Abstrak — Perkembangan  jumlah  transportasi  kian  hari  kian meningkat.  Mulai  dari  kendaraan  pribadi  hingga  kendaraan umum.  Hal  ini  dikarenakan  populasi  yang  terus  bertambah dan  juga  ekonomi  yang  meningkat.  Hal  ini  berdampak  pada populasi  kendaraan  dijalanan  yang  meningkat  juga,  sehingga transportasi  umum  menjadi  solusi  yang  dapat  diambil  untuk mengatasi kepadatan kendaraan ini, salah satunya adalah bus. Bus  yang  beredar  di  masa  kini  mayoritas  merupakan kendaraan berbahan bakar fosil yang mana memberikan efek buruk  pada  lingkungan.  Bus  dengan  tenaga  listrik  sudah  ada namun  masih  terbatas  dan  terbilang  jauh  lebih  sedikit jumlahnya.  ITS  melalui  PUI-SKO  memiliki  solusi  untuk mengatasi  ini  dengan  ikut  mengembangkan  bus  listrik  yang ramah  lingkungan.  Dengan  mencoba  menggunakan  sistem retrofit,  menggunakan  chassis  dari  bus  ICE  yang  masih  bisa digunakan  untuk  dikonversi  menjadi  BEV,  tentunya  akan lebih  menghemat  biaya  dalam  produksinya.  Namun  karena ada  berbagai  kebutuhan  yang  harus  ada  dalam  kendaraan BEV  seperti  tempat  baterai,  maka  diperlukan  penambahan struktur  ataupun  modifikasi  pada  cross  member.  Dengan adanya  perubahan  ini  tentu  karakteristik  dari  kekakuan  torsi dan  bending  kendaraan  akan  berubah  juga.  Metode  yang digunakan  adalah  dengan  metode  simulasi  3D  dan  dilakukan pemodelan  chassis  ICE,  chassis  konversi  BEV,  dan  chassis alternatif  BEV  dengan  variasi  cross  member.  Uji  yang dilakukan  merupakan  uji  torsi  dan  uji  bending  untuk mendapatkan  nilai  torsional  rigidity  dan  bending  stiffness. Analisis  yang  didapatkan  berupa  chassis  ICE  memiliki  nilai terkecil  untuk  kekakuan  torsi  dan  bending.  Nilai  kekakuan torsi  terbesar  pada  chassis  alternatif  BEV,  dan  kekakuan bending  terbesar  pada  chassis  BEV.  Hasil  lain  didapatkan bahwa  cross  member  berpengaruh  terhadap  kekakuan  torsi namun  kurang  memberikan  pengaruh  untuk  kekakuan bending.
Kata  Kunci — Bending  Stiffness,  Cross  Member,  Torsional Rigidity

## I. PENDAHULUAN
ERDASARKAN  dari  BPS  [1]  menunjukkan  bahwa kendaraan  umum  khususnya  bus  pada  tahun  2019 mengalami pertumbuhan pertahun sebesar 4.22%. Peningkatan ini dikarenakan terus  meningkatnya  kebutuhan konsumen  dan  juga  untuk  memicu  mengurangi  kepadatan lalu lintas dengan menggunakan transportasi umum bus. Bus yang beredar sekarang ini masih menggunakan bahan bakar fosil,  meskipun  begitu  akhir-akhir  ini  mulai  diadakan transportasi bus bertenaga listrik walau jumlahnya terbilang sedikit. ITS melalui PUI-SKO ikut mencoba mengembangkan  bus  listrik  dengan  sistem retrofit ,  yakni menggunakan chassis bus ICE dan dikonversi menjadi BEV. Sehingga  chassis  ini  akan  dimodifikasi  agar  memenuhi
kebutuhan kendaraan elektrik. Seperti yang kita tahu bahwa chassis ini memiliki peranan penting karena akan menopang beban  yang  besar  [2].  Perubahan  struktur  pada  chassis  ini tentunya  akan  merubah  karakteristik  chassis  tersebut  salah satunya kekakuan torsi dan bending.
Dalam perkembangannya, kekakuan dari kendaraan terus ditingkatkan  tanpa  menambah  bobot  kendaraan  yang signifikan.  Rujukan  [3]  menjelaskan  bahwa Amba  Coach Builder memiliki  standar  tersendiri  untuk  kekakuan  chassis dengan  tipe  minibus.  Nilai  yang  ditetapkan  adalah  4kN- m/deg  untuk torsional  rigidity dan  3kN/mm  untuk bending stiffness.  CMVSS juga  memiliki  standar  tersendiri  untuk struktur C-dolly yakni  sebesar  3kN-m/deg.  Variasi  posisi cross-member disini  juga  mempengaruhi  kekakuan  dari chassis.  Dengan  pengubahan  struktur  chassis  dari  ICE  ke BEV  tentunya  akan  berpengaruh  terhadap  posisi cross- member maupun  struktur  lain  yang  menopang  kekakuan chassis. Bentuk dari cross-member pun juga mempengaruhi dari kekakuan chassis. Dengan massa yang sama dan bentuk yang  berbeda  maka  akan  menghasilkan  kekakuan  yang berbeda  juga  [4].  Kekakuan  kendaraan  ini  penting dikarenakan untuk menjaga chassis tidak mudah terdefleksi atau bergetar sehingga material akan lebih awet dan tahan.
