E-ISSN:
2548-1398 Published by: Ridwan Institute
Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia p–ISSN: 2541-0849 e-ISSN: 2548-1398
Vol. 7, No. 6, Juni 2022

## SIMULASI  NUMERIK  PENGUJIAN  PERLENGKAPAN  PERISAI  KOLONG BAGIAN BELAKANG MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

## Endang Kosasih
Jurusan Teknik Mesin, Universitas Indonesia, Indonesia Email: endangkosasih49@gmail.com

## Abstrak
Kecelakaan  tabrak  belakang  menyebabkan  cedera  parah  bahkan  dapat mengakibatkan korban jiwa. Tingkat kecederaan yang parah ini sering terjadi ketika kendaraan kecil menabrak bagian belakang dari kendaraan barang berat yang tidak dipasang  perlengkapan  perisai  kolong  bagian  belakang  (RUPD).  Perancangan perisai  kolong  bagian  belakang  menggunakan  perangkat  lunak  permodelan  3D Computer Aided Design ( CAD ). Simulasi numerik untuk pengujian kekuatan perisai kolong  bagian  belakang  dilakukan  dengan  metode  elemen  hingga  (MEH).  MEH adalah  teknik  matematika  numerik  untuk  memudahkan  dalam  menyelesaikan persamaan  diferensial  parsial  di  bidang  teknik  dengan  membagi  obyek  menjadi bentuk  jala  ( mesh ),  sehingga  analisis  dapat  diatur  dan  dijalankan.  MEH memecahkan  persamaan  dengan  mengatur  diskritisasi  domain  dengan  elemen bentuk  yang  dipilih  dan  menggabungkannya  ke  dalam  seluruh  sistem.  Konsep kesetimbangan  energi  adalah  metode  untuk  mengevaluasi  kebenaran  dari  analisa numerik. Pembebanan gaya pada posisi P1, P2 dan P3 dilakukan untuk mengamati perpindahan  dan  regangan  plastis.  Peluang  terjadinya  perpindahan maksimum  dan regangan  plastis  adalah  pada  posisi  P2  yang  mempunyai  besaran  gaya  100  kN. Hasil analisa kuasi-statik menunjukkan perpindahan maksimum untuk pembebanan gaya  pada  posisi  P1-Kanan,  P1-Kiri,  P3-Tengah,  P2-Kanan  dan  P2-Kiri  berturut- turut  adalah  8,834  mm,  8,768  mm,  1,175  mm,  12,251  mm  dan  12,753  mm. Regangan plastis maksimum yang terjadi pada bagian dudukan plat perisai kolong bagian  belakang  adalah  17,4%  tetapi  masih  di  bawah  nilai  batas  kegagalan regangan  plastis  untuk  material  tersebut  yaitu  21%.  Hasil  simulasi  numerik menunjukkan  bahwa  perpindahan  maksimum  yang  terjadi  setelah  dilakukan pembebanan  gaya  adalah  kurang  dari  400  mm  dan  selama  simulasi  berlangsung perisai kolong bagian belakang tetap terpasang pada bagian chassis.
Kata Kunci :  metode  elemen  hingga;  perlengkapan  perisai  kolong  bagian  belakang (RUPD); simulasi numerik; tabrak belakang

