Abstrak —Sepeda  Trandem  diciptakan  untuk  mengakomodir kebutuhan  masyarakat  akan  sepeda  solo  dan  sepeda  tandem dalam  satu  sepeda.  Oleh  karena  itu  dibutuhkan  penelitian- penelitian selanjutnya untuk melengkapi dan mendukung inovasi tersebut.  Penelitian  dimulai  dengan  studi  literatur,  studi  awal, serta  pengumpulan  data-data  dari  penelitian  sebelumnya  yang nantinya  akan  dijadikan  dasaran  untuk  melakukan  permodelan pada  perangkat  lunak  elemen  hingga.  Dilakukan  permodelan dengan  menggunakan  solid  meshing  dengan  ukuran  5  mm  dan Span Angle Fine, serta pembebanan diakibatkan oleh pengendara dengan  massa  100  kg  tanpa  memperhatikan  kondisi  jalan  pada pembebanan  minimum,  dan  memperhitungkan  kondisi  ketika menghadapi speed bump dengan tinggi ± 0.2 m sehingga diberikan koefisien  dinamis  sebesar  3,  data  yang  akan  didapatkan  berupa Maximum  Stress  Principal  (Von  Mises),  yang  selanjutnya  akan diolah menjadi Fatigue Life dan Fatigue Safety Factor dari sepeda Trandem.  Hasil  dari  penelitian  ini  didapatkan  bahwa  terjadi overdesign  dari  segi  fatigue,  dikarenakan  nilai  fatigue  life  yang terlalu  besar,  sehingga  dilakukan  improvement  pada  rangka sepeda  Trandem.  Improvement  dilakukan  dengan  mengecilkan ketebalan  rangka  sepeda  Trandem,  yang  semula  memiliki  tebal sebesar 3 mm  menjadi 1.5 mm, dan didapatkan penurunan nilai fatigue life yang signifikan menjadi ±18 tahun dengan nilai fatigue safety factor 0.8626.
Kata Kunci —Analisa Fatigue, Metode Elemen Hingga, Sepeda.

## I. PENDAHULUAN
NDUSTRI  sepeda  di  Indonesia  merupakan  salah  satu industri yang maju di Indonesia, selain Cina, Taiwan, dan India  [1].  Dan  jumlah  sepeda  yang  dipergunakan  untuk Bike- Sharing Program di Asia mencapai angka 367,240 unit sepeda [2] yang membuktikan bahwa sepeda merupakan salah satu alat transportasi yang banyak digunakan.
Hal ini mendorong terciptanya banyak inovasi pada industri sepeda. Salah satu inovasi yang ada di Indonesia adalah sepeda Trandem  yang  diciptakan  oleh  bapak  Bambang  Iskandriawan M.  Eng.  ,  dosen  Desain  Produk  ITS.  Sepeda Trandem  adalah merupakan  sepeda  yang  didesain  untuk  mengakomodir kebutuhan  masyarakat  akan  sepeda  solo  dan  sepeda  tandem dalam  satu  sepeda.  Dan  untuk  mendukung  hal  tersebut dibutuhkan analisa terhadap sepeda Trandem ini salah satunya Fatigue Analysis untuk mencari tahu Fatigue Life dan Fatigue Safety  Factor dari  rangka  sepeda  akibat  dari  pembebanan dengan metode elemen hingga ( Finite Element Method ). Penggunaan Fatigue Analysis pada penelitian ini dimaksudkan  untuk  mecari Fatigue  Life dan Fatigue  Safety
Factor dari rangka sepeda Trandem. Penelitian ini diharapkan dapat menjadi referensi untuk penelitian selanjutnya,
Metode  elemen  hingga  atau  ( Finite  Element  Method ) merupakan metode analisa sebuah struktur dengan mendikritisasi  sebuah  benda  kerja  sehingga  menjadi  elemen dengan  jumlah  terbatas  ( Finite ),  penggunaan  metode  elemen hingga  banyak  dilakukan  untuk  menganalisa  struktur dikarenakan lebih mudah dalam pengoperasian dan dirasa lebih akurat untuk pemaparan hasil dari analisa.
Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui fatigue life , dan fatigue  safety  facator dari  rangka  sepeda  trandem  sehingga diharapkan penelitian ini dapat menjadi masukan serta referensi untuk pengembangan sepeda Trandem kedepannya
Dan  batasan  dari  penelitian  ini  diantaranya,  analisa  dan permodelan  difokuskan  pada  bagian  rangka  sepeda  Trandem, pengelasan  dianggap  baik  dan uniform ,  pembebanan  hanya berasal  dari  pengemudi  dan  beban  dari  sepeda  sendiri, pembebanan  yang  terjadi  pada  sepeda  hanya  pembebanan statis,  dan  tidak  ada  cacat  yang  terjadi  pada  rangka  sepeda Trandem.