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah simulasi menggunakan software ANSYS Workbench dengan menggunakan  solid  element.  Model  yang  digunakan berbasis  dari  chassis  Mitsubishi  Fuso  FE  84G  BC  dengan tiga  model. Pengujian ini  dilakukan untuk mengetahui  nilai kekakuan bending dan torsi, mengetahui perbandingan nilai kekakuan dan analisa faktor, serta mengetahui pengaruh dari variasi cross-member terhadap kekakuan torsi dan bending.

## II. URAIAN PENELITIAN

## A. Torsional Rigidity
Salah satu hal terpenting dalam chassis sebuah kendaraan adalah  nilai  kekakuan  torsional  ( torsional  rigidity )  dari chassis  tersebut.  Hal  ini  berdampak  pada  tingkat kenyamanan  serta  performa  pada  suatu  kendaraan.  Dengan pemikiran  seperti  ini,  tujuan  dari  membuat  suatu  desain chassis  adalah  untuk  meningkatkan  kekakuan  torsi  tanpa secara  signifikan  menambah  bobot  dari  chassis  [5-6]. Adapun  efek  atau  pengaruh  dari torsional  stiffness yakni adalah  pada  saat  belok  dan  melewati bump .  Yang dimaksudkan  adalah  ketahanan  dari  struktur  kendaraan untuk  memuntir  sepanjang  sumbu  longitudinal  kendaraan pada  saat  belok  ataupun  pada  saat  roda  mobil  melewati bump [7].  Besarnya torsional  rigidity adalah  perbandingan

## Analisa Torsional Rigidity dan Bending Stiffness pada Bus Elektrik PUI-SKO ITS Konversi ICE ke BEV dengan Variasi Cross Member
Bacharuddin Yusuf Wahyudi, Bambang Sudarmanta, dan Julendra Bambang Ariatedja Departemen Teknik Mesin, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya (ITS)
e-mail : ariatedja@me.its.ac.id
B
nilai  torsi  (T)  dan  sudut  puntir  (θ)  dan  dapat  dirumuskan sebagai berikut:
𝜃 = 2∗𝛿 𝐿 (𝑟𝑎𝑑) (1)
𝑇 = 𝑅 1 +𝑅 2 2 ∗  𝐿 (2)
𝐾 = 𝑇 𝛿 (3)

## B. Bending Stiffness
Bending  stiffness  adalah  ratio  antara  gaya  yang diaplikasikan dengan defleksi yang terjadi atau besaran gaya yang  diperlukan  untuk  melakukan  deformasi.  Bending stiffness  ini  dikaitkan  dengan  keadaan  kendaraan  ketika menerima beban ekstrem diantara kedua titik tumpu. Satuan dari  bending  stiffness  adalah  kN/mm.  Semakin  kaku  suatu chassis  maka  semakin  banyak  pula  beban  yang  mampu  di tampung  [8]. Bending  stiffness merupakan  perbandingan gaya yang diberikan dan defleksi yang terjadi.
𝐵𝑒𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔 𝑠𝑡𝑖𝑓𝑓𝑛𝑒𝑠𝑠 = 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑎𝑝𝑝𝑙𝑖𝑒𝑑 𝑙𝑜𝑎𝑑 𝐷𝑒𝑓𝑙𝑒𝑐𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑜𝑐𝑐𝑢𝑟𝑒𝑑 𝑎𝑓𝑡𝑒𝑟 𝑎𝑝𝑝𝑙𝑖𝑐𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 𝑜𝑓 𝑙𝑜𝑎𝑑 (4)

## C. Cross-member
Cross-member baru  (Gambar  1)  dibuat  identik  dengan ukuran panjang  yang  sama dan  berat yang  sama agar  dapat diketahui efek perubahan cross-member dengan bobot yang sama. Cross-member baru ini diaplikasikan pada desain bus BEV alternatif (desain 3) pada member ke-3 dan ke-4.

## D. Modelling
Model  yang  digunakan  ada  3  jenis  (Gambar  2)  yakni model  desain  ICE  (desain  1),  model  desain  BEV  baterai samping  (desain  2),  dan  model  desain  BEV  baterai  tengah (desain  3)  yang  juga  divariasikan cross-member ke-3  dan ke-4.  Semua  model  dilakukan  uji  konvergensi  mulai  dari ukuran meshing 15mm  hingga  10mm  dan  dipilih  satu ukuran meshing yang  sama  untuk  semua  model  agar mendapat hasil yang sepadan.
E. Boundary Condition
1) Torsional Rigidity
Diberikan fix  support pada  titik  roda  belakang  dan diberikan  gaya  dengan  arah  berlawanan  pada  titik  roda depan  (Gambar  3).  Pembebanan  pada  tiap  sisinya  sebesar 0,25 W GVW hingga 1 W GVW dengan increment sebesar 0,25. Nilai  1  W GVW adalah  13013,64  N  (maksimal  beban  yang diterima satu roda). Displacement pada titik pengaplikasian beban diukur dan selanjutnya dilakukan perhitungan.
