## ANALISA DEFORMASI CRASH BOX DENGAN VARIASI DIAMETER DENGAN SIMULASI SOFTWARE ANSYS 14.5
Nanang Tawaf [1] , Asroni [2]
Jurusan Teknik Mesin Universitas Samawa [1]
Jl. Raya Sering Kerato Sumbawa Jl Yos Sudarso No 9, Sumbawa Besar 84313, NTB Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Metro [2]
Jl. Ki Hjar Dewantara No. 116 Kota Metro Lampung Email : asroni14@yahoo.com

## Abstrak
Perkembangan  teknologi  dan  perkembangan  sistem  keamanan  pada  alat  transportasi  sangat diperlukan oleh industry otomotif. Berbicara mengenai alat transportasi  maka tidak lepas dengan kemungkinan kecelakaan lalu lintas yang akan terjadi, tentunya hal ini merupakan sesuatu yang tidak diharapkan, sehingga para  produsen  alat  transportasi  selalu  berpikir  untuk  memberikan  solusi  terhadap  hal  tersebut  dengan  cara menambahkan  beberapa  sistem  keamanan  pada  produknya  agar  dapat  meminimalisasi  efek  yang  ditimbulkan akibat kecelakaan. Dengan variasi diameter crash box maka deformasi yang terjadi semakin besar, yaitu crash box I diameter 90 mm, crash box II diameter 85 mm, crash  box III diameter 80 mm, crash box IV diameter 75 mm,  masing  –  masing  memiliki  deformasi  sebesar  0.021075  m,  0.028341  m,  0.028616  m  dan  0.034857  m. Semakin  berkurangnya  rasio  (D/L)  maka  efisiensi  perpindahannya  semakin  kecil  sehingga  deformasi  plastis yang  dihasilkan  makin  besar  pula  sehingga  penyerapan  energinya  makin  maksimal  dan  efek  deselerasi  nya makin menurun, efisiensi gaya tabrak makin menurun dikarenakan perbandingan gaya puncak dan gaya rata- rata  semakin  kecil  akibat  pemadatan  atau  compaction  yang  terjadi  akibat  tumbukan  hal  ini  berpengaruh terhadap meningkatnya efek deselerasi yang kurang menguntungkan. Semakin besar diameter crash box, maka luas permukaannya juga semakin besar sehingga momen inersia luasannya pun juga semakin besar, besarnya momen inersia luasan berpengaruh terhadap nilai beban kritis yang dihasilkan, semakin besar momen inersia luasannya maka beban kritis yang diperlukan untuk mendeformasi crash box  juga semakin besar karena beban kritis  berbanding  lurus  dengan  momen  inersia  luasan,  besar  beban  kritis  sendiri  berpengaruh  terhadap  gaya yang  diterima  oleh  crash  box  semakin  besar  beban  kritis  maka  gaya  awal  yang  diterima  crash  box  untuk mengalami  buckling  pada  dinding  juga  semakin  besar,  gaya  awal  inilah  yang  mengawali  terjadinya  lipatan- lipatan pada dinding crash box.
Kata Kunci : Deformasi Crash Box, Energi regangan, Variasi Diameter

## PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi dan perkembangan  sistem  keamanan  pada  alat transportasi  sangat  diperlukan  oleh  industry otomotif.  Berbicara  mengenai  alat  transportasi maka tidak lepas dengan kemungkinan kecelakaan  lalu  lintas  yang  akan  terjadi, tentunya  hal  ini  merupakan  sesuatu  yang  tidak diharapkan,  sehingga  para  produsen  alat transportasi  selalu  berpikir  untuk  memberikan solusi  terhadap  hal  tersebut  dengan  cara menambahkan beberapa sistem keamanan pada produknya  agar  dapat  meminimalisasi  efek yang ditimbulkan akibat kecelakaan.
Dalam perkembangannya sistem keamanan  yang  diterapkan  oleh  para  produsen kendaraan bermotor khususnya kendaraan roda empat,  salah  satunya  adalah crash  box , perangkat  ini  merupakan  sistem  keamanan
pasif  ( passive  safety  system )  dan  merupakan salah  satu  bagian  dari crashworty  system yang digunakan untuk mengurangi tingkat keparahaan kecelakaan yang dialami penumpang  atau  bagian  kendaraan  yang  vital seperti mesin akibat frontal crash . Crash  box yang  diletakkan  diantara bumper  dan  rangka  pada  bagian  depan kendaraan  merupakan  bagian  yang  sangat penting  sebagai  penyerap  energi  impak  dalam hal ini tabrakan depan frontal crash . Crash box ini  diharapkan  mengalami  deformasi  dengan menyerap  energi  impak  sebelum  mengenai bagian  kendaraan  yang  lain  seperti frame dan kabin  sehingga  deformasi  yang  terjadi  dapat diminimalisasi.
Velmurugan and Muralikannan (2009) meneliti  karakteristik  penyerapan  energi  pada crash  box dengan  melakukan  pengujian  statik dan  dinamik  dari  beberapa  macam  bentuk
penampang  diantaranya  lingkaran  ( circle) , persegi ( square ), dan persegi panjang
( rectangular) masing-masing crash box memiliki  keliling,  ketebalan,  dan  tinggi  yang sama,  hasil  penelitian  tersebut  menunjukkan penyerapan  energi  spesifik  pada  penampang lingkaran  ( circle )  lebih  tinggi  dari  penampang persegi ( square ) dan persegi panjang ( rectangular )  sedangkan  penampang  persegi ( square )  lebih  baik  dari  persegi  panjang ( rectangular ).
Dari  latar  belakang  inilah  perlu  dilakukan penelitian  lebih  lanjut  mengenai    besar pengaruh  variasi  diameter  dan  panjang crash box berpenampang  lingkaran  ( circle )  agar didapatkan  penyerapan  energi  dan  perilaku deformasi  yang  baik,  hal  ini  dilakukan  untuk mendukung hasil penelitian sebelumnya.
Tujuan  yang  ingin  dicapai  dalam penelitian ini adalah untuk mengetahui seberapa besar pengaruh variasi diameter crash box agar  memiliki  kemampuan  menyerap energi  dan  perilaku  deformasi  yang  baik  pada pengujian (Dropped weight impact ).

