Terbit online pada laman web jurnal http://ejournal2.pnp.ac.id/index.php/jtm

## J URNAL T eknik