2) Bending Stiffness
Diberikan fix  support pada  titik  roda  belakang, roller support pada  titik  roda  depan,  dan  beban  tepat  ditengah antara  kedua support  (Gambar  4) .  Pembebanan  pada  tiap sisinya  sebesar  0,25  W payload hingga  1  W payload dengan increment sebesar  0,25.  Nilai  1  W payload adalah  15680  N (beban  dibagi  2  untuk  tiap  struktur  utama). Displacement pada  titik  pengaplikasian  beban  diukur  dan  selanjutnya dilakukan perhitungan.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Perhitungan Torsional Rigidity
Perhitungan dilakukan sesuai dengan rumus pada bab 2. Contoh  perhitungan torsional  rigidity (Gambar  5  dan Gambar  6) untuk  desain  1  (ICE)  dengan  beban  1  W gvw adalah sebagai berikut
Gambar  3.  Desain cross-member baru  (a) Astubular  cross-member (b) Hollow square cross member.
Gambar  4.  Pemodelan  chassis  (a)  desain  1  chassis  ICE  (b)  desain  2 chassis BEV (c) desain 3 chassis BEV alternatif.
Gambar 1. Boundary condition uji torsi.
Gambar 2. Boundary condition uji bending.
∆𝑦 𝑚𝑎𝑥 = 107.100 𝑚𝑚 ∆𝑦 𝑚𝑖𝑛 = 107.100 𝑚𝑚
𝐿 = 837 𝑚𝑚
𝜃 = 𝑎𝑟𝑐 𝑡𝑎𝑛 107.1 + 107.1
837 = 0.251 𝑟𝑎𝑑
= 14.355 𝑑𝑒𝑔𝑟𝑒𝑒 𝑇 = 13013 + 13013 2 ∗ 0.837 = 10892.42 𝑁𝑚 𝐾 𝑇 = 10892.42 14.355 = 758.80 𝑁𝑚/𝑑𝑒𝑔
Perhitungan  ini  dilakukan  kepada  semua  variasi  beban untuk dilakukan perhitungan rata rata kekakuan. Perhitungan juga dilakukan pada semua desain chassis yang telah dibuat sebelumnya. Kemudian hasil akan dibandingkan  dengan  model  yang  lainnya.  Berikut merupakan tabel hasil perhitungan untuk desain 1 (ICE).
Tabel  1  dan  gambar  7  menunjukkan  tabel  perhitungan untuk  desain  1  ICE  dan  juga  grafik  hubungan  antara  torsi dengan angular  displacement .  Dari  grafik  dapat  dilihat bahwa  hubungan  antara  torsi  dan angular  displacement merupakan  hubungan  yang  relatif  linier.  Hal  ini  juga  dapat dilihat pada tabel perhitungan bahwa nilai torsional rigidity atau perbandingan torsi dan angular displacement memiliki nilai yang tidak jauh berbeda antar variasinya. Nilai rata-rata untuk  kekakuan  torsi  pada  desain  1  adalah  sebesar  750.37 Nm/deg.

## 1) Komparasi Hasil Torsional Rigidity Antar Model Chassis
Dari grafik pada Gambar 8 dapat diketahui nilai torsional rigidity untuk  berbagai  model  chassis,  mulai  dari  desain  1 ICE, desain 2 BEV yang dimanufaktur sekarang, dan desain 3 modifikasi dengan letak mounting baterai berada di tengah chassis  seluruhnya.  Ketiganya  diperlakukan  kondisi  batas yang  sama  serta  ukuran meshing yang  sama  agar memperoleh hasil yang sebanding. Nilai dari desain chassis ICE  sebesar  750.37  Nm/deg,  desain  chassis  BEV  yang  ada sebesar  1649.74  Nm/deg,  dan  desain  chassis  modifikasi dengan baterai tengah sebesar 1987.86 Nm/deg.
Dari  grafik  juga  didapatkan  bahwa  chassis  dengan konfigurasi  baterai  tengah  (modifikasi)  memiliki  nilai torsional  rigidity yang  terbesar  jika  dibandingkan  dengan chassis  ICE  dan  chassis  BEV  yang  sedang  dimanufaktur. Hal  ini  dikarenakan  pada  desain  chassis  modifikasi,  bagian yang  menghubungkan  dua  struktur  utama  yang  membujur lebih banyak jika dibandingkan dengan dua desain lain. Hal inilah yang akan membuat kekakuan torsi dari chassis akan meningkat.  Pada  chassis  ICE  memiliki  nilai  yang  terkecil dikarenakan  pada  bagian  depan  chassis,  jumlah  dari  cross- member  yang  menghubungkan  dua  struktur  utama  yang
Gambar 5. Deformasi chassis akibat beban torsi.
Gambar 6. Deformation probe akibat beban torsi.
Tabel 1. Tabel perhitungan torsional rigidity desain 1 Variabel Var 1.00 Var 0.75 Var 0.50 Var 0.25 Gaya (N) 13013.64 9760.23 6506.82 3253.41 Δy max (mm) 107.10 80.32 53.55 26.78 Δy min (mm) 107.10 80.32 53.55 26.78 radian 0.25 0.19 0.13 0.06 degree 14.35 10.86 7.29 3.66 Torque (Nm) 10892.42 8169.31 5446.21 2723.10 KT (Nm/deg) 758.80 751.90 746.90 743.87
Gambar 7. Grafik torque vs angular displacement desain 1.