## TINJAUAN PUSTAKA
Collapsible Impact Energy Absorber Crash Box
Crash  box adalah  salah  satu  jenis penyerap energi impak ( Impact energy absorber )  yang  diletakkan  diujung  rangka depan  kendaraan  yang  berfungsi  sebagai penyerap  energi  impak  akibat  tabrakan  pada bagian  depan,  pada  saat terjadi  tabrakan  depan ( frontal  crash ) crash  box diharapkan  dapat terdeformasi  dengan  menyerap  energi  tabrakan sebelum  mengenai  bagian  yang  dilindungi sehingga  kerusakan  pada  rangka  kabin  utama dapat  diminimalisasi  dan  penumpang  dapat selamat.  Energi  yang  diterima  oleh crash  box saat  terjadi  tabrakan  diserap  melalui  deformasi plastis  pada crash  box itu  sendiri, crash  box menyerap  energi  impak  dan  mengurangi  gaya maksimalnya  diamana  seluruh  energi  tabrakan didistribusikan  secara  merata  dan  besar gayanya  tidak  melebihi  nilai  yang  diizinkan agar  struktur  yang  lain  terlindung  dari kerusakan  yang  parah.  Agar crash  box dapat memproteksi struktur dengan baik maka desain crash  box harus  mengikuti  kriteria  sebagai berikut :
 Energi  impak  akibat  tabrakan  sebanyak mungkin harus dapat didistribusikan
menjadi deformasi irreversible atau energi tabraknya  diubah  menjadi  deformasi plastis.
 Crash  box adalah  peralatan  sekali  pakai sehingga  harus  mudah  diproduksi  dan biayanya  rendah  serta  mudah  pemasangan dan pelepasannya.
 Crash  box harus  cukup  panjang  agar jalur deformasi untuk penyerapan energi tabrakan  semakin  panjang  pula,  tetapi tidak  mengambil  terlalu  banyak  ruang pada bagian depan kendaraan.
Gambar 1. Crash box pada struktur rangka kendaraan Sumber :Liu Yanjie (2008)
Tekuk (Buckling) Buckling merupakan  suatu  jenis  dari kegagalan  struktur  yang  terjadi  pada  struktur kolom  atau  struktur  berbentuk  tiang,  hal  ini terjadi  akibat  pembebanan  secara  aksial  pada struktur  tersebut,  jika  suatu  tiang  yang  tipis diberi  tekanan  maka  tiang  tersebut  akan membengkok  dan  terdefleksi  secara  lateral sehingga  dapat  dikatakan  struktur  tersebut mengalami buckling .  Dengan  bertambahnya beban aksial pada struktur kolom maka defleksi lateral juga  akan  bertambah  dan  pada  akhirnya kolom  akan  benar-benar  terdeformasi  plastis. Ilustrasi buckling.
Gambar 2. Buckling pada struktur kolom Sumber : Beer, 2006: 635
Crash  box merupakan  salah  satu  jenis komponen  yang  berfungsi  untuk  menyerap energi  kinetik  akibat  tabrakan  dimana  energi tersebut  diubah  kebentuk  lain  yaitu  deformasi plastis  pada  struktur  dengan  bentuk  tekukan  – tekukan  yang  disebut buckling ,  sehingga dengan adanya buckling pada crash box tersebut energi  kinetik  akibat  tabrakan  yang  diterima oleh  kendaraan  tidak  langsung  tersalur  ke rangka utama yang akan menyebabkan kerusakan parah dan cidera pada penumpang.
Gambar 3 Teori dasar buckling pada crash box Sumber : Gere, 2003 : 765
Perilaku  struktur  kolom  yang  ideal ketika diberi beban secara aksial ada tiga yaitu :  Jika P < P cr ,  maka  struktur  kolom  dalam keadaan stabil  dan setimbang  dengan  posisi tegak lurus.
 Jika P = P cr ,  maka  struktur  kolom  berada dalam kondisi netral ekuilibrium baik dalam posisi tegak atau sedikit membengkok.
 Jika P > P cr ,  maka  struktur  kolom  berada dalam  kondisi  ekulibrium  yang  tidak  stabil pada  keadaan  tegak  dan  karena  itu  terjadi buckling.
P cr = Beban kritis ( N ) E = Modulus Elastisitas ( Pa ) I = Momen inersia penampang ( m 4 ) L = Panjang kolom ( m )
Bentuk dan jumlah tekukan pada buckling berdsasarkan pada persaamaan tekuk
Dengan persamaan kurva defleksi pada kolom yang tertekuk :
)
Persamaan diatas dapat dipenuhi apabila :
dengan nilai n = 1, 3, 5,…
Subtitusi nilai k ke dalam persamaan diatas dimana nilai k :
Sehingga diperoleh persamaan beban kritis :
dengan nilai n = 1, 3, 5,…
Selain itu diperoleh rumus kurva defleksi bentuk ragam tekukan :
( )
dengan nilai n = 1, 3, 5,…

## Energi Regangan
Tumbukan dua buah benda akan menimbulkan  konversi  energy  dari  energi kinetik menjadi energi regangan ( strain energy ) pada  material  dengan  mengabaikan  perubahan energi  ke  bentuk  lain.  Energi  regangan merupakan  konsep  dasar  dalam  mekanika terapan yang banyak digunakan untuk menentukan    respon  struktur  terhadap  beban statik dan dinamik.
Pada  kondisi  statik  tanpa  adanya  efek dinamik  dan  inersia,  pembebanan  diterapkan secara perlahan-lahan sehingga beban bertambah  dari  nol  ke  harga  maksimum. Pembebanan  akan  menyebabkan  material mengalami  pertambahan  panjang  (perpindahan akibat deformasi) hingga mencapai pertambahan  panjang  maksimum  sesuai  besar pembebanan. Fenomena ini umumnya disajikan dalam  bentuk  diagram  beban-perpindahan (load-displacement diagrams).
Gambar 4. Diagram beban-perpindahan Sumber : Gere, 2004 : 116
Berdasarkan  tinjauan  geometrik,  usaha yang dilakukan oleh beban dalam rentang nilai P  dan dinyatakan  sebagai  luas  daerah dibawah  kurva  beban-perpindahan,  sehingga dapat  dirumuskan  usaha  total  yang  dilakukan oleh beban :

