2 Juni 2023 Yogyakarta — Tim peneliti dari Departemen Pendidikan Teknik Otomotif Universitas Negeri Yogyakarta (UNY) berhasil mengembangkan inovasi desain tuas rem sepeda motor yang lebih ringan namun tetap memenuhi standar keselamatan melalui pendekatan rekayasa berbasis simulasi numerik.

Penelitian yang dilakukan oleh Agus Puji Prasetyono, Aan Yudianto, dan I Wayan Adiyasa ini berfokus pada pengembangan desain komponen otomotif ringan (lightweight design) guna meningkatkan efisiensi kendaraan sekaligus mendukung upaya pengurangan emisi karbon di sektor transportasi.

Optimalisasi Desain dengan Simulasi Finite Element

Dalam penelitian tersebut, tim mengusulkan desain baru tuas rem sepeda motor yang dianalisis menggunakan metode Finite Element Method (FEM). Metode ini memungkinkan peneliti melakukan simulasi perilaku mekanik komponen secara digital sebelum diproduksi secara fisik.

Proses penelitian dilakukan melalui beberapa tahap, mulai dari studi literatur, pemodelan desain 3D berbantuan komputer, hingga simulasi pembebanan untuk mengetahui distribusi tegangan, deformasi, serta faktor keamanan komponen.

Tiga tahap desain dikembangkan, yaitu:

• desain awal (preliminary),
• optimasi tahap pertama,
• optimasi tahap kedua dengan reduksi massa maksimal.

Hasil simulasi menunjukkan bahwa optimasi desain mampu mengurangi massa komponen hingga lebih dari 50% dibandingkan desain awal.

Perbandingan Material untuk Keamanan dan Efisiensi

Penelitian juga menguji tiga jenis material berbeda, yaitu:

• aluminium alloy,
• structural steel,
• titanium alloy.

Hasil analisis menunjukkan bahwa:

• aluminium alloy menghasilkan komponen paling ringan,
• titanium alloy memberikan faktor keamanan tertinggi,
• pengurangan massa meningkatkan efisiensi, namun perlu mempertimbangkan distribusi tegangan dan deformasi.

Desain paling optimal mengalami tegangan maksimum sekitar 297 MPa, sementara penggunaan titanium alloy menghasilkan faktor keamanan tertinggi hingga 6,28 pada desain awal.

Kontribusi terhadap Transportasi Berkelanjutan

Menurut tim peneliti, pengembangan komponen ringan pada kendaraan memiliki dampak signifikan terhadap efisiensi energi dan pengurangan jejak karbon. Pengurangan berat kendaraan secara keseluruhan dapat menurunkan konsumsi energi baik pada kendaraan konvensional maupun kendaraan listrik.

Hasil penelitian ini membuka peluang bagi industri otomotif untuk mengembangkan komponen yang lebih efisien tanpa mengorbankan aspek keselamatan. Selain itu, pendekatan simulasi numerik memungkinkan proses desain yang lebih cepat dan hemat biaya sebelum tahap produksi.

Dukungan Fasilitas dan Pendanaan

Penelitian ini didukung oleh pendanaan Universitas Negeri Yogyakarta serta fasilitas laboratorium Automotive Design Laboratory dan CADD Laboratory yang menunjang proses pemodelan dan simulasi rekayasa.

Ke depan, penelitian lanjutan direncanakan untuk melakukan validasi eksperimental terhadap prototipe nyata guna memastikan kesesuaian antara hasil simulasi dan kondisi operasional di lapangan.

selengkapnya ... http://doi.org/10.21512/comtech.v14i1.8604