OPTIMASI DESAIN KEKUATAN STRUKTUR GERBONG DATAR PENGANGKUT BARANG 42 TONBERBAHAN DASAR BAJA JIS G 3101 DENGAN SIMULASI BEBAN MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

Abstract

Gerbong datar merupakan jenis gerbong yang paling sederhana dan biasanya digunakan untuk mengangkut barang berupa peti kemas dengan kapasitas beban maksimal hingga 42 ton. Dalam penggunaannya, gerbong datar kereta api ini digunakan untuk mengangkut sak semen yang disusun secara palet sehingga mengakibatkan retakan pada rangka bawah struktur gerbong datar kereta api. Tujuan dari analisis ini adalah untuk memperoleh kekuatan struktur gerbong datar berbahan dasar BAJA JIS G 3101 yang dapat membawa beban maksimum dan meminimalkan terjadi nya tegangan sisa (residual stress) guna menghindari terjadinya crack/retak. Proses analisis diawali dengan pemodelan sesuai dengan ukuran asli gerbong datar kereta api yang kemudian dilanjutkan dengan pemberian tumpuan, beban gravitasi, dan spesifikasi material yang digunakan. Berdasarkan hasil analisis yang telah diperoleh dari beban kantong semen sebesar 546.000 N dan beban ratchet sebesar 900.000 N pada rangka gerbong kereta api, didapatkan sebelum dioptimasi nilai tegangan maksimum von Mises stress sebesar 231,91 MPa dan setelah dioptimasi nilai tegangan maksimum von Mises stress sebesar 189,31 MPa yang timbul pada rangka bawah struktur gerbong datar kereta api sebagai tempat terjadinya retak dan nilai deformasi sebelum dioptimasi total maksimum sebesar 19.526 mm, nilai deformasi setelah dioptimasi total maksimum sebesar 16,741 mm yang terjadi pada bagian tengah gerbong datar kereta api. Gerbong datar kereta api terbuat dari bahan SS400 dengan nilai yield strength sebesar 245 MPa. Oleh karena itu, didapatkan bahwa nilai tegangan yang timbul pada gerbong datar kereta api masih dalam daerah aman dan diijinkan.