## Abstract
Rear-end  collision  cause  serious  injuries  and  can  even  result  in  fatalities.  This serious level of injury often occurs when a small vehicle crashes into the rear of a heavy  goods  vehicle  that  is  not  equipped  with  rear  underrun    protection  device (RUPD). The design of rear underrun  protection device using 3D Computer Aided Design (CAD) modeling software. The numerical simulation for testing the strength
of rear underrun protection device was carried out using the finite element method (FEM).  FEM  is  a  numerical  mathematical  technique  to  make  it  easier  to  solve partial  differential  equations  in  engineering  by  dividing  objects  into  mesh  shapes, so that the analysis can be organized and run. FEM solves the equation by setting the  discretization  of  the  domain  with  the  selected  form  elements  and  combining them  into  the  whole  system.  The  concept  of  energy  balance  is  a  method  for evaluating the correctness of numerical analysis. Force loading at positions P1, P2 and P3 was carried out to observe the displacement and plastic strain. The chances of maximum displacement and plastic strain will occur is at position P2 which has a force of 100 kN. The results of the quasi-static analysis show that the maximum displacement  for  the  loading  of  forces  at  positions  P1-Right,  P1-Left,  P3-Middle, P2-Right and P2-Left respectively are 8.834 mm, 8.768 mm, 1.175 mm, 12.251 mm and 12.753 mm. The maximum plastic strain that occurs in the  seat plate for rear underrrun protection device is 17.4% but it is still below the plastic strain failure limit value for the material, which is 21%. The results of the numerical simulation show  that the  maximum  displacement that  occurs  after the  force  is  applied  is  less than  400  mm  and  during  the  simulation  the  rear  underrrun  protection  device remains attached to the chassis.

## Keywords:  finite element method; rear underrun protection device (RUPD); numerical
simulation; rear-end collision

## Pendahuluan
Perkembangan  industri  otomotif  berkontribusi  besar  baik  dalam  mendukung penyelenggaraan  transportasi,  peningkatan  nilai  tambah  ekonomi,  penyerapan  tenaga kerja, maupun peningkatan teknologi tinggi khususnya otomasi dan robotik di fasilitas manufaktur.  Akan  tetapi  sejak  awal  mula  perkembangan  sejarah  otomotif,  masyarakat dikhawatirkan  terhadap  dampak  dari  kecelakaan  yang  melibatkan  otomotif  yang dapat menyebabkan  cedera  parah  pada  penumpang,  pengendara  lain,  pejalan  kaki  serta lingkungan  sekitarnya.  Kecelakaan  yang terjadi  dapat  menyebabkan  cedera  ringan  ada pula  yang  mengakibatkan  cedera  serius  bahkan  dapat  menyebabkan  kerusakan  besar terhadap  harta  benda.  Namun  sebagian  besar  cedera  ini  dapat  menyebabkan  kematian atau  cacat  permanen  yang  meningkatkan  perhatian  orang  terhadap  fitur  keselamatan kendaraan (Abid et al., 2019) .
Pada  tahun  2019  hingga  Juli  2020  melalui  data  Kepolisian  Satlantas  POLDA Jawa Barat dan Astra Infra Tol Cipali (PT Lintas Marga Sedaya) selaku operator jalan tol  terdapat  1.075  kejadian  kecelakaan  lalu  lintas  di  jalan  Tol  Cikopo-Palimanan (Purwanto  et  al.,  2020) .  Sementara  itu  dalam  kurun  waktu  1  tahun  sejak  Juni  2018 sampai dengan Juni 2019 tercatat telah  terjadi rata-rata 36 kecelakaan tabrak belakang setiap bulan (Transportasi, 2020) . Kecelakaan tabrak belakang ini menyebabkan cedera parah  bahkan  dapat  mengakibatkan  korban  jiwa.  Tingkat  kecederaan  yang  parah  ini sering terjadi ketika kendaraan kecil menabrak bagian belakang dari kendaraan barang berat  yang  tidak  dipasangi  perlengkapan  perisai  kolong  bagian  belakang.  Selain  itu desain  dari  perlengkapan  perisai  kolong  bagian  belakang  yang  tidak  sesuai  juga  dapat menyebabkan  cedera  parah  pada  penumpang  di  kendaraan  kecil.  Akibatnya  kendaraan
kecil dapat melaju di bawah kolong chassis kendaraan barang berat sehingga terjadilah kecelakaan underride .
Kecelakaan underride terjadi  ketika  kendaraan  penumpang  kecil  melaju  di bawah  kendaraan  barang  berat  baik  itu  dari  depan,  belakang  atau  samping.  Ketika terjadi  kecelakaan  seperti  itu,  bagian  kompartemen  penumpang  dari  kendaraan  kecil menabrak chassis kendaraan  berat  yang  menyebabkan  cedera  parah  pada  penumpang yang berada di kendaraan yang lebih kecil. Kecelakaan underride terdiri dari tiga jenis yaitu  kecelakaan underrun depan,  belakang  dan  samping.  Untuk  menghindari kecelakaan  tersebut,  perangkat underrun harus  dipasang  pada  kendaraan  barang  berat yang dapat mencegah penumpang kendaraan kecil dari cedera fatal (Joseph et al., 2013) .
Gambar 1
Data Kecelakaan Tabrak Belakang Di Tol Cipali (Transportasi, 2020)