## ∫
Dengan : U =Energi regangan (J) W = Usaha (J) P = Beban (N) = Perpindahan (m)
Energi  regangan  dibagi  menjadi  dua yakni  energi  regangan  elastis  dan  energy regangan inelastis (gambar 5). Saat pembebanan dihilangkan perlahan-lahan material  akan  kembali  kebentuk  semula. Namun  material  tidak  akan  kembali  ke  bentuk semula bila batas elastic terlampaui.
Gambar 5. Energi regangan elastis dan plastis Sumber : Gere, 2004 : 117
Pada  batas  elastis,  diagram  beban  – perpindahan    mengikuti  garis  linear  (Gambar 5).  Sehingga  besar  energi  regangan  yang tersimpan  adalah  sebesar  luas  daerah  segitiga yang  dibentuk  oleh  garis  linear  A  dengan sumbu  x.  Besar  energi  regangan  yang tersimpan  sama  dengan  usaha  yang  dilakukan oleh beban.
Gambar 6 Diagram beban-perpindahan elastic Sumber : Gere (2004 : 118)
Dan persamaan energi regangan dapat dirumuskan menjadi :
Dengan : P = Beban (N) L = Panjang material (m) E = Modulus elastisitas (Pa) A = Luas penampang (m 2 )

## Prosedur Perhitungan Metode Elemen Hingga
Metode  elemen  hingga  merupakan suatu  prosedur  numerik  dengan  konsep  dasar adalah pembagian (diskretisasi) suatu kontinum menjadi  elemen-elemen  kecil  yang  berhingga dan  memiliki  bentuk  geometri  yang  lebih sederhana  dari  kontinumnya  yang  disebut elemen  hingga.  Analisa  metode  elemen  hingga dilakukan  untuk  mendapatkan  suatu  nilai pendekatan  (bukan  eksak)  berdasarkan  asumsi perpindahan  atau  asumsi  tegangan  atau  dapat juga berdasarkan kombinasi keduanya.
1. Diskretisasi dan pemilihan elemen
Diskretisasi  adalah  proses  membagi suatu  struktur  menjadi  elemen-elemen  kecil yang  berhingga  dan  memiliki  geometri  yang lebih sederhana. Elemen-elemen ini berhubungan  pada  titik-titik  simpul  (node) membentuk  rangkaian  yang  secara  bersama dan  keseluruhan  mendekati  bentuk  struktur sebenarnya.  Jadi  bentuk  geometri  struktur yang  kompleks  dapat  disederhanakan  dengan diskretisasi untuk lebih mempermudah penganalisaan.
2. Memilih fungsi pendekatan
Variasi  perpindahan  pada  suatu  elemen didekati  dengan  fungsi  interpolasi  yang didasarkan  pada  harga  simpul  yang  mengitari. Fungsi yang umum digunakan adalah polinomial. Pendekatan dengan fungsi interpolasi  ini  disebabkan  sulitnya  mencari jawaban tertutup, sehingga dipilih suatu bentuk jawaban,  yaitu  distribusi  perpindahan  yang merupakan  besaran  yang  tidak  diketahui dengan  memakai  fungsi  yang  harus  memenuhi hukum,  prinsip  dan  syarat  batas  yang  menjadi sifat persoalan.
3. Menurunkan persamaan matrik kekakuan Prinsip  usaha  virtual  menghasilkan
persamaan  matrik  kekakuan  elemen,  yang dinyatakan sebagai:
  dV B C B k T ] [ ] [ ] [ ] [
Dengan:
[ k ] = matrik kekakuan elemen [ B ] = matrik konstitutive hubungan regangan-perpindahan [ C ] = matrik konstitutive hubungan tegangan-regangan V = volume 4. Menghitung matrik beban total Beban yang bekerja didefinisikan menjadi  tiga  macam,  sehingga  beban  total adalah:
T BF NF Q Q Q F   
Dimana: Q NF = beban pada konsentrasi node Q BF = beban akibat beban sendiri ( body force ) Q T = beban traksi ( surface traction )
5. Merakit elemen menjadi struktur
Perakitan  persamaan  elemen  dibawa  ke bentuk  persamaan  global.  Prosesnya  harus memenuhi sifat konvergen dan sifat sinambung, yaitu titik-titik yang semula bersebelahan harus tetap  bersebelahan  setelah  elemen  dikenai beban. Bentuk persamaan global elemen:
