Analisis Optimasi Topologi Komponen Bell Crank Berbasis Material Aluminium 7075-T6 Menggunakan Metode Elemen Hingga

Abstrak

Komponen Bell crank pada sistem suspensi kendaraan listrik memiliki peran vital dalam mentransmisikan gaya secara presisi, namun massanya yang berlebih dapat menambah beban unsprung mass dan mengurangi efisiensi energi kendaraan. Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan desain dan mereduksi bobot komponen Bell crank bermaterial Aluminium 7075-T6 melalui metode Density-Based Topology optimization menggunakan pendekatan Analisis Elemen Hingga (FEA). Analisis statik pada desain awal dengan pembebanan ekstrem Fx=3000 N dan Fy =−2000 N menunjukkan tegangan von Mises maksimum sebesar 96,33 MPa, deformasi 0,0305 mm, dan safety factor 5,22, yang mengindikasikan bahwa struktur bersifat over-designed dengan massa 62,12 gram. optimasi topologi dieksekusi menggunakan fungsi objektif minimize compliance untuk mempertahankan kekakuan global melalui dua skenario batasan respons retensi massa: 75% dan 60%. Hasil simulasi komputasi membuktikan bahwa skenario retensi massa 60% memberikan desain final yang paling optimal. desain tersebut berhasil memangkas massa komponen sebesar 44,42% menjadi 34,528 gram. Meskipun deformasi total mengalami sedikit peningkatan kompensasi menjadi 0,0820 mm, nilai tersebut terbukti masih berada jauh di bawah ambang batas toleransi aman deformasi fungsional (0,1 mm). Kesimpulannya, metode optimasi topologi berhasil meningkatkan rasio kekuatan terhadap berat (strength-to-weight ratio) secara signifikan tanpa mengorbankan integritas struktural, sehingga menghasilkan desain yang sangat efisien dan direkomendasikan untuk pengembangan sistem mekanikal kendaraan listrik.