ANALISIS TEGANGAN DAN DEFORMASI RANGKA CARBODY KERETA STAINLESS STEEL GENERASI BARU DENGAN PEMBEBANAN STATIS DENGAN MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA.

AKMAL MUHTAROM, . (2026) ANALISIS TEGANGAN DAN DEFORMASI RANGKA CARBODY KERETA STAINLESS STEEL GENERASI BARU DENGAN PEMBEBANAN STATIS DENGAN MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA. Sarjana thesis, UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA.

	Text COVER (3).pdf Download (636kB)
	Text BAB I (1).pdf Download (209kB)
	Text BAB II.pdf Restricted to Registered users only Download (1MB) | Request a copy
	Text BAB III.pdf Restricted to Registered users only Download (648kB) | Request a copy
	Text BAB IV.pdf Restricted to Registered users only Download (1MB) | Request a copy
	Text BAB V (2) (1).pdf Restricted to Registered users only Download (244kB) | Request a copy
	Text DAFTAR PUSTAKA (2).pdf Download (236kB)
	Text LAMPIRAN (2).pdf Restricted to Registered users only Download (1MB) | Request a copy

Abstract

Penelitian ini berfokus pada analisis kekuatan struktural dan karakteristik dinamis dari tiga alternatif desain modifikasi rangka carbody kereta api generasi terbaru. Evaluasi dilakukan menggunakan Metode Elemen Hingga (MEH) melalui simulasi static structural dan analisis modal guna memastikan kepatuhan terhadap standar kelayakan Peraturan Menteri Perhubungan No. 49 Tahun 2023. Material penyusun struktur dievaluasi menggunakan spesifikasi baja karbon struktural SS400. Hasil simulasi statis menunjukkan bahwa modifikasi struktural memberikan dampak yang signifikan terhadap kekuatan rangka. Desain 2 teridentifikasi sebagai konfigurasi yang paling optimal dan memenuhi syarat, dengan menghasilkan tegangan maksimum sebesar 95 MPa, deformasi 0,52 mm, serta Safety Factor (SF) sebesar 2,1. Nilai tegangan tersebut terkonfirmasi aman karena berada jauh di bawah batas luluh (yield strength) material. Sebagai pembanding, Base Model menghasilkan tegangan 173 MPa (SF 1,4), Desain 1 sebesar 86 MPa (SF 2,4), dan Desain 3 sebesar 131 MPa (SF 1,9). Lebih lanjut, hasil analisis modal memperlihatkan bahwa bentuk moda (mode shape) kritis pada struktur ini didominasi oleh fenomena lenturan di bagian tengah atap (roof bending/drumming). Desain 2 mencatatkan frekuensi alami tertinggi sebesar 36,5 Hz, yang secara langsung meningkatkan batas kecepatan operasional aman hingga 197,1 km/jam dan kecepatan kritis mencapai 262,8 km/jam. Performa dinamis ini melampaui Base Model (30,8 Hz), Desain 1 (30,7 Hz), maupun Desain 3 (22,2 Hz). Secara keseluruhan, modifikasi rancangan carbody yang diusulkan dinyatakan aman, layak beroperasi, dan memenuhi batas maksimum tegangan serta regangan yang diizinkan oleh regulasi sarana perkeretaapian. Kata Kunci: Rangka Carbody, Metode Elemen Hingga, Baja SS400, Static Structural, Analisis Modal, Kecepatan Kritis. ***** This research focuses on analyzing the structural strength and dynamic characteristics of three alternative modification designs for new-generation train carbody frames. The evaluation was conducted using the Finite Element Method (FEM) through static structural simulation and modal analysis to ensure compliance with the feasibility standards of the Minister of Transportation Regulation No. 49 of 2023. The structural material was evaluated using SS400 structural carbon steel specifications. The static simulation results indicate that structural modifications significantly impact the frame's strength. Design 2 was identified as the most optimal and compliant configuration, yielding a maximum stress of 95 MPa, a deformation of 0.52 mm, and a Safety Factor (SF) of 2.1. This stress value is confirmed to be highly secure as it falls well below the material's yield strength. For comparison, the Base Model produced a stress of 173 MPa (SF 1.4), Design 1 yielded 86 MPa (SF 2.4), and Design 3 resulted in 131 MPa (SF 1.9). Furthermore, the modal analysis results revealed that the critical mode shape of the structure is dominated by roof bending (drumming) phenomena. Design 2 recorded the highest natural frequency at 36.5 Hz, which directly elevated the safe operational speed limit to 197.1 km/h and the critical speed to 262.8 km/h. This dynamic performance surpasses the Base Model (30.8 Hz), Design 1 (30.7 Hz), and Design 3 (22.2 Hz). Overall, the proposed carbody modification design is declared structurally safe, operationally feasible, and entirely compliant with the maximum allowable stress and deformation limits stipulated by railway rolling stock regulations. Keywords: Carbody Frame, Finite Element Method, SS400 Steel, Static Structural, Modal Analysis, Critical Speed.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Additional Information:	1). Dr. Ir. Ahmad Kholil, M.T. ; 2). Dr. Eng. Agung Premono, M.T.
Subjects:	Teknologi dan Ilmu Terapan > Teknik Mesin, Mekanika Teknik Teknologi dan Ilmu Terapan > Manufaktur
Divisions:	FT > S1 Teknik Mesin
Depositing User:	Akmal Muhtarom .
Date Deposited:	23 Sep 2026 08:16
Last Modified:	23 Sep 2026 08:16
URI:	http://repository.unj.ac.id/id/eprint/72472

Actions (login required)

View Item