## II. METODOLOGI PENELITIAN

## A. Prosedur Penelitian
Pada Gambar 1, secara garis besar penelitian ini dibagi menjadi beberapa  tahapan  diantaranya  studi  literatur  dan  pengambilan data  yang  nantinya  data  tersebut  digunakan  baik  dalam pembuatan  geometri  dengan  menggunakan  perangkat  lunak untuk  menggambar  teknik  ataupun  perangkat  lunak  elemen hingga untuk dilakukan simulasi statis, dan dilanjutkan dengan simulasi fatigue sesuai standard dan pembebanan operasional, dalam  penelitian  ini  digunakan  TBIS  4210-6:2018[3]  lalu dilakukan validasi terhadap hasil simulasi dengan perhitungan manual, apabila hasil simulasi menyatakan adanya overdesign pada  rangka  sepeda  maka  diberikan improvement terhadap rangka  sepeda  dan  dilakukan  simulasi  kembali  agar  dapat diketahui  efek improvement dari  rangka  sepeda  Trandem.
Gambar 1. Prosedur Penelitian Secara Garis Besar.
Start
Studi Literatur  &
pengumpulan Data Simulasi Statis Simulasi Fatigue Validasi Selesai

## Analisa Fatigue pada Rangka Sepeda Trandem dengan Menggunakan Metode Elemen Hingga
Arief Maulana, Julendra Bambang Ariatedja Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember e-mail : ariefcanga@gmail.com
I

## B. Studi Literatur
Studi  Literatur  dilakukan  dengan  mecari  referensi  terkait dengan penelitian ini, dari mulai buku, tugas akhir sebelumnya, jurnal, website ,  dan  lain  sebagainya.  Beberapa  refensi  yang digunakan  antara  lain  “Analisis Fatigue pada Slewing  Tower Level Luffing Cane Berbasis Metode Elemen Hingga” [4] yang dijadikan  penulis  sebagai  dasaran  dalam  melakukan fatigue analysis pada  penelitian  ini,  kemudian Thesis yang  berjudul “ Fatigue  Behaviour  of  6061  Aluminium  Alloy  and  Its Composite ” [5] yang berisikan data fatigue dari Al 6061 yang mana merupakan material yang digunakan pada penelitian kali ini,  lalu  yang  berikutnya  adalah “Analisa  Tegangan  dan Deformed  Shape  pada  Rangka  Sepeda  Fixie” [6]    yang dijadikan penulis  sebagai salah satu dasaran penentuan beban pada kondisi tertentu .

## C. Pengambilan Data
Pengambilan  data  dilakukan  melalui  beberapa  sumber, diantaranya  untuk  data  geometri  sepeda  Trandem  didapatkan dari tim sepeda Trandem dengan geometri seperti pada Gambar 2,  dengan  material  Al  6061  [7]  dimana  data  material  akan dijelaskan  pada  Tabel  1.  Untuk  sifat  mekanik,  dan  Tabel  2. Untuk  data fatigue dari material tersebut.
Tabel 1. Data Fatigue dari Material Al 6061 [5] Cycle (N) Stress Amplitude (MPa) 4.2 x 10 3 373.62 6.5 x 10 3 348.35 2 x 10 4 300 9 x 10 4 254.94 2.5 x 10 5 200 5 x 10 5 170.33 4.5 x 10 6 142.19 4.1 x 10 7 – did not fail 121.97 Tabel 2 Mechanical Properties dari Al 6061 [8] Properties Unit (SI) Ultimate Tensile Strength 310 MPa Tensile Yield Strength 276 MPa Modulus of Elasticity 68.9 GPa Poisson’s Ratio 0.33 Fatigue Strength 96.5 MPa Shear Modulus 26 GPa Shear Strength 207 MPa Density 2.7 g/cc