Gambar  8.  Grafik  perbandingan  nilai torsional  rigidity antar  desain chassis bus.
membujur berjumlah sedikit. Tentunya ini akan mengakibatkan  defleksi  yang  besar  dibagian  depan  chassis. Pada  chassis  BEV  dan  modifikasi  memiliki  struktur  cross- member  yang  lebih  banyak  serta  pada  sehingga  nilainya jauh lebih tinggi dari chassis ICE.
Komparasi  ini  menunjukkan  hal  yang  penting  bahwa banyaknya  cross-member/struktur  yang  menghubungkan kedua  struktur  utama  yang  membujur  memiliki  pengaruh yang sangat besar terhadap kekakuan chassis terhadap beban torsi.  Perbandingan  antar  desain  ini  pun  terbilang  jauh. Peningkatan nilai torsional rigidity dari chassis ICE ke dua desain yang lain lebih dari dua kali lipat.
2) Komparasi Hasil Torsional Rigidity Antar Variasi

## Cross-member
Dari grafik pada Gambar 9 dapat diketahui beberapa nilai torsional rigidity untuk chassis bus dengan berbagai variasi cross-member.  Nilai  tertinggi  terdapat  pada  chassis  dengan cross-member tubular ,  kemudian  kombinasi tubular dan hollow  square, dan  nilai  terkecil  terdapat  pada  chassis
dengan cross-member hollow square . Variasi ini diaplikasikan pada dua member yakni member ke-3 dan ke- 4  dari  member  bagian  depan.  Didapatkan  nilai torsional rigidity untuk  chassis dengan square  cross-member sebesar 1853.27  Nm/deg,  chassis  dengan tubular  cross-member sebesar  2092.71  Nm/deg,  dan  chassis  dengan combination cross-member sebesar 2017.59 Nm/deg.
Dari  penelitian  terdahulu  yang  pada  bab  2  dijelaskan bahwa  dengan  ukuran  massa  yang  sama, tubular  cross- member memiliki torsional  stiffness yang  lebih  baik dibanding dengan square  cross-member .  Tentunya  simulasi ini  sesuai  dengan  teori  dimana  chassis  yang  menggunakan tubular  cross-member memiliki  nilai  kekakuan  tertinggi, sedangkan square  cross-member memiliki  nilai  kekakuan terendah,  dan combination  cross-member memiliki  nilai kekakuan diantara keduanya.

## B. Perhitungan Bending Stiffness
Perhitungan  dilakukan  sesuai  dengan  rumus  pada  bab  2. Contoh  perhitungan bending  stiffness (Gambar  10  dan Gambar  11)  untuk  desain  1  (ICE)  dengan  beban  1  W payload adalah sebagai berikut
∆𝑦 = 5.342 𝑚𝑚
𝐹 = 15680 𝑁 𝐾 𝐵 = 15680 5.342 = 2935.12 𝑁/𝑚𝑚
Perhitungan  ini  dilakukan  kepada  semua  variasi  beban untuk dilakukan perhitungan rata rata kekakuan. Perhitungan juga dilakukan pada semua desain chassis yang telah dibuat sebelumnya.
Tabel 2 dan Gambar  12   menunjukkan tabel perhitungan untuk  desain  1  ICE  dan  juga  grafik  hubungan  antara  gaya dengan  defleksi.  Dari  grafik  dapat  dilihat  bahwa  hubungan antara  gaya  dan  defleksi merupakan  hubungan  yang  relatif linier.  Hal  ini  juga  dapat  dilihat  pada  tabel  perhitungan bahwa  nilai bending  stiffness atau  perbandingan  gaya  dan
Gambar  9.  Grafik  perbandingan  nilai torsional  rigidity antar  variasi desain cross-member.
Gambar 10. Deformasi chassis akibat beban bending.
Gambar 11. Deformation probe akibat beban bending.
Tabel 2. Tabel perhitungan bending stiffness desain 1 Var Gaya (N) Δy (mm) KB (N/mm) 1.00 15680 5.34 2935.12 0.75 11760 4.01 2935.16 0.50 7840 2.67 2935.12 0.25 3920 1.34 2935.23
Average
2935.16
Gambar 12. Grafik force vs displacement desain 1.
defleksi  memiliki  nilai  yang  tidak  jauh  berbeda  antar variasinya.  Nilai  rata-rata  untuk  kekakuan  bending  pada desain 1 adalah sebesar 2935 N/mm.
1) Komparasi Hasil Bending Stiffness Antar Model Chassis
Dari  grafik  pada  Gambar  13  dapat  dilihat  nilai bending stiffness untuk  berbagai  model  chassis.  Nilai bending stiffness tertinggi  yakni  chassis  dengan  ke-2  dengan konfigurasi  baterai  samping  dengan  nilai  3846.26  N/mm, kemudian  chassis  ke-3  dengan  konfigurasi  baterai  tengah dengan nilai 3605.46 N/mm, kemudian nilai terendah adalah chassis  ke-1  yang  merupakan  chassis  ICE  dengan  nilai 2935.16 N/mm.