## Gambar 2
Kecelakaan Underrun Tabrak Belakang (Joseph et al., 2013)
Salahsatu kebijakan pemerintah untuk meningkatkan keselamatan lalu lintas dan angkutan  jalan,  mencegah  dan  mengurangi  fatalitas  akibat  terjadinya  kecelakaan kendaraan  bermotor  serta  mengikuti  perkembangan  teknologi  keselamatan  kendaraan bermotor  telah  tertuang  dalam  Peraturan  Menteri  Perhubungan  Republik  Indonesia Nomor  PM  74  Tahun  2021  tentang  Perlengkapan  Keselamatan  Kendaraan  Bermotor
yang ditetapkan pada tanggal 24 Agustus 2021. Isi dari peraturan tersebut salahsatunya adalah mewajibkan pemasangan perisai kolong belakang pada kendaraan bermotor jenis mobil  barang  dengan  jumlah  berat  yang  diperbolehkan  (JBB)  mulai  dari  5.000  kg, kereta gandengan atau kereta tempelan. Pemasangan perisai kolong belakang dilakukan oleh  pembuat,  perakit,  pengimpor  dan/atau  perusahaan  karoseri (Perhubungan,  2021) . Ketentuan mengenai bahan, bentuk, dimensi serta tata cara pemasangan perisai kolong belakang  juga  diatur  dalam  peraturan  ini.  Akan  tetapi  belum  mengatur  lebih  lanjut tentang  tata  cara  untuk  menguji  kekuatan  dari  perisai  kolong  bagian  belakang  yang sudah dipasang pada kendaraan.
Ketentuan  lain  mengenai  pemasangan  perisai  kolong  bagian  belakang  tertuang dalam  Standar  Nasional  Indonesia  (SNI)  Nomor  7522:2009  tentang  Perlengkapan Perisai Kolong Bagian Belakang untuk Kendaraan Bermotor Kategori N2, N3, O3 dan O4.  Di  dalam  peraturan  SNI  Nomor  7522:2009  ini  selain  menjelaskan  tentang  syarat mutu  juga  menjelaskan  tentang  cara  pengujian  dari  perisai  kolong  belakang  yang terpasang pada kendaraan. Ketentuan ini merupakan aturan yang mengacu pada United Nation Economic Commission for Europe (UNECE) Nomor 58 (Nasional, 2009) .
Analisis  desain  perisai  kolong  bagian  belakang  menggunakan  perangkat  lunak LS-DYNA eksplisit untuk meningkatkan kekuatan struktural dan integritas RUPD pada truk dilakukan oleh Jaju dan Pandare, yang didasarkan pada peraturan UNECE Nomor 58.  Studi  tersebut  menggunakan  model  RUPD  dengan  regulasi  pembebanan  yang berbeda,  dan  berfokus  pada  regangan  plastis  dan  tegangan  von-mises  untuk mengevaluasi batas kegagalan dan kekuatan. Hasilnya menunjukkan perilaku baik yang lolos  desain  RUPD.  Jika  struktur  yang  diuji  gagal  dalam  pengujian,  bahan  tambahan direkomendasikan untuk mencapai beban yang ditargetkan (Jaju & Pandare, 2016) .
Dalam  kajian  ini  perancangan  perisai  kolong  bagian  belakang  dibuat  dengan menggunakan perangkat lunak permodelan 3D Computer Aided Design (CAD) . Analisis kuasi  statik  dilakukan  untuk  menguji  kekuatan  perisai  kolong  bagian  belakang  dan mengetahui  perpindahan  maksimum  saat  diberikan  beban  uji . Analisis  kuasi  statik dilakukan  dengan  simulasi  numerik  menggunakan  metode  elemen  hingga  melalui perangkat  lunak Computer  Aided  Engineering  (CAE) .  Simulasi  numerik  adalah  teknik perhitungan yang dijalankan pada komputer mengikuti program yang mengimplementasikan  model  matematika  untuk  sistem  fisik.  Simulasi  numerik diperlukan  untuk  mempelajari  perilaku  sistem  yang  model  matematikanya  terlalu kompleks.  Simulasi  ini  mampu  menawarkan  solusi  analitis  yang  cepat  dan  akurat (Wibawa & Tuswan, 2021) .
Tujuan  dari  kajian  ini  yaitu  untuk  merancang  perisai  kolong  bagian  belakang yang  memenuhi  persyaratan  mutu  dan  prosedur  uji  sesuai  dengan  peraturan  yang berlaku di Indonesia.

