elastis, dengan nilai tegangan maksimum tertinggi sebesar 204,970 MPa pada AISI 316 Stainless Steel, yang masih berada di bawah batas yield strength masing-masing material. Nilai deformasi total tertinggi sebesar 5,473 mm juga terjadi pada AISI 316, sedangkan AISI 444 dan ASTM A653 menunjukkan nilai deformasi sebesar 5,280 mm. Dari sisi keamanan struktural, AISI 316 Stainless Steel memiliki nilai safety factor tertinggi sebesar 2,015, diikuti oleh ASTM A653 dengan 1,843, dan AISI 444 sebesar 1,497. Dari hasil analisis AISI 316 Stainless Steel merupakan material paling optimal digunakan untuk struktur rangka trailer, dengan kinerja terbaik dalam menahan beban statik, deformasi rendah, serta tingkat keamanan yang tinggi. Penelitian lanjutan disarankan untuk mempertimbangkan pembebanan dinamis, uji eksperimental secara fisik, serta analisis aspek biaya dan lingkungan untuk pemilihan material yang lebih komprehensif.
Referensi
[1] S Fita Kurniawati, “Strategi Peningkatan Transportasi Laut Di Kepulauan Seribu Dalam Perspektif Sistem Pembangunan Wilayah Pesisir Dan Laut Secara Terpadu,” Warta Penelitian Perhubungan, vol. 22, pp. 841–861, Aug. 2010, doi: http://dx.doi.org/10.25104/warlit.v22i8.1146.
[2] A. Majid Abdullah, dan Iswandi Muhammad, and J. I. Jusuf Abdulrahman Kampus GambesiKota Ternate Selatan, “OPTIMALISASI BIAYA TRANSPORTASI ANTAR PULAU RUTE TIDORE-LOLEO MENGGUNAKAN MODEL TRANSPORTASI METODE VOGEL’S APROXIMATION (STUDI KASUS: SPEED BOAT LOLEO-TIDORE),” CLAPEYRON : Jurnal Ilmiah Teknik Sipil, vol. 1, pp. 1–7, 2020, doi: https://doi.org/10.33387/clapeyron.v1i1.1628.g1268.
[3] Ari Wibawa BS and Tania Mushazi, “ANALISA PERUBAHAN KECEPATAN DAN KEKUATAN MEMANJANG AKIBAT PERUBAHAN BENTUK LAMBUNG PADA PATROL SPEED BOAT ‘GRASS CARP’ DI RAWAPENING,” KAPAL: Jurnal Ilmu Pengetahuan & Teknologi Kelautan , vol. 8, no. 2, pp. 82–88, 2011, doi: https://doi.org/10.14710/kpl.v8i2.1713.
[4] Y. Aji Pranata and L. Elvira Jurusan, “ANALISIS KEGAGALAN STRUKTUR BANGUNAN RUMAH TINGGAL DENGAN METODE ELEMEN HINGGA LINIER,” Jurnal Teknik Sipil (JTS) , vol. 12, no. 3, pp. 161–172, 2013, doi: https://doi.org/10.24002/jts.v12i3.624.
[5] R. Wibowo and R. Hutama Rizky, “Evaluasi Kekuatan dan Keandalan Frame Table Molding Handle Rem dengan Simulasi Finite Element Analysis (FEA),” Jurnal Inovasi Ilmu Pengetahuan dan Teknologi (JIPTEK) , vol. 6, no. 1, pp. 2686–5157, 2024.
[6] S. J. Gobbi, V. J. Gobbi, and G. Reinke, “Improvement of mechanical properties and corrosion resistance of 316L and 304 Stainless Steel by low temperature plasma cementation,” Matéria (Rio de Janeiro), vol. 25, no. 2, 2020, doi: 10.1590/s1517-707620200002.1036.
[7] C. Bitondo, A. Bossio, T. Monetta, M. Curioni, and F. Bellucci, “The effect of annealing on the corrosion behaviour of 444 Stainless Steel for drinking water applications,” Corros Sci, vol. 87, pp. 6–10, Oct. 2014, doi: 10.1016/j.corsci.2014.06.025.
[8] N. Coni, M. L. Gipiela, A. S. C. M. D’Oliveira, and P. V. P. Marcondes, “Study of the mechanical properties of the hot dip Galvanized Steel and galvalume®,” Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, vol. 31, no. 4, pp. 319–326, Dec. 2009, doi: 10.1590/S1678-58782009000400006.
[9] L. MatWeb, “AISI Type 316 Stainless Steel, Annealed Ba,” ASM Material Data Sheet (MatWeb – Material Property Data). Accessed: May 18, 2025. [Online]. Available: https://asm.matweb.com/search/SpecificMaterial.asp?bassnum=MQ316K
[10] MakeItFrom.com, “AISI 444 (S44400) Stainless Steel,” MakeItFrom – Online Materials Information Resource.
[11] United States Steel Corporation, “ASTM Designations for Steel Properties of Hot-Dip Galvanized and Galvalume-Coated Steel Sheet,” U.S. Steel Technical Bulletin. Accessed: May 18, 2025. [Online]. Available: https://www.ussteel.com/documents/40705/43746/ASTM+Designations+for+Steel+Properties.pdf
[12] J. A. Martins and E. C. Romão, “The Importance of Accurate Boundary Condition in Obtaining Reliable Shearing Stresses on a Torsional Finite Element Simulation,” Engineering, Technology & Applied Science Research, vol. 12, no. 3, pp. 8482–8487, Jun. 2022, doi: 10.48084/etasr.4708.
[13] W. Lee and C. Zhang, “Computational consistency of the material models and boundary conditions for finite element analyses on cantilever beams,” Advances in Mechanical Engineering, vol. 10, no. 6, Jun. 2018, doi: 10.1177/1687814018780029.
[14] M. A. Sabtu, A. E. Admi, M. Mohamed Salleh, S. A. Osman, and S. A. Osman, “Finite Element Analysis of Stress Distribution in AL6061 Frame Structures Under Varying Applied Loads,” International Journal of Integrated Engineering, vol. 16, no. 2, Apr. 2024, doi: 10.30880/ijie.2024.16.02.027.
[15] V. Shukla, A. Abdul, M. Pratap Singh, and A. Kr Srivastava, “Meshing technique in FEA for complex shape model and result optimization,” 2019. [Online]. Available: www.IJARIIT.com
[16] Y. Huang and J. Jiang, “A Critical Review of von Mises Criterion for Compatible Deformation of Polycrystalline Materials,” Feb. 01, 2023, MDPI. doi: 10.3390/cryst13020244.
[17] C. S. Kim, “Variation of Mechanical Characteristics and Microstructural Evolution in AISI 316 Austenitic Stainless Steel Subjected to Long-Term Thermal Aging at Elevated Temperature*,” Strength of Materials, vol. 49, no. 2, pp. 263–271, Mar. 2017, doi: 10.1007/s11223-017-9866-4.
[18] T.-Y. Wu and E. C. Ting, “Analysis of the changing geometry of flexible structure: 2. Analysis of flexible solid,” Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, vol. 476, no. 2239, p. 20200045, Jul. 2020, doi: 10.1098/rspa.2020.0045.
[19] A. S. Patel and A. Srivastava, “Modeling, analysis & optimization of TATA 2518 TC truck chassis frame using CAE tools,” Int J Eng Res Technol, vol. 5, no. 10, 2016.
[20] A. H.-S. Ang and M. Amin, “Safety Factors and Probability in Structural Design,” Journal of the Structural Division, vol. 95, no. 7, pp. 1389–1405, Jul. 1969, doi: 10.1061/JSDEAG.0002307.
[21] C. Şireci, “Safety Factor Approaches for Ductile Materials Under Static Loading,” 2018.
Unduhan
Diterbitkan
Terbitan
Bagian
Lisensi
Hak Cipta (c) 2025 Sihnta Gracea Lawolo, Iwan Gusniar Nugraha, Reza Setiawan, Candan Tabayyun, Ardiansyah Arum
Artikel ini berlisensi Creative Commons Attribution 4.0 International License.