Desain  ke-3  yang  merupakan  desain  dengan  konfigurasi baterai  tengah  yang  menyebabkan  struktur  penghubung kedua  struktur utama menjadi  banyak,  justru  memiliki nilai bending  stiffness yang  lebih  rendah  jika  dibandingkan desain  ke-2  konfigurasi  baterai  samping  yangmana  struktur penghubung  struktur  utamanya  lebih  sedikit.  Tentunya cross-member ini  dalam  menahan  beban  bending  tidak memiliki peran yang sama ketika dikenakan beban torsi. Hal ini  dikarenakan  beban  yang  diaplikasikan  memiliki  arah lateral  dikedua  struktur  utamanya,  sehingga cross-member
disini  hanya  menahan  agar  struktur  utamanya  tidak mengalami defleksi kearah lateral arah keluar. Dikarenakan defleksi ke arah luar tidak besar sehingga cross-member dan struktur  lain  yang  menghubungkan  kedua  struktur  utama hanya mengalami tegangan yang relatif lebih kecil daripada dibagian struktur utama yang membujur.
2) Komparasi Hasil Bending Stiffness Antar Variasi Cross- member
Dari  grafik  pada  Gambar  14  dapat  dilihat  nilai bending stiffness antar  variasi  desain cross-member .  Nilai  tertinggi adalah  chassis  dengan combination  cross-member dengan 3609.22  N/mm,  kemudian  chassis  dengan tubular  cross- member dengan  nilai  3604.93  N/mm,  dan  nilai  terendah adalah chassis dengan hollow square cross-member dengan 3602.2 N/mm.
Dari  sini  dapat  dilihat  bahwa  chassis  dengan combination cross-member memiliki nilai yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan hollow square dan tubular cross- member . Namun ketiga model ini masih memiliki nilai yang relatif  identik  karena  perbedaan  ketiganya  tidak  melebihi 5%.

## C. Perbandingan Nilai Kekakuan Antar Model Chassis
Grafik  pada  Gambar  15  menunjukkan  nilai torsional rigidity dan bending  stiffness antar  kelima  model  chassis. Dapat dilihat bahwa untuk torsional rigidity terbesar adalah chassis  modifikasi  baterai  tengah  dengan tubular  cross- member .  Sedangkan  untuk bending  stiffness terbesar terdapat  pada  chassis  dengan  baterai  samping.  Chassis  ICE sebelum  dikonversi  menjadi  chassis  BEV  memiliki  nilai terkecil untuk keduanya.
Ini  menunjukkan  bahwa  modifikasi  dari  chassis  ICE  ke BEV akan meningkatkan nilai torsional rigidity dan bending stiffness tentunya  ini  menjadi  kelebihan  yang  baik  untuk chassis. Ketika chassis semakin rigid maka chassis ini akan
Gambar 15. Grafik perbandingan nilai bending stiffness antar desain chassis bus.
Gambar 16. Grafik perbandingan nilai bending stiffness antar variasi desain cross-member.
Gambar 17. Grafik perbandingan nilai torsional rigidity dan bending stiffness antar model chassis.
Gambar  13.  Grafik  perbandingan  nilai torsional  rigidity dengan standar ACB.
Gambar  14.  Grafik  perbandingan  nilai torsional  rigidity dengan standar CMVSS.
menjadi bagus dalam kondisi pembebanan yang akan terjadi ketika  beroperasi. Torsional  rigidity yang  tinggi  akan membuat  roda  tetap  berada  diposisinya  sehingga  tidak memerlukan  suspensi  yang  lebih  kaku,  tentunya  ini  baik untuk  kenyamanan  dan  keamanan  berkendara. Bending stiffness yang  tinggi  akan  membuat  chassis  tidak  akan terdefleksi  terlalu  tinggi  ketika  menopang  beban  diatasnya. Jika  defleksi  dapat  ditahan  seminimal  mungkin,  maka chassis  tidak  cepat  mengalami  kegagalan  dikarenakan getaran yang kecil.
D. Analisa Terhadap Standar
1) Komparasi terhadap Standar Torsional Rigidity
Amba  Coach  Builder memiliki  standar  tersendiri  untuk nilai torsional rigidity bagi ladder  frame .  Dari  grafik  dapat dilihat  perbandingan  nilai torsional  rigidity dengan  standar ACB.  Terlihat  bahwa  semua  desain  chassis  belum memenuhi  standar.  Nilai torsional tertinggi  dari  desain adalah  sebesar  2092.71  Nm/deg  yang  mana  masih  belum memenuhi nilai standar sebesar 4000 Nm/deg untuk standar
ACB (Gambar 16) dan 3000 Nm/deg untuk standar CMVSS (Gambar 17).
Hal ini tentu dinilai kurang dan mengakibatkan roda tidak akan  berada  di  tempat  semestinya.  Untuk  mengatasi hal  ini hal  yang  bisa  dilakukan  oleh  manufaktur  adalah memberikan  suspensi  yang  memiliki  kekakuan  yang  tinggi agar  menjaga  roda  tetap  berada  pada  posisi.  Namun akibatnya  roda  akan  mudah  terpantul  terhadap  jalan yangmana  hal  ini  tidak  baik  jika  roda  tidak  menapak  ke aspal jalan.
Ketika  chassis  diberikan  beban  torsi  tentunya  chassis tersebut  akan  menerima  tegangan.  Dalam  Gambar  18 terlihat  bahwa cross-member menerima  tegangan.  Hal  ini berarti  bahwa cross-member sangat  berpengaruh  ketika chassis  mengalami  beban  torsi. Cross-member akan menahan  struktur  utama  yang  membujur  agar  tidak mengalami  defleksi  yang  berlebih.  Chassis  yang  memuntir akan membuat jarak antara kedua struktur utama meningkat, dan  hal  ini  yang  akan  di  tahan  oleh cross-member . Cross- member ini  akan  mengalami  beban  akibat  tarik  dan  puntir sekaligus.