## D. Proses Simulasi
Proses  simulasi  dilakukan  dengan  menggunakan  perangkat lunak elemen hingga, sebelum disimulasikan dengan perangkat lunak  elemen  hingga  dilakukan  pembuatan  geometri  rangka sepeda  trandem  seperti  Gambar  2,  yang  nantinya  dengan perangkat  lunak  elemen  hingga  dilakukan  proses  diskritisasi ( meshing )  yaitu  pembagian  geometri  menjadi  elemen  elemen kecil dengan jumlah terbatas ( finite ), proses penentuan bentuk dan  ukuran  meshing  dilakukan  dengan  melakukan  uji konvergensi .
Jumlah dan ukuran elemen yang digunakan dalam penelitian kali  ini  akan  ditentukan  dengan  melakukan  uji  konvergensi. Bentuk meshing yang diterapkan pada geometri rangka sepeda
trandem  adalah Automatic  Mesh dikarenakan  sulit  untuk mendapatkan  kualitas meshing maksimum  ketika  diterapkan Hex  Dominant. Dilakukan  uji  konvergensi  dengan  mengubah Span  Angle dan  ukuran  meshing  pada Element  Size .  Hasil simulasi  berupa Maximum  Stress dari  setiap  variasi  akan dibandingkan dan dilakukan perhitungan error , apabila element quality sudah  baik  dan error dari simulasi sudah  mencapai  ≤ 5% maka meshing dapat dikatakan konvergen .
Gambar 2. Rangka dari Sepeda Trandem [7].
Uji konvergensi dilakukan dengan mengubah span angle dari coarse , medium , dan fine , dengan variasi ukuran meshing dari deffault , 10 mm, 9 mm, 8 mm, 7 mm, 6 mm, 5 mm, dan 4 mm. Didapat  nilai mehsing dengan error terendah  berada  pada ukuran 5 mm pada span angle coarse , medium , dan fine , dengan kualitas meshing sebesar  68%,  69%  dan  70%.  Berdasarkan hasil tersebut, ukuran meshing sebesar 5 mm dengan span angle fine dipilih untuk penelitian kali ini.
E. Simulasi Sesuai Standard Taiwan Bicycle Industrial Standard (TBIS 4210-6:2018) [3]
Pengujian fatigue mengacu kepada TBIS 4210-6:2018 terdiri dari 2 pengujian, yaitu pengujian terhadap horizontal force , dan pedaling  force. Simulasi fatigue terhadap horizontal  force dilakukan  sesuai  dengan  Gambar  3.,  dengan  kondisi pembebanan  dilakukan  seperti  Gambar  4.  Karena  sepeda Trandem diperuntukan untuk penggunaan masyarakat perkotaan,  oleh  karena  itu  dipilih  kasus city  and  trekking bicycles untuk pengujian fatigue pada kasus ini.
Gambar 3. Skema Pembebanan Terhadap Horizontal Force.
Gambar 4. Skema Pembebanan Terhadap Pedaling Force.
Dilakukan 2 tahap pengujian pada pengujian ini yaitu stage 1 dan stage  2 ,  dimana  pada  stage  1 frame sepeda  diharuskan untuk  melewati  120000 cycle dengan  gaya  F 2 dan  F 3 sebesar 450 N, dan pada stage 2 sebanyak 100000 cycle dengan besar F 2 dan F 3 sebesar 500 N. Apabila sepeda dapat melalui test cycle tersebut  maka  sepeda  dapat  dikatakan  aman.  Simulasi dilakukan dengan Load Condition yang mengacu kepaada TBIS 4210-6:2018
Untuk pengujian pedaling force dilakukan mengacu kepada TBIS  4210-6:2018  dengan  kondisi  seperti  pada  Gambar  4. dengan nilai F 1 sebesar 1000 N untuk Stage 1 dan 1100 N untuk stage 2.  Rangka  Sepeda  dapat  dikatakan  aman  apabila  dapat melaui 120.000 cycle untuk stage 1, dan 100.000 cycle untuk pengujian stage 2.
Gambar 5. Kondisi Pembebanan pada Rangka Sepeda Trandem.