## Metode Penelitian
Aspek legalitas untuk persyaratan mutu dari desain perlengkapan perisai kolong bagian  belakang  mengacu  pada  Standar  Nasional  Indonesia  (SNI)  Nomor  7522:2009 tentang  Perlengkapan  Perisai  Kolong  Bagian  Belakang  untuk  Kendaraan  Bermotor Kategori  N2,  N3,  O3  dan  O4  dan  Peraturan  Menteri  Perhubungan  Republik  Indonesia Nomor  PM  74  Tahun  2021  tentang  Perlengkapan  Keselamatan  Kendaraan  Bermotor. Komparasi  persyaratan  mutu  dari  kedua  peraturan  tersebut  dapat  dilihat  dalam  tabel berikut.
Tabel 1

## Komparasi Persyaratan Mutu Desain Perisai Kolong Bagian Belakang
Peraturan SNI 7522:2009 PM 74 Tahun 2021 Tinggi penampang bagian melintang (cross-member) Minimal 100 mm - Sisi penguat dari bagian melintang ( extremities lateral) Tidak  boleh  dibengkokkan  ke belakang  atau  mempunyai  ujung luar yang tajam - Sisi terluar dari penampang bagian melintang Harus dibulatkan dengan mempunyai  radius  tidak  kurang dari 2,5 mm - Posisi Dapat dirancang dengan mempunyai beberapa posisi pada bagian belakang. Gaya yang diperlukan oleh operator untuk merubah posisi alat maksimal 40 daN. - Bahan - Besi atau sejenisnya Bentuk - Pipa atau persegi Panjang Maksimal  sama  dengan  lebar poros  belakang,  minimal  sama dengan  lebar  poros  belakang dikurangi 100 mm pada sisi kanan dan kiri. Minimal  80%  dari  lebar  total kendaraan,  maksimal  100%  dari lebar  total  kendaraan  (sama dengan lebar total kendaraan) Jarak dari dinding bak belakang Maksimal  400  mm  ke  arah  depan kendaraan Minimal  sejajar,  maksimal  100 mm ke arah belakang kendaraan Jarak dari permukaan jalan Maksimal  550  mm  dari  bagian sisi bawah perisai kolong Maksimal  550  mm  dari  bagian sisi bawah perisai kolong Ketinggian sudut pergi - Minimal 8 derajat Jenis  sambungan  ke kendaraan - Terpasang  kokoh  pada chassis atau subframe dengan sambungan mur-baut ( bolt-nut )