Cross-member dengan  bentuk tubular memiliki  momen inersia  polar  yang  lebih  tinggi  jika  dibandingkan  dengan bentuk hollow square dengan dimensi yang sama. Sehingga
Gambar  18.  Distribusi  tegangan  pada  chassis  ketika  dikenai  beban torsi.
Gambar  19.  Grafik  perbandingan  nilai bending  stiffness dengan standar ACB.
Gambar  20.  Distribusi  tegangan  pada  chassis  ketika  dikenai  beban bending.
Tabel 3.
Perhitungan torsional rigidity desain 2 Variabel Var 1.00 Var 0.75 Var 0.50 Var 0.25 Gaya (N) 13013.64 9760.23 6506.82 3253.41 Δy max (mm) 47.58 35.68 23.79 11.89 Δy min (mm) 49.08 36.81 24.54 12.27 radian 0.11 0.09 0.06 0.03 degree 6.59 4.95 3.30 1.65 Torque (Nm) 10892.42 8169.31 5446.21 2723.10 KT (Nm/deg) 1653.62 1650.41 1648.02 1646.92 Tabel 4. Perhitungan torsional rigidity desain 3 hollow square cross member Variabel Var 1.00 Var 0.75 Var 0.50 Var 0.25 Gaya (N) 13013.64 9760.23 6506.82 3253.41 Δy max (mm) 43.14 32.36 21.57 10.79 Δy min (mm) 42.86 32.14 21.43 10.71 radian 0.10 0.08 0.05 0.03 degree 5.87 4.41 2.94 1.47 Torque (Nm) 10892.42 8169.31 5446.21 2723.10 KT (Nm/deg) 1856.74 1853.84 1851.70 1850.82 Tabel 5. Perhitungan torsional rigidity desain 3 astubular cross member Variabel Var 1.00 Var 0.75 Var 0.50 Var 0.25 Gaya (N) 13013.64 9760.23 6506.82 3253.41 Δy max (mm) 38.20 28.65 19.10 9.55 Δy min (mm) 37.93 28.45 18.97 9.48 radian 0.09 0.07 0.05 0.02 degree 5.20 3.90 2.60 1.30 Torque (Nm) 10892.42 8169.31 5446.21 2723.10 KT (Nm/deg) 2095.79 2093.19 2091.29 2090.56 Tabel 6. Perhitungan torsional rigidity desain 3 combination cross member Variabel Var 1.00 Var 0.75 Var 0.50 Var 0.25 Gaya (N) 13013.64 9760.23 6506.82 3253.41 Δy max (mm) 39.59 29.69 19.80 9.90 Δy min (mm) 39.34 29.50 19.67 9.88 radian 0.09 0.07 0.05 0.02 degree 5.39 4.05 2.70 1.35 Torque (Nm) 10892.42 8169.31 5446.21 2723.10 KT (Nm/deg) 2022.04 2019.38 2017.42 2011.51
tubular cross-member mampu menahan defleksi yang lebih baik  pada  chassis  ketika  diberikan  beban  torsi.  Hal  ini relevan  jika  desain  chassis  kombinasi  memiliki  kekakuan tertinggi  dikarena  struktur  yang  menghubungkan  kedua struktur  utama  yang  membujur  lebih  banyak  dan  lebih compact jika  dibandingkan  dengan  desain  chassis  ICE  dan desain  BEV  baterai  samping,  tidak  hanya cross-member, tetapi  juga  mounting  baterai  yang  ada  diantara  kedua struktur utama juga memiliki peran meningkatkan kekakuan meski  tidak  sebesar cross-member .  Hal  ini  dikarenakan cross-member akan  terhubung  langsung  diantara  kedua struktur  utama  sehingga  defleksi  yang  terjadi  akan  minim. Berbeda  dengan  mounting  baterai  yangmana  tidak terhubung  langsung  dengan  kedua  struktur  utama  yang membujur,  tetapi  berupa hoop .  Mounting  baterai  ini  tetap menahan  defleksi  namun  dalam  jumlah  yang  sedikit dikarenakan  mounting  yang  berbentuk  seperti hoop memiliki degree of freedom yang lebih tinggi.
Perbedaan nilai torsional rigidity ini dikarenakan standar yang  digunakan  merupakan  standar  untuk  tipe  minibus. Dalam  standar  ACB  bus  yang  digunakan  memiliki  panjang kendaraan  sebesar  4265  mm  sedangkan  dalam  kendaraan bus  listrik  yang  dianalisa  memiliki  panjang  sebesar  6980 mm. Tentunya hal ini menunjukkan bahwa wheelbase yang digunakan pada standar ACB memiliki nilai yang lebih kecil daripada wheelbase pada  bus  listrik  yang  dianalisis.  Fungsi defleksi  sudut  pada  saat  pembebanan  torsi  memiliki  fungsi panjang atau jarak antara titik aplikasi torsi dan titik aplikasi support .  Hal  ini  juga  yang  menyebabkan  jika wheelbase yang lebih besar apabila dikenai beban torsi yang sama akan
mengakibatkan  defleksi  sudut  yang  lebih  besar  dari  pada wheelbase yang  lebih  kecil  sesuai  dengan  persamaan  2-7. Hal  ini  mengakibatkan  kekakuan  yang  lebih  rendah  untuk kendaraan yang memiliki wheelbase lebih panjang daripada bus dengan wheelbase lebih kecil.
2) Komparasi terhadap Standar Bending Stiffness
Standar yang ditetapkan oleh Amba Coach Builder untuk bending  stiffness chassis  bus.  Dari  grafik  pada  Gambar  19 dapat  dilihat  perbandingan  antara  standar bending  stiffness dengan  berbagai  model  chassis.  Nilai  standar  yang ditetapkan ACB adalah sebesar 3000 Nm/mm. Dapat dilihat pada grafik nilai tertinggi kekakuan model tertinggi terdapat pada  chassis  BEV  konfigurasi  baterai  samping,  dan  nilai kekakuan  yang  terendah  terdapat  pada  chassis  ICE.  Dari kelima  desain  tersebut  hanya  satu  desain  yang  belum memenuhi  nilai  standar  yakni  desain  chassis  ICE  dengan nilai  kekakuan  sebesar  2935.15  Nm/mm.  Namun  nilai  ini dapat  dibilang  masih  dapat  diterima  dengan margin  error 5%.
Desain  ke-2  yang  merupakan  chassis  dengan  konfigurasi baterai  samping  memiliki  nilai bending  stiffness yang terbesar  diantara  kelima  model.  Hal  ini  dikarenakan  pada desain ke-2 memiliki struktur tambahan pada struktur utama yang membujur. Tentunya tambahan struktur ini memberikan  kekakuan  dikarenakan cross  section yang dikenai  beban  memiliki  inersia  area  yang  lebih  tinggi  jika dibandingkan  dengan  tanpa  penambahan  struktur  pada struktur utama. Hal inilah yang menyebabkan bahwa ketiga desain  modifikasi  memiliki  nilai bending  stiffness yang tidak jauh berbeda satu sama lain.
Dapat  dilihat  pada  Gambar  20  diketahui  distribusi tegangan  pada  chassis  ketika  dikenai  beban  bending,  yakni tegangan  yang  terjadi  berada  pada  struktur  utama  yang membujur.  Dapat  dilihat  juga  bahwa cross-member menerima  tegangan  yang  tidak  begitu  besar  jika  dibanding tegangan yang dialami struktur utama yang membujur. Dari sini juga dapat diketahui bahwa variasi cross-member tidak meningkatkan bending stiffness secara signifikan. Hal inilah yang menyebabkan variasi cross-member memiliki perbedaan  nilai  yang  relatif  kecil  kurang  dari  5%  sehingga bisa  dibilang  hasil  yang  identik  diantara  ketiga  model variasi.  Chassis  ICE  meski  memiliki  nilai torsional  rigidity yang  jauh  lebih  kecil  dari  model  lainnya,  tetapi  untuk bending  stiffness masih  memiliki  nilai  yang  tidak  begitu jauh dengan standar dan model lainnya.

## IV. KESIMPULAN
Adapun  kesimpulan  dari  penelitian  ini  adalah  sebagai berikut:  (1)Chassis  mengalami  perubahan  nilai torsional rigidity ketika dikenai perubahan struktur berupa penambahan/pengurangan.  Untuk  chassis  ICE  yang  mana chassis  awal  sebelum  dilakukan  konversi  memiliki  nilai torsional  rigidity yang  paling  kecil  yakni  sebesar  750.37 Nm/deg.  Chassis  ICE  dilakukan  konversi  ke  model  BEV dengan  penambahan  struktur  mounting  baterai  dibagian tengah dan samping memiliki nilai torsional rigidity sebesar 1649.74 Nm/deg. Dan chassis modifikasi dengan mengubah mounting  baterai  yang  seluruhnya  berada  di  tengah memiliki  nilai torsional  rigidity sebesar  1987.86  Nm/deg. Nilai-nilai  ini  dipengaruhi  oleh  banyaknya  struktur  yang menghubungkan kedua struktur utama yang membujur. Bisa
Tabel 7.
Perhitungan bending stiffness desain 2 Var Gaya (N) Δy (mm) KB (N/mm) 1.00 15680 4.077 3846.25 0.75 11760 3.058 3846.28 0.50 7840 2.038 3846.34 0.25 3920 1.019 3846.15 Average 3846.26 Tabel 8.
Perhitungan bending stiffness desain 3 hollow square cross member Var Gaya (N) Δy (mm) KB (N/mm) 1.00 15680 4.353 3602.2 0.75 11760 3.265 3602.2 0.50 7840 2.176 3602.3 0.25 3920 1.088 3602.3 Average 3602.2 Tabel 9.
Perhitungan bending stiffness desain 3 astubular cross member Var Gaya (N) Δy (mm) KB (N/mm) 1.00 15680 4.350 3604.93 0.75 11760 3.262 3604.93 0.50 7840 2.175 3604.93 0.25 3920 1.087 3604.93 Average 3604.93 Tabel 10.
Perhitungan bending stiffness desain 3 combination cross member Var Gaya (N) Δy (mm) KB (N/mm) 1.00 15680 4.345 3609.16 0.75 11760 3.258 3609.24 0.50 7840 2.172 3609.24 0.25 3920 1.086 3609.24 Average 3609.22
dari cross-member dan  bisa  juga  dari  mounting  baterai. Semakin  banyak  struktur  ini  maka  akan  membuat  chassis lebih compact sehingga  defleksi  yang  terjadi  akibat  beban torsi  menjadi  mengecil  dan torsional  rigidity dapat meningkat;  (2)Chassis  juga  mengalami  perubahan  nilai bending  stiffness ketika dikenai perubahan  struktur.  Namun perubahan  nilai  pada bending  stiffness tidak  terlalu  besar antara  satu  sama  lain.  Adapun  nilai bending  stiffness untuk chassis  ICE  memiliki  nilai  sebesar  2935.16  N/mm.  Chassis ICE  dilakukan  konversi  menjadi  chassis  BEV  baterai samping  memiliki  nilai bending  stiffness sebesar  3846.26 N/mm. Dan chassis modifikasi baterai tengah memiliki nilai bending  stiffness sebesar  3605.46  N/mm.  Untuk  kekakuan bending,  meski  struktur  yang  menghubungkan  kedua struktur  utama  memberikan  pengaruh,  tapi  kontribusinya relatif kecil, justru tegangan yang terjadi besar terletak pada struktur  utama  yang  membujur.  Hal  inilah  yang menyebabkan model BEV dengan baterai samping memiliki bending  stiffness terbesar  karena  struktur  mounting  baterai menopang  langsung  pada  struktur  utama  yang  membujur; (3)Model yang diberikan variasi pada dua cross-membernya telatif  memiliki  nilai  yang  tidak  begitu  jauh.  Untuk  desain dengan hollow  square  cross-member memiliki  nilai kekakuan  torsi  sebesar  1853.27  Nm/deg  dan  3602.2  N/mm untuk  kekakuan  bending.  Untuk  desain  dengan tubular cross-member memiliki  nilai  kekakuan  torsi  sebesar 2092.71  Nm/deg  dan  3604.93  N/mm  untuk  kekakuan bending. Sedangkan untuk chassis dengan kombinasi hollow square dan tubular  cross-member memiliki  kekakuan  torsi dan  kekakuan  bending  sebesar  2017.59  Nm/deg  dan 3609.22  N/mm.  Dari  sini  dapat  diketahui  bahwa  pengaruh penggunaan tubular  cross-member akan  memberikan kekakuan torsi yang lebih tinggi. Dan penggabungan antara hollow  square dan tubular  cross-member memberikan kekakuan bending yang lebih tinggi.
LAMPIRAN
Perhitungan torsional rigidity desain 2 dapat dilihat pada Tabel  3.  Perhitungan torsional  rigidity desain  3  ( hollow square  cross  member) dapat  dilihat  pada  Tabel  4. Perhitungan torsional  rigidity desain  3  ( astubular  cross member) dapat  dilihat  pada  Tabel  5.  Perhitungan torsional rigidity desain  3  ( combination  cross  member )  dapat  dilihat pada  Tabel  6.  Perhitungan bending  stiffness desain  2  dapat dilihat pada Tabel 7. Perhitungan bending stiffness desain 3 ( hollow  square  cross  member )  dapat  dilihat  pada  Tabel  8. Perhitungan bending  stiffness desain  3  ( astubular  cross member )  dapat  dilihat  pada  Tabel  9.  Perhitungan bending stiffness desain 3 ( combination cross member ) dapat dilihat pada Tabel 10.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Badan  Pusat  Statistik  RI, Statistik  Transportasi  Darat  2019 .  Jakarta: BPS RI, 2019.
[2]  S.  Rooppakhun  and  J.  Wichairahad,  “The  strength  analysis  of  a  bus superstructures  based  on  the  accuracy  improvement  of  t-junction flexible joint stiffness,” Int. J. Eng. Technol. , vol. 7, no. 3, pp. 62–67, 2018, doi: 10.14419/ijet.v7i3.24.17302.
[3]  M.  Muthyala,  “Design  and  Crash  Analysis  of  Ladder  Chassis,” Blekinge Institute of Technology, 2019.
[4]  A.  A.  Muley,  S.  H.  Gawande,  and  R.  N.  Yerawar,  “Analysis  of  the cross  member  design  used  for  improveing  the  tensional  stiffness  of heavy  commercial  vehicle  chassis  frame,” IOSR  J.  Eng. ,  pp.  30–37, 2018.
[5]  W.  B.  Riley  and  A.  R.  George,  “Design,  Analysis  and  Testing  of  a Formula  SAE  Car  Chassis,”  in Proceedings  of  the  2002  SAE Motorsports Engineering Conference and Exhibition. 2002.
[6]  L.  Thompson,  P.  Soni,  S.  Raju,  and  E.  Law,  “The  effect  of  chassis flexibility on roll stiffness of a winston cup race car,” SAE Tech. Pap. 983051 , p. 15, 1998, doi: 10.4271/983051.
[7]  D. Krzikalla, J. Mesicek, J. Petru, A. Sliva, and J. Smiraus, “Analysis of  torsional  stiffness  of  the  frame  of  a  formula  student  vehicle,” J. Appl. Mech. Eng. , vol. 8, no. 1, 2019.
[8]  M.  M.  Khan  and  D.  R.  .  Swamy,  “Finite  element  analysis  of  car structure  for  bending  and  torsional  stiffness,” Int.  Res.  J.  Eng. Technol. , vol. 6, no. 7, 2019.