## F. Simulasi dengan Pembebanan Operasional
Pada  simulasi  ini  pembebanan  akan  berasal  dari  beban operasional yang berasal dari 2 pengendara dengan massa 100 kg  yang  berlokasi  pada  bagian sadle , handle ,  dan pedal dari sepeda seperti pada Gambar 5, dengan pembagian pembebanan 22% dari beban pengemudi berada pada handle , dan pedal , dan sebesar 55% berada pada sadle [5] yang ditabulasi seperti pada Tabel 3. sebagai pembebanan dalam kondisi minimum. Beban maksimum  didapat  dari  hasil  perhitungan  beban  operasional pengemudi dengan memperhitungkan kondisi jalan yang yaitu pada kondisi kritis dimana pengendara menghadapi road bump dengan tinggi ± 20 cm, dan diberikan Dynamic Factor sebesar 3, sehingga gaya yang bekerja saat kondisi ini adalah 3 kali dari beban operasional [9] dengan kondisi pembebanan seperti pada Gambar 5. dengan besar pembebanan seperti pada Tabel 3.
Tabel  3.
Besar dan Lokasi Pembebanan Operasional Lokasi Pembebanan Besar (N) Minimum Maksimum Handle 215.82 647.46 Sadle Depan + Handle Belakang 755.37 2266.11 Sadle Belakang 539.55 1618.65 Pedal 215.82 647.46 Beban Sepeda 20.9361 20.9361

## G. Simulasi Fatigue
Simulasi fatigue dilakukan  dengan  menentukan  jenis pembebanan pada tiap pengujian, untuk pengujian sesuai TBIS 4210-6:2018  pembebanan  dilakukan  secara fully  reversed dengan scale factor sebesar -1 dengan Mean Stress Theory yang digunakan yaitu Gerber , lalu untuk simulasi fatigue akibat dari pembebanan  operasional,  terlebih  dahulu  dicari  besarnya
tegangan maksimum akibat dari pembebanan minimum ( σ min ) dan  maksimum  ( σ max ),  yang  mana  nilai  tersebut  digunakan sebagai  dasaran  perhitungan  rasio  tegangan  siklik  ( R )  dengan Persamaan (1).
𝑅 = 𝜎 𝑚𝑖𝑛 𝜎 𝑚𝑎𝑥 (1) Setelah  didapatkan  nilai  dari  rasio  tegangan  siklik  ( R ) apabila nilai R = -1 maka digunakan kondisi pembebanan fully reversed ,  dan  apabila  nilai  R  =  0  atau  R  =  ∞  berarti  kondisi pembebanannya adalah zero  based , dan apabila nilai R bukan 0,  ∞,  atau  -1  maka  pembebanan  yang  terjadi  adalah pembebanan  siklik  dengan  rasio  teganan  siklik  dari  hasil perhitungan persamaan (1), dengan Mean Stress Theory yaitu Gerber . Persamaan Gerber dapat  dilihat  dari  persamaan (2)  adalah persamaan  digunakan  untuk  mencari  nilai  dari Alternating Stress pada penelitian ini, yang nantinya nilai Alternating Stress akan  digunakan  dalam  perhitungan  untuk  mencari  nilai  dari fatigue life .
Alternating Stress = 𝜎 𝑎 ( 𝑆𝑢 2 𝑆𝑢 2−𝜎𝑚2 ) (2)

## H. Tahap Validasi
Tahap validasi dilakukan pada tiap tahapan simulasi dengan tujuan untuk mengetahui apakah simulasi sudah berjalan sesuai dengan  teori  atau  belum.  Validasi  pada  simulasi fatigue dilakukan  validasi  dengan  membandingkan  hasil  simulasi dengan  hasil  perhitungan  manual  yaitu  perhitungan  dengan menggunakan persamaan dari grafik S-N Curve Al 606 , Gambar 6  yang  didapatkan  dari  hasil plotting data fatigue  Al  6061 ke dalam  bentuk  grafik  melalui  perangkat  lunak spreadsheet , sehingga  dapat  diketahui trendline dari  grafik    sehingga hubungan  antara Alternating  Stress (S)  dan Cycle (N)  dari Al 6061 dapat diketahui ke dalam bentuk persamaan (3).
𝑆 = 1096,2  ⨯ 𝑁 0,312 (3)
Gambar 6. Grafik dari S-N Curve dari Al 6061 dalam Bentuk Semi-log.
Hasil cycle yang didapat  nantinya akan dikonversi  menjadi tahun  dengan  asumsi  sepeda  digunakan  dengan  kecepatan  20 km/jam dan beroperasi selama 24 jam sehari maka, dalam satu hari  sepeda  menempuh  jarak  sejauh  480  km  dengan  asumsi kedua yaitu dalam 1 km terjadi satu siklus beban siklik akibat irregularity pada jalan sehingga didapat 480 cycle dalam 1 hari. Sehingga Fatigue  Life dari  rangka  sepeda  dapat  dikonversi menjadi tahun seperti perhitungan berikut:
1. Cycle per hari
= 480 cycle /hari
2. Dalam satu tahun  = 365 hari/tahun x 480 cycle /hari
= 175.200 cycle /tahun Apabila  hasil dari perbandingan perhitungan  manual denan hasil  simulasi  didapatkan error yang  kecil  maka  dapat dikatakan bahwa simulasi fatigue yang dilakukan sudah sesuai dengan kenyataan aktualnya.