## Gambar 3
Dimensi Perisai Kolong Bagian Belakang Berdasarkan PM 74 Tahun 2021

## Gambar 4

## Dimensi Perisai Kolong Bagian Belakang Berdasarkan SNI 7522:2009
Perisai  kolong  harus  mempunyai  daya  tahan  yang  cukup  terhadap  gaya  yang diberikan  sejajar  sumbu  memanjang (longitudinal  axis) kendaraan.  Untuk  ini  harus dapat  dibuktikan  dengan  pengujian  berdasarkan  prosedur  uji  dan  kondisi  uji  yang ditentukan. Maksimum defleksi horizontal pada perisai kolong yang diamati selama dan sesudah dilakukan pengujian harus memenuhi ketentuan.
Prosedur uji untuk perisai kolong bagian belakang adalah sebagai berikut:
• Persyaratan  pengujian  harus  dibuktikan  dengan  alat  uji  Mandrel  yang  tepat;  gaya untuk pengujian yang ditentukan harus digunakan secara terpisah dan berturut-turut, melalui permukaan yang tingginya tidak lebih dari 250 mm (tinggi yang tepat harus dinyatakan  oleh  pembuat)  dan  200  mm  lebarnya,  dengan  jarak  lekukan  5  mm  ±  1 mm  pada  sisi  vertikal.  Tinggi  diatas  tanah  dari  pusat  permukaan  harus  ditetapkan oleh pembuat dengan garis yang mengelilingi alat secara horisontal. Tetapi saat uji dilakukan  pada  sebuah  kendaraan  ketinggiannya  tidak  boleh  lebih  dari  600  mm ketika  kendaraan  tidak  bermuatan.  Urutan  gaya-gaya  untuk  pengujian  yang digunakan boleh ditetapkan oleh pembuat/pemanufaktur.
• Sebuah  gaya  horisontal  100  kN  atau  50%  dari  gaya  yang  dihasilkan  oleh  massa maksimum  kendaraan  (boleh  diambil  salah  satu),  harus  digunakan  secara  berturut- turut  pada  dua  titik  yang  terletak  secara  simetris  kira-kira  pada  garis  tengah kendaraan  yang  mana  dipakai  pada  sebuah  jarak  minimum  terpisah  700  mm  dan maksimum  1000  mm.  Posisi  tepatnya  dari  titik  penggunaan  harus  ditentukan  oleh pembuat.
• Sebuah  gaya  horisontal  25  kN  atau  12,5%  dari  gaya  yang  dihasilkan  oleh  massa maksimum  kendaraan  (boleh  diambil  salah  satu),  harus  digunakan  secara  berturut- turut  pada  dua  titik  yang  diletakkan  300  ±  25  mm  dari  bidang  longitudinal bersinggungan  dengan tepi  luar  roda  pada  poros  belakang  dan  ke  titik  ketiga  yang diletakkan  pada  garis  yang  menghubungkan  dua  titik  tersebut,  pada  titik  tengah bidang vertikal kendaraan.
• Sebuah  gaya  horisontal  25  kN  atau  12,5%  dari  gaya  yang  dihasilkan  oleh  massa maksimum  kendaraan  (boleh  diambil  salah  satu),  harus  digunakan  secara  berturut- turut pada dua titik yang diletakkan sesuai persetujuan pembuat alat perisai kolong dan ke sebuah titik ketiga yang diletakkan pada garis yang menghubungkan dua titik tersebut, pada titik tengah bidang.
Gambar 5
Posisi Mandrel Penekan Dan Nilai Beban Pengujian Berdasarkan SNI 7522:2009
Perancangan  perisai  kolong  bagian  belakang  menggunakan  perangkat  lunak permodelan  3D Computer  Aided  Design  (CAD) .  Analisis  kuasi  statik  kekuatan  perisai kolong  bagian  belakang  dilakukan  dengan  metode  elemen  hingga  atau Finite  Element Method  (FEM). FEM  adalah  teknik  matematika  numerik  untuk  memudahkan  dalam menyelesaikan  persamaan  diferensial  parsial  di  bidang  teknik  dengan  membagi  obyek menjadi  bentuk  jala  ( mesh ),  sehingga  analisis  dapat  diatur  dan  dijalankan.  FEM memecahkan  persamaan  dengan  mengatur  diskritisasi  domain  dengan  elemen  bentuk yang  dipilih  dan  menggabungkannya  ke  dalam  seluruh  sistem.  FEM  lebih menguntungkan  untuk  memecahkan  masalah  dengan  deformasi  besar  dan  dapat digunakan  untuk  hampir  semua  jenis  masalah  teknik  dengan  geometri  kompleks  dan kombinasi material (Wibawa & Tuswan, 2021) .
Pada  gambar  6  menunjukkan  model  perisai  kolong  bagian  belakang  dengan menggunakan  perangkat  lunak  3D  CAD.  Dalam  permodelan  tersebut  perisai  kolong bagian  belakang  digambarkan  dengan  terdiri  dari long  member  chassis,  cross  member chassis, plat dudukan, bagian penopang, bagian melintang, mandrel serta baut dan mur.