} { } { ] [ R q K 
Dimana:
[ K ]   =  matrik sifat/kekakuan elemen { q }  =  vektor perpindahan node { R }  =  matrik beban total
Setelah matrik kekakuan global diperoleh dan syarat-syarat batasnya dimasukkan    maka  perpindahan  simpul  (q) dapat  dicari.  Suatu  syarat  batasmemberikan informasi  bagaimana  struktur  ditopang  dalam ruang,  dengan  memasukkan  nilai  perpindahan yang  telah  ditetapkan  sesuai  kondisi  pada struktur.
6. Mendapatkan perpindahan global Persamaan  global  yang  mendapatkan syarat batas merupakan sekumpulan persamaan linier  yang  dapat  diselesaikan  dengan  cara eliminasi  Gauss  untuk  mendapatkan  besaran- besaran primer, yaitu q 1 , q 2 , q 3 , … q n .
n n n n n n n n n n
R q k q k q k R q k q k q k R q k q k q k    
        . 2 2 . 1 1 . 2 . 2 2 2 . 2 1 1 . 2 1 . 1 2 2 . 1 1 1 . 1 ... ... ... ...
Persamaan  diatas  akan  diselesaikan
dengan cara eliminasi Gauss untuk mendapatkan  besaran-besaran  rimer  yaitu  q 1 , q 2 ,q 3 ,……q n.
7. Mendapatkan  besaran  sekunder  dan interpretasi hasil
Dari  besaran  pertamanya  yang  berupa perpindahan,  dapat  dicari  besaran  sekunder yang  berupa  tegangan  atau  regangan,  dengan menggunakan hubungan antar keduanya. Hubungan  tegangan-regangan  pada  kondisi 3D daat  dinyatakan  dalam  bentuk  matrik  sebagai berikut :
{ }
)       )
[ ] { }
Hubungan tegangan-regangan:
{ }   [ ]{ }
Hubungan regangan-perpindahan:
{ }   [ ]{ }
Sehingga  tegangan  dapat  dirumuskan sebagai:
{ }   [ ][ ]{ }
Hasil  akhir  dari  perhitungan  dengan metode  elemen  hingga  ini  berupa  harga distribusi  tegangan  yang  akan  ditampilkan  di sepanjang  struktur  untuk  dianalisa  sesuai dengan rumusan masalah.

## Software ANSYS
Software yang  berbasis  elemen  hingga ini  mempunyai  kelebihan  yaitu  kemampuan untuk  mendiskritisasi  model  dengan  sangat halus,  mamu  bekerja  dengan  elemen  lebih banyak  dan  menghasilkan  output  dengan ketelitian tinggi. ANSYS dapat digunakan untuk menganalisis  antara  lain:  struktural,  termal, elektris, magnetis, dan fluida.
Secara  umum  langkah-langkah  analisis dengan  menggunakan ANSYS dibagi  menjadi tiga, yaitu :
1. Preprocessing (Proses Awal) Tahap-tahap penting
dalam
Preprocessing :
 Pemodelan  geometri  :  disini  dilakukan proses  modeling  geometri  baik  1D,  2D maupun 3D.
 Pemilihan  tipe  elemen  :  digunakan  untuk mendiskritisasikan model yang dibuat.
 Material  properties :  input  data  material yang digunakan.
 Meshing :  pembagian  struktur  menjadi elemen-elemen kecil/elemen diskrit.
2. Solution (Proses Solusi)
Tahap-tahap penting dalam Solution :
 Mendefinisikan  analisis  solusi  yang  dipakai ( Analysis Type ).
 Memasukkan kondisi batas ( constrain).
 Menerapkan pembebanan.
 Penyelesaian ( Solving ).
3. General Postprocessing (Proses Pembacaan Hasil)
a. Plot Result Dengan  menggunakan contour  plot akan  tampak  distribusi  tegangan  atau  variabel lain  pada  model  sehingga  mudah  dalam menginterpretasikan  informasi  yang  disajikan. Disini  model  digambarkan  dengan  sebaran warna  yang  menunjukkan  besarnya  tegangan yang terjadi.
b. List Result
Hasil  analisis  dalam  bentuk List  Result berupa tabel yang memberikan informasi secara detil  mengenai  perindahan,  tegangan  dan regangan  yang  terjadi  pad  tiap  node  mauun elemennya.
4. Animation
Hasil  analisa  yang  diperoleh  juga ditampilkan dalam bentuk simulasi (animasi).

## METODOLOGI PENELITIAN
Metode  penelitian  yang  digunakan dalam  peneltian  ini  adalah  eksperimenal  semu dengan simulasi komputer menggunakan software  ANSYS  14.5 yangberbasis  metode elemen  hingga.  Untuk  mendapatkan  informasi tambahan  diperoleh  melalui  studi  literatur  dari buku  pustaka,  jurnal  peneltian  dan  internet unuk  memperoleh  informasi  tambahan  yang diperlukan dalam penelitian.

## Variabel Penelitian
1. Variabel Bebas
Variabel  bebas  adalah  variabel  yang besarnya ditentukan sebelum dilakukan penelitian  dan  tidak  dipengaruhi  oleh  varabel lain. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah diameter  dan  ketebalan crash  box yang ditunjukkan pada tabel berikut :
Tabel 1. Variasi diameter crash box
No Crash box 1 L (mm) D1 (mm) D2 (mm) 1 Silinder 1 50 100 80 2 Silinder 2 75 90 80 No Crash box 2 L (mm) D1 (mm) D2 (mm) 1 Silinder 1 50 95 75 2 Silinder 2 75 85 75 No Crash box 3 L (mm) D1 (mm) D2 (mm) 1 Silinder 1 50 90 70 2 Silinder 2 75 80 70 No Crash box 4 L (mm) D1 (mm) D2 (mm) 1 Silinder 1 50 85 65 2 Silinder 2 75 75 65
2. Variabel Terikat Variabel terikat adalah variabel yang besar nilainya  tergantung  oleh  variabel  bebas  dan nilainya diperoleh setelah pelaksanaan penelitian.  Dalam  penelitian  ini  yang  menjadi variabel  terikat  adalah  energi  regangan  dan deformasi  yang  terjadi  pada crash  box akibat uji impak ( Impactor) .
3. Variabel Terkontrol
Variabel  terkontrol  adalah  variabel  yang besarnya  dikendalikan  atau  dibuat  tetap selama penelitian, yaitu :
a. Ketebalan crash box yang digunakan 5 mm
b. Kecepatan impactor 7,67 m/s.
c. Material crash  box yang  digunakan adalah AL7003-T7
d. Material impactor yang  digunakan adalah structural Steel (steel 4340).

## Data Material dan Dimensi Spesimen
Material crash  box yang  digunakan dalam  penelitian  ini  berdasarkan  penelitian sebelumnya  (Wahyu  Kurniawan).  AL7003- T7dengan material properties sebagai berikut :
Tabel 2. Material properties crash box
Tabel 3. Material propertiesimpactor

## Structural Steel
Density (kg/m 3 ) 7850 Poisson’s Ratio 0.3 Modulus Elastisitas (GPa) 200 Yield Strength (MPa) 250 Shear Modulus (GPa) 76 Tangent Modulus (GPa) 1.45
Pemodelan Crash Box Crash  box dimodelkan  secara  tiga dimensi,,  tahap  awal  proses  simulasi  dimulai dengan menggambar tiap bagian yang berperan penting  dalam  pengujian dropped  weight impact , yaitu impactor, tumpuan dan crash box melalui  fitur Design  Modeler pada software ANSYS  13.0 yang  selanjutnya  di  transfer  pada analisis system explicit dynamics .
Gambar 9. Pemodelan dan Pola Meshing Crash Box (D = 100 mm, t 1 = 10 mm, t 2 = 5 mm)
Hasil Dan Pembahasan Tabel 4. Hasil Simulasi
N o Cra sh Box Dimensi (mm) Total Deform asi (m) Strain Intens ity (m/m) Silind er 1 Silind er 2 1. 1 D = 100, t = 10, L = 100 D = 90, t = 5, L = 100 0.02107 5 1.053
2. 2 D = 95, t = 10, L = 100 D = 85, t = 5, L = 100 0.02834 1 0.2909 2
3. 3
D = 90, t = 10, L = 100 D = 80, t = 5, L = 100 0.02861 6 0.9514 2 4. 4
D = 85, t = 10, L = 100 D = 75, t = 5, L = 100 0.03485 7 0.5453 4 Tahap  berikutnya  adalah  memasukkan data  material  tiap-tiap  bagian  yaitu structural steel untuk impactor dan fixedsupport dan AISI 1340 Steel ,  untuk crash  box , crash  box dimodelkan secara bilinear isotropic hardening sedangkan impactor dan fixedsupport
dimodelkan  sebagai  material rigid. Kemudian
dilakukan  proses meshing, yaitu  proses membagi  benda  kerja  dalam  penelitian  ini yaitu, impactor,crash  box, dan fixedsupport menjadi  elemen-elemen  yang  kecil.  Semakin kecil  elemen  yang  dibentuk  maka  semakin banyak pula persamaan yang harus diselesaikan oleh software ,  sehingga  beban  computer  akan semakin  besar  namun  nantinya  hasil  yang diperoleh juga akan semakin akurat.
Pada software  ANSYS  14.5  meshing dapat  dilakukan  dengan  dua  cara  yaitu  manual dan  otomatis, meshing secara  manual  adalah dengan  mendiskritisasikan  elemen  yang  akan dibentuk dengan input tipe, ukuran dan jumlah elemen  sesuai  yang  diinginkan.  Sedangkan meshing secara  otomatis  dengan  memilih  tipe elemen  untuk  ukuran  dan  jumlah  elemen  yang ditentukan  secara  otomatis  oleh software. Dalam hal ini ANSYS akan menentukan sendiri secara  otomatis  berdasarkan  pemodelan  benda kerja  dan  spesifikasi  computer  yang  dipakai. Dalam penelitian ini digunakan meshing secara otomatis  dengan  jenis  elemen explicit, tipe elemen quadrilateral.
a b
Dari  grafik  hubungan  jenis  crash  box dengan  total  deformasi  didapatkan  nilai deformasi  yang  terbesar terjadi pada  crash  box IV dengan diameter silinder 75 mm, sedangkan nilai deformasi terkecil terjadi pada crash box I
dengan  diameter  silinder  90  mm.  Dari  gambar diatas  juga terlihat adanya peningkatan deformasi dari crash box I ke crash box II yaitu dari  0,021075  m  menjadi  0,028341  m  hal  ini disebabkan  oleh  semakin  besar  diameter silinder  pada  crash  box  atau  bidang  kontak dengan impaktor maka nilai deformasi mengalami peningkatan. Kemudian nilai deformasi  crash  box  II  cenderung  linear  atau mengalami  peningkatan  yang  tidak  besar  ke crash  box  III.  Dan  ini  memberikan  pengertian bahwa  semakin  kecil  diameter  crash  box dengan  bermaterial  dasar  berupa  AL7003-T7 maka deformasi yang terjadi semakin besar.
c
Gambar 10. a, b, c, Grafik Crash Box
Dari grafik diatas hubungan jenis crash box  dengan  energy  regangan  yang  dihasilkan dari  uji  impak  simulasi  ansys  didapatkan  nilai energy regangan pada crash box I sebesar 1,053 m  dan  pada  crash  box  II  cenderung  menurun sebesar  0,29092  m  hal  ini  disebabkan  oleh perbedaan diameter dari kedua crash box, nilai energi regangan mengalami peningkatan dengan diameter crash box  III sebesar 0,95142 m  yang  disebabkan  oleh  luas  bidang  kontak dari  crash  box  dan  pada  crash  box  IV cenderung  menurun  kemampuan  menyerap energi regangan. Sehingga crash box II dengan diameter silinder 85 mm kemampuan menyerap energi  regangan  paling  kecil  yaitu  sebesar 0,29092  m  dibandingkan  dengan  crash  box  I, III dan IV.
Kemampuan menyerap energi regangan dari  crash  box  dan  deformasi  yang  terjadi, adanya perbedaaan yang signifikan dari variasi diameter silinder dari ke empat jenis crash box dengan variasi diameter.
Hasil  dari  simulasi crash  box sesudah terjadi  deformasi  ditampilkan  pada  gambar  di bawah ini :
0 0.01 0.02 0.03 0.04

## HUBUNGAN CRASH BOX DENGAN TOTAL DEFORMASI
HUBUNGA
N CRASH BOX DENGAN
TOTAL DEFORM… 0 0.5 1 1.5

## HUBUNGAN CRASH BOX DENGAN STRAIN INTENSITY
HUBUNGA N CRASH BOX
DENGAN STRAIN INTENSITY 0 0.5 1 1.5 0 0.02 0.04

## HUBUNGAN DEFORMASI DENGAN STRAIN INTENSITY PADA CRASH
BOX
HUBUNGA
N DEFORMA
SI DENGAN
STRAIN INTENSIT…
Ø =90 mm, L= 100 mm
Ø = 85 mm, L= 100 mm Ø =80 mm, L= 100 mm
Ø = 75 mm, L= 100 mm Gambar 11. simulasi crash box

## KESIMPULAN
1. Dengan  variasi  diameter  crash  box  maka deformasi  yang  terjadi  semakin  besar, yaitu  crash  box  I  diameter  90  mm,  crash box  II  diameter  85  mm,  crash  box  III diameter  80  mm,  crash  box  IV  diameter 75  mm,  masing  –  masing  memiliki
deformasi  sebesar  0.021075  m,  0.028341 m, 0.028616 m dan 0.034857 m.
2. Semakin  berkurangnya  rasio  (D/L)  maka efisiensi  perpindahannya  semakin  kecil sehingga deformasi plastis yang dihasilkan makin  besar  pula  sehingga  penyerapan energinya  makin  maksimal  dan  efek deselerasi  nya  makin  menurun,  efisiensi gaya  tabrak  makin  menurun  dikarenakan perbandingan  gaya  puncak  dan  gaya  rata- rata  semakin  kecil  akibat  pemadatan  atau compaction yang terjadi akibat tumbukan.
3. Semakin  besar  diameter  crash  box,  maka luas  permukaannya  juga  semakin  besar sehingga  momen  inersia  luasannya  pun juga  semakin  besar,  besarnya  momen inersia  luasan  berpengaruh  terhadap  nilai beban  kritis  yang  dihasilkan,  semakin besar  momen  inersia  luasannya  maka beban  kritis  yang  diperlukan  untuk mendeformasi  crash  box    juga  semakin besar. Besar beban kritis sendiri berpengaruh  terhadap  gaya  yang  diterima oleh crash box semakin besar beban kritis maka  gaya  awal  yang  diterima  crash  box untuk    mengalami  buckling  pada  dinding juga semakin besar.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Gunawan,  Dirgantara  and  Putra.  2010. Development  of  a  Dropped  Weight  Impact Testing Machine . Indonesia.
2. Moaveni,  Saeed.  1999. Finite  Element Analysis  Theory  and  Application  with ANSYS . New Jersey : Prentice Hall.
3. Nakazawa,  Tamura  dan  Yoshida.  2005. Develoment  Of  Crash-Box  For  Passenger
Car  With  High  Capability  For  Energy Absorption. Jepang.
4. Nentchev, A. 2002. Numerical Analysis and Simulation  in  Microelectronics  by  Vector Finite Elements . USA.
5. Robert  D.  Cook,  David  S.  Malkus  dan Michael  E.  Plesha.  1989. Concepts  and Applications  of  Finite  Element  Analysis .
Canada : Wiley.
6. Y.  Nakasone  and  S.  Yoshimoto,  2006. Engineering  analysis  with  ansys  software , Departement  of    Mecahnical  engineering  : Tokyo