## III. DATA HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

## A. Hasil Simulasi dengan Kondisi Pembebanan sesuai TBIS
4210-6:2018
Didapat  hasil Didapat Maximum  Stress 29.06  MPa  untuk pembebanan horizontal  force pada  Gambar  7,  dan  sebesar 112.21 MPa pada Gambar 8 untuk pembebanan pedaling force , dari hasil tersebut dapat dikatakan bahwa rangka ini aman dari segi statis dikarenakan masih jauh dibawah Ultimate Strength dari material Al 6061 T6, dan didapatkan maxium Stress berada pada lokasi sambungan yang sesuai dengan kondisi aktual dari pengujian fatigue pada  rangka  sepeda  menurut  TBIS  4210- 6:2018, karena salah satu tujuan dari pengujian fatigue adalah untuk mengetahui kekuatan sambungan dari frame sepeda yang diujikan.
Gambar 7. Tegangan Maksimum Hasil Simulasi Fatigue Terhadap Horizontal Force.
Gambar 8. Tegangan Maksimum Hasil Simulasi Fatigue Terhadap Pedaling Force.
Gambar 9. Hasil Fatigue Life dari Simulasi Terhadap Horizontal Force.
Gambar 10. Hasil Fatigue Life dari Simulasi Terhadap Pedaling Force.
Didapatkan  bahwa Fatigue  Life dari  sepeda  trandem mencapai  2.84e15 cycle pada  Gambar  9  dan Fatigue  Life terendah yang dapat dicapai pada pengujian ini adalah sebesar 1.24e12 cycle pada Gambar 10 yang berlokasi pada sambungan las pada rangka sepeda, hal ini sejalan dengan besaran tegangan yang terjadi, dimana lokasi dengan tegangan terbesar memiliki nilai Fatigue Life yang terendah, begitu pula sebaliknya, yang mana  rangka  sepeda  dapat  dikatakan  aman  karena  menurut TBIS  4210-6:2018 rangka  harus  melewati  120.000 cycle agar dapat dikatakan aman.

## B. Hasil dari Simulasi dengan Beban Operasional
Dari  data  hasil  simulasi  didapat  tegangan  maksimum  dari hasil pembebanan operasional minimum adalah sebesar 70.263 Mpa  pada  Gambar  11,  dan  tegangan  maksimum  hasil  dari pemebanan operasional maksimum adalah sebesar 210.2 Mpa, Gambar 12. Lokasi terjadinya tegangan maksimum juga sama dengan  hasil  hasil  sebelumnya,  dimana  lokasi  sambungan merupakan titik dimana terjadinya tegangan maksimum. Hasil diatas nantinya akan digunakan untuk mendapatkan nilai rasio tegangan siklik (R) melalui persamaan (1) dan didapatkan hasil rasio  tegangan  siklik  sebesar  0.334278  yang  menandakan bahwa  pembebanan  siklik  yang  terjadi  tidak  berasal  dari pembebanan fully  reversed atau zero  based melainkan pembebanan siklik dengan rasio dari hasil persamaan (1).
Gambar 11. Hasil Tegangan Maksimum dari Kondisi Pembebanan  Operasional Minimum.
Gambar 12. Hasil Tegangan Maksimum dari Kondisi Pembebanan Operasional Maksimum.
Gambar 13. Fatigue Life Hasil dari Pembebanan Operasional.
Pada  Gambar  13,  nilai  rasio  tegangan  siklik  nantinya  akan digunakan  untuk  melakukan  simulasi fatigue dan  didapatkan hasil fatigue  life sebesar  2.84e15 cycle maksimum,  dan 2.0125e8 cycle minimum  dimana  dengan  nilai fatigue  safety factor sebesar 0.8626 – 15 dimana nilai 15 adalah safety factor maksimum yang dapat ditunjukan oleh perangkat lunak elemen hingga yang digunakan dalam penelitian ini.