## Gambar 6

## Model Perisai Kolong Bagian Belakang Menggunakan Perangkat Lunak 3D CAD
Berkas  digital  dari model  3D  CAD  yang  sudah  jadi  kemudian  di- import pada perangkat  lunak  FEM  kemudian  diproses  sehingga  menjadi  bentuk  jala  ( mesh ).  Pada gambar 7 menunjukkan model perisai kolong bagian belakang yang telah melalui proses diskritisasi menggunakan perangkat lunak FEM. Luas permukaan  pada bagian chassis , plat dudukan, bagian penopang dan mandrel lebih besar dibandingkan dengan ketebalan materialnya  sehingga  proses  diskritisasi  dilakukan  dengan  menggunakan  elemen  2D shell . Sedangkan pada baut dan mur proses diskritisasi dilakukan menggunakan elemen 3D solid .  Model  elemen  pada  mandrel  dibuat  lebih  sederhana  melalui  proses
simplifikasi  tetapi  hasil meshing tetap  mengacu  persyaratan  pengujian.  Model  hasil meshing pada perangakat lunak FEM terdiri dari 76.603 nodal dan 71.373 elemen.
Gambar 7

## Model Perisai Kolong Bagian Belakang Hasil Diskritisasi Menggunakan Perangkat Lunak Finite Element Method
Pada kajian ini parameter yang diinput pada perangkat lunak FEM terdiri dari 3 material.  Material chassis menggunakan  KSAPH  620,  perisai  kolong  bagian  belakang menggunakan JIS G3101 SS 440 sedangkan untuk pengikat antara chassis dengan plat dudukan  perisai  kolong  bagian  belakang  menggunakan  baut  dan  mur  dengan  material ASTM A325. Parameter material dapat dilihat pada Tabel 1.

## Tabel 1 Sifat Mekanik Bahan
Bagian Bahan Kuat tarik minimum (MPa) Kuat luluh minimum (MPa) Elongasi (%) Chassis KSAPH 620 550 620 23 Perisai Kolong JIS G3101 SS 400 245 400 21 Baut dan Mur ASTM A325 660 830 14
Gambar 8 menunjukkan kondisi batas untuk penempatan constraint pada posisi chassis bagian depan dan belakang untuk 6 derajat kebebasan.

## Gambar 8

## Kondisi Batas Pada Bagian Long Member Chassis Depan Dan Belakang
Gambar  9  menunjukkan  pembebanan  pada  perisai  kolong  bagian  belakang. Pembebanan  dilakukan  secara  terpisah  dan  berturut-turut.  Pertama-tama  mandrel diberikan  beban  gaya  horizontal  sebesar  25  kN  pada  posisi  P1  di  sisi  kanan  sehingga menekan  bagian  melintang  dari  perisai  kolong  bagian  belakang.  Setelah  gaya  pada posisi P1 sisi kanan diturunkan maka mandrel kedua pada posisi P1 di sisi kiri diberikan juga  gaya  25  kN  sehingga  menekan  bagian  melintang  dari  perisai  kolong  bagian belakang  yang  sudah  terdeformasi.  Mandrel  ketiga  diberikan  juga  gaya  25  kN  pada posisi  P3  di  tengah.  Beban  gaya  yang  paling  berat  diberikan  pada  posisi  P2  yaitu sebesar 100 kN. Mandrel keempat diberikan gaya pada posisi P2 di sisi kanan kemudian dilanjutkan dengan mandrel kelima yang diberikan gaya pada posisi P2 di sisi kiri.
Urutan, Arah Dan Kondisi Pembebanan Pada Kelima Mandrel
Kriteria  yang  dapat  diterima  untuk  hasil  pengujian  perisai  kolong  bagian belakang  dengan menggunakan  metode  elemen  hingga adalah  perpindahan  maksimum dari  bagian  melintang  harus  kurang  dari  400  mm  setelah  kelima  beban  mandrel diaplikasikan  dan  perisai  kolong  bagian  belakang  harus  tetap  terpasang  pada chassis selama simulasi berlangsung.

