Analisis Ketahanan Fatik Sambungan Las Pada Rangka Bogi Light Rapid Transit (LRT) Menggunakan Metode Elemen Hingga

Light Rail Transit (LRT) yang diproduksi oleh PT. INKA baru-baru ini digunakan di Palembang dan Jakarta untuk menyukseskan penyelenggaraan Asian Games 2018. Akan tetapi, LRT tersebut masih memiliki Tingkat Kandungan Dalam Negeri (TKDN) yang rendah. Hal ini disebabkan oleh sistem bogi yang digunakan masih diimpor dari Bombardier, Inggris. Selain untuk meningkatkan TKDN dan dengan adanya rencana produksi bogi dalam negeri dibawah pengawasan Bombardier, dibutuhkan studi struktur rangka bogi khususnya pada ketahanan sambungan las rangka bogi (bogie frame) dibawah pembebanan dinamik aktual yang diterima oleh LRT. Penelitian ini merupakan tahap awal pengembanan sistem bogi, yang dimulai dari analisis kekuatan dan ketahanan sambungan las struktur rangka bogi. Pada penelitian ini, digunakan perangkat lunak CATIA Simulia V6 untuk membangun model solid geometri rangka bogi skala penuh dan geometri potongan bogi tanpa las maupun dengan las. Selain itu, juga dilakukan simulasi pembebanan statik pada geometri rangka bogi skala penuh tanpa las yang bertujuan untuk menemukan titik kritis pada rangka bogi, bagian kritis akan dipotong untuk disimulasikan di perangkat lunak ANSYS Workbench 2018. Lalu pada perangkat lunak ANSYS Workbench 2018 dilakukan simulasi statik dan transien pada geometri potongan rangka bogi tanpa las dan dengan las. Tipe analisis yang digunakan berupa analisis statik dan analisis fatik (kelelahan). Analisis statik dilakukan untuk menemukan titik kritis pada rangka bogi skala penuh, sedagkan analisis kelelahan (fatigue) dilakukan untuk mengetahui umur siklus sambungan las yang digunakan sampai terjadi kegagalan pada sambungan las. Dalam simulasi ini, digunakan beban kerja normal (normal service load) pada sumbu z dengan kasus pembebanan straight track untuk mendapatkan umur sambungan las. Metode pembebanan ini merujuk pada standar EN 13749. Simulasi statis rangka bogi skala penuh didapatkan nilai tegangan von mises maksimum sebesar 236 MPa yang berada di bagian side frame dekat dudukan first spring. Lalu hasil simulasi statis potongan rangka bogi tanpa las didapatkan tegangan von mises maksimum 225,36 MPa. Terdapat selisih sebesar 10,64 MPa dengan error 4,5 %. Lalu hasil simulasi transient untuk potongan rangka bogi tanpa las didapatkan tegangan von mises sebesar 151,36 MPa, sedangkan potongan rangka bogi dengan las didapatkan tegangan von mises pada daerah las sebesar 267,44 MPa. Lalu didapatkan umur siklus untuk potongan rangka bogi tanpa las sebesar 3688 jam operasional, sedangkan potongan rangka bogi dengan las sebesar 2777 jam operasional. ======================================================================================================== Light Rail Transit, which was produced by PT INKA recently used in Palembang and Jakarta for Asian Games 2018, but some parts in LRT still imported. One of which is Bogie system which was imported from Bombardier, United Kingdom. There’s a planning which is producing Bogie by ourselves but still maintained by Bombardier, and still need more studying about bogie structural frame especially in welded joint part under dynamic actual loading went through LRT. This Research is early stage of dynamical loading of a Bogie which is started from Strength and Endurance welded joint on a bogie frame. On this research, CATIA Simulia V6 was used to design full scale geometry of its solid model and section scale geometry and also for static simulation for full scale geometry and ANSYS Workbench 2018 was used for static and dynamic loading simulation for section scale geometry. Static analysis was used to find out critical section of full scale geometry, while fatigue analysis performed in order to find out age cycle of its welded joint until there’s failure in it. In this simulation, Normal service load was used on Z-axis with straight track loading to get age cycle of welded joint. This loading method referred to EN 13749 method. With Static simulation on CATIA SIMULIA 2018, the value of von mises stress maximum on bogie frame without welded joint is about 236 MPa which occurred in side frame near first spring holder. Then Static Simulation without welded joint in a part of bogie frame which was using Ansys Workbench 2018, the value of von mises stress maximum is 225.36 MPa. There’s 10.64 Mpa difference with 5.4% and then, transient simulation on ansys workbench for bogie frame without welded joint, the value of von mises stress maximum is 151,36 Mpa while, using welded joint the value is 267, 44 Mpa, and the age cycle without welded joint is 3688 hour and witih it is 2777 operational hour. Key words: welded joint, bogie frame LRT, finite element method, EN 1374