## C. Perbandingan Hasil Simulasi dengan Perhitungan
Dilakukan  perhitungan  secara  manual  untuk  melakukan validasi  terhadap  simulasi  yang  dilakukan.  Pada  simulasi fatigue dilakukan perhitungan  manual  untuk  mengetahui  nilai alternating  stress dengan  persamaan  (2)  yang  dilanjutkan dengan  mencari  nilai cycle dari  nilai alternating  stress yang didapat  dengan  menggunakan  persamaan  (3)  dilanjutkan dengan  konversi fatigue  life dari  satuan cycle menjadi  tahun dengan konversi yang sudah dibahas pada  bagian sebelumnya. Dari hasil diatas didapatkan bahwa antara perhitungan manual dengan  hasil  simulasi  memiliki  selisih  yang  sedikit,  sehingga dapat dikatakan bahwa simulasi sudah sesuai dengan teori yang ada.  Hasil  simulasi  juga  mengindikasikan  adanya overdesign dari rangka sepeda dikarenakan fatigue life dari sepeda dirasa terlalu  lama,  oleh  karena  itu  dimungkinkan  dilakukan improvement terhadap sepeda agar tidak terjadi overdesign .
Tabel 4. Perbandingan Hasil Perhitungan Manual dengan Hasil Simulasi
`
Perhitungan Tangan Hasil Simulasi TBIS Horizontal Force 6.59e6 Tahun 7.19e6 Tahun TBIS Pedaling Force 183 Tahun 19.2 Tahun Pembebanan Operasional 2.96e6 Tahun 2.51e6 Tahun

## D. Improvement
Dari hasil pengujian sebelumnya, desain dari rangka sepeda Trandem  ini  mengalami overdesign ,  dikarenakan  hasil  dari fatigue  life dirasa  terlalu  berlebih  hingga  mencapai  ratusan tahun setelah dikonversikan kedalam tahun, sehingga dilakukan improvement terhadap desain dari rangka sepeda Trandem. Terdapat  banyak  pilihan  untuk  melakukan improvement seperti melakukan pergantian material, atau pergantian bentuk dari  geometri  sepeda  Trandem.  Pergantian  material  terhadap desain ini dirasa belum dibutuhkan karena pemilihan material sudah  dilakukan  pada  penelitian  sebelumnya,  dan  didapat material Al  6061 sebagai  material  optimum,  sehingga  pilihan improvement dapat dilakukan dengan pergantian dimensi atau geometri dari rangka sepeda Trandem.
Perubahan  geometri  dari  rangka  sepeda  Trandem  urung dilakukan  karena  melihat  nilai  fungsional  dari  rangka  sepeda Trandem  berada  pada  bentuk  geometri  dari  rangka  sepeda Trandem  itu  sendiri,  dan  akhirnya  dilakukan improvement berupa  perubahan  dimensi  dari  ketebalan  rangka  sepeda Trandem yang semula setebal 0.3 mm menjadi 0.15 mm.
Efek dari improvement tersebut didapatkan perubahan yang cukup  jauh.  Didapatkan fatigue  life dari  hasil improvement adalah sebesar 1.053e11 cycle dan 2.95e6 cycle untuk simulasi pada horizontal  force dan pedaling  force pada  TBIS  4210- 6:2018 pada Gambar 14 dan Gambar 15, dan faitgue life hasil dari  pembebanan  operasional  adalah  sebesar  3.048e6 cycle pada  Gambar  16,  dan  tabulasi  dari  hasil  simulasi  dituangkan dalam Tabel 5.
Tabel 5. Hasil Simulasi Setelah Improvement Design Sebelumnya Hasil Improvement TBIS Horizontal Force 7.19e6 Tahun 6.1e5 Tahun TBIS Pedaling Force 251 Tahun 17.2 Tahun Pembebanan Operasional 1.51e6 Tahun 17.6 Tahun
Fatigue  life hasil improvemennt turun  hingga  menyentuh angka 18 tahun dengan fatigue safety factor sebesar 1.0194  – 15 yang mana hasil ini dirasa cukup, karena pada rangka sepeda dapat  melalui  pengujian  fatigue  dengan  standar  TBIS  4210- 6:2018,  dan  pada  simulasi fatigue oleh  pembebanan operasional,  sepeda  dapat  menahan  beban  3  kali  dari  beban operasionalnya, sehingga rangka sepeda Trandem dirasa cukup aman setelah dilakukan improvement .
Gambar  14.  Hasil Fatigue  Life dari  Rangka  Hasil Improvement dengan Pembebanan dari Horizontal Force.
Gambar 15. Hasil Fatigue Life dari Rangka Hasil Improvement dengan Pembebanan dari Pedaling Force.
Gambar 16. Hasil Fatigue Life dari Rangka Hasil Improvement dengan Pembebanan Operasional.

## IV. KESIMPULAN & SARAN

## A. Kesimpulan
Berdasarkan simulasi yang sudah dilakukan terhadap rangka sepeda Trandem, didapatkan kesimpulan sebagai berikut :
1. Fatigue Life dari Sepeda Trandem berada pada nilai 1.15e+3 tahun berdasarkan perhitungan manual, dan hal ini sejalan dengan hasil simulasi yang menyatakan bahwa Fatigue Life dari sepeda trandem berada pada nilai 1.17e+3 tahun
2. Fatigue Safety Factor dari Sepeda Trandem berada pada rentang 0.8626 hingga 15 (Maksimum)
3. Terindikasi  adanya  overdesign  dari  sepeda  dikarenakan hasil  dari  fatigue  life  mencapai  angka  hingga  ratusan tahun,  yang  mana  dirasa  berlebihan,  oleh  karena  itu dibutuhkan improvement terhadap geometri atau material dari rangka sepeda Trandem
4. Dilakukan  improvement  dengan  merubah  ketebalan rangka sepeda dari yang semula 3 mm  menjadi 1.5 mm, dan didapatkan perubahan yang cukup besar, yang semula umur  fatigue  dari  sepeda  mencapai  angka  1.17e3  tahun, umur  fatigue  dari  rangka  sepeda  Trandem  dapat  turun mencapai 18 tahun dengan fatigue safety factor 1.09-15

## B. Saran
Berdasarkan  hasil,  dan  kendala  selama  proses  simulasi  ini maka penulis memberikan saran sebagai berikut :
1. Permodelan geometri bisa didetailkan lagi hingga terdefinisi bentuk dari fork dan sambungan yang aktual dengan geometri sesungguhnya
2. Pada proses simulasi didapatkan tegangan tertinggi pada bagian  sambungan  antara  lokasi sadle dengan  rangka sepeda, yang mungkin dapat diatasi dengan penambahan ketebalan, atau pergantian material
3. Dapat  digunakan Reversed  Bending  S-N  Curve untuk dilakukan  dalam  penelitian,  karena  diindikasi  kegagalan dapat terjadi akibat bending , dan juga tensile/compression

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  “Bicycle Production Reaches 130 Million Units | Worldwatch Institute.” .
[2]  “EPI Releases - Bicycle Share Fact Sheet | EPI.” .
[3]  Taiwan, Taiwan Bicycle Standard 2018 . Taiwan, 2018.
[4]  H. A. R. Cahyono, J. B. Ariatedja, and J. B. Ariatedja, “Analisis Fatigue pada Slewing Tower Level Luffing Crane Berbasis Metode Elemen Hingga,” J. Tek. ITS , vol. 7, no. 2, pp. B128–B133, Dec. 2018.
[5]  P. H. Lim and L. Looney, “Fatigue Behaviour of 6061 Aluminium Alloy and Its Composite M aster in Engineering,” 2001.
[6]  A. Berlianto, “Analisa Struktur Rangka Sepeda Fixie dengan Menggunakan Metode Elemen Hingga.”
[7]  B. Iskandriawan, A. Windharto, and A. Dwi Krisbianto, “Main Frame Structure Exploration of Sliding Tandem Bike as the Effort to Enhance Product Feature.”
[8]  “Mechanical Propertiers of Al 6061 T6.” .
[9]  J. Brown and A. Robertson, “Motor Vehicle Structures: Concepts and Fundamentals.”