## Hasil dan Pembahasan
Konsep  kesetimbangan  energi  adalah  metode  untuk  mengevaluasi  kebenaran dari analisa numerik. Kurva kesetimbangan energi ditunjukkan pada gambar  10. Energi internal dimulai dari  nilai nol dan meningkat menjadi maksimum.  Peningkatan energi internal ini disebabkan oleh deformasi dalam sistem. Energi dalam  dalam bentuk gaya yang  diterapkan  tersimpan  dalam  perisai  kolong  bagian  belakang  dalam  bentuk deformasi  plastis.  Energi  kinetik  dalam  sistem  sangat  kecil  dan  dapat  diabaikan  yang menunjukkan bahwa tidak  terdapat kecepatan nyata dalam sistem, sehingga dapat juga dipastikan  bahwa  analisa  elemen  hingga  merupakan  kuasi-statik.  Puncak  kurva  yang ditunjukkan  di  beberapa  lokasi  disebabkan  oleh  interaksi  tiba-tiba  antara  mandrel dengan bagian melintang dari perisai kolong bagian belakang. Energi hourglass sangat dapat diabaikan.  Energi total adalah penjumlahan dari semua energi lain seperti energi kinetik, energi internal, energi hourglass dan energi lainnya (Joshi et al., 2012) . Secara keseluruhan  kesetimbangan  energi  adalah  wajar  sehingga  hasil  analisa  elemen  hingga dapat diterima.
Pembebanan  gaya  pada  posisi  P1,  P2  dan  P3  dilakukan  untuk  mengamati perpindahan  dan  regangan  plastis.  Peluang  terjadinya  perpindahan  maksimum  dan regangan  plastis  adalah  pada  posisi  P2  yang  mempunyai  besaran  gaya  100  kN.  Pada gambar  11  nilai  dari  perpindahan  maksimum  yang  terjadi  untuk  masing-masing  posisi pembebanan gaya berturut-turut dari P1-Kanan, P1-Kiri, P3-Tengah, P2-Kanan dan P2- Kiri adalah 8,834 mm, 8,768 mm, 1,175 mm, 12,251 mm dan 12,753 mm. Sedangkan deformasi  yang  terjadi  pada  perisai  kolong  bagian  belakang  setelah  pembebanan  gaya terakhir pada posisi P2-Kiri dapat dilihat pada gambar 12.
Gambar 11
Perpindahan Maksimum Pada Masing-Masing Posisi Pembebanan Gaya

## Gambar 12 Deformasi Setelah Pembebanan Gaya Pada Posisi P2-Kiri
Regangan  plastis  adalah  kriteria  lain  yang  menjadi  dasar  penentuan  kegagalan perisai  kolong  bagian  belakang.  Regangan  plastis  diamati  di  semua  bagian  dan dibandingkan  dengan  batas  regangan  plastis  untuk  masing-masing  material  yang digunakan (Joshi  et  al.,  2012) .  Batas  kegagalan  regangan  plastis  untuk  material  pada bagian  perisai  kolong  belakang  adalah  21%  sehingga  regangan  plastik  yang  terjadi harus  kurang  dari  nilai  ini  untuk  menghindari  terjadinya  robek  pada  bagian  tersebut. Regangan  plastis  maksimum  yang  terjadi  pada  bagian  plat  dudukan  perisai  kolong bagian belakang adalah 17,4 % yang ditunjukkan pada gambar 13.

## Gambar 13

## Regangan Plastis Setelah Pembebanan Gaya Pada Posisi P2-Kiri

## Kesimpulan
Desain  perisai  kolong  bagian  belakang  dilakukan  dengan  menggunakan perangkat lunak 3D CAD. Analisa numerik dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak  metode  elemen  hingga.  Hasil  analisa  kuasi-statik  menunjukkan  perpindahan
maksimum  untuk  pembebanan  gaya  pada  posisi  P1-Kanan,  P1-Kiri,  P3-Tengah,  P2- Kanan dan P2-Kiri berturut-turut adalah 8,834 mm, 8,768 mm, 1,175 mm, 12,251 mm dan  12,753  mm.  Regangan  plastis  maksimum  yang  terjadi  pada  bagian  dudukan  plat perisai  kolong  bagian  belakang  adalah  17,4%  tetapi  masih  di  bawah  nilai  batas kegagalan  regangan  plastis  untuk  material  tersebut  yaitu  21%.  Hasil  simulasi  numerik menunjukkan  bahwa  perpindahan  maksimum  yang  terjadi  pada  perisai  kolong  bagian belakang  setelah  dilakukan  pembebanan  gaya  adalah  kurang  dari  400  mm.  Selama simulasi  berlangsung  perisai  kolong  bagian  belakang  tetap  terpasang  pada  bagian chassis .

## BIBLIOGRAFI
Abid, H. M., Roslin, E. N., & Jalal, R. I. B. A. (2019). Performance of rear under-ride protection device (RUPD) during car to heavy truck rear impact. International Journal  of  Engineering  and  Advanced  Technology , 8 (6),  3367–3375. https://doi.org/10.35940/ijeat.F9504.088619 Google Scholar
Jaju,  S.,  &  Pandare,  S.  (2016).  Rear  Underrun  Protection Test  (ECE  R58)  using  CAE Simulation. SAE International Journal of Commercial Vehicles , 9 (2), 276–279. https://doi.org/10.4271/2016-01-8098 Google Scholar
Joseph, G., Shinde, D., & Patil, G. (2013). Design and Optimization of the Rear Under- Run  Protection  Device  Using  LS-DYNA. International  Journal  Of Engineering Research And Applications , 3 (4), 152–162. Google Scholar
Joshi,  K.,  Jadhav,  T.  A.,  &  Joshi,  A.  (2012).  Finite  Element  Analysis  of  Rear  Under- Run  Protection  Device  (RUPD)  for  Impact  Loading. International  Journal  of Engineering Research and Development , 1 (7), 19–26. www.ijerd.com Google Scholar
Nasional,  B.  S.  (2009). Perlengkapan  Perisai  Kolong  Bagian  Belakang  untuk Kendaraan Bermotor Kategori N2, N3, O3 dan O4 .
Perhubungan,  K.  (2021). Peraturan  Menteri  Perhubungan  Republik  Indonesia  Nomor
PM 74 Tahun 2021 Tentang Perlengkapan Keselamatan Kendaraan Bermotor .
Purwanto, E., Maulana, I., & Anggriat, A. (2020). Jurnal Penelitian Transportasi Darat. Jurnal Penelitian Transportasi Darat , 23 (2), 184–192. https://ojs.balitbanghub.dephub.go.id/index.php/jurnaldarat/article/view/1920/1
285
Transportasi, K. N. K. (2020). Laporan Akhir Investigasi Kecelakaan Tabrak Belakang Mobil  Elf  E-7027-KA  di  Jalan  Tol  Cipali  di  KM78+300A,  3  Maret  2019 . http://knkt.dephub.go.id/knkt/ntsc_road/Jalan Raya/2019/KNKT.19.03.05.01.pdf
Wibawa, L. A. N., & Tuswan, T. (2021). Simulasi numerik kekuatan rak roket portabel menggunakan  metode  elemen  hingga. Jurnal  Teknik  Mesin  Indonesia , 16 (2), 54–59. http://jurnal.bkstm.org/index.php/jtmi/article/view/242 Google Scholar

## Copyright holder:
Endang Kosasih (2022)

## First publication right:
Syntax Literate: Jurnal Ilmiah Indonesia
This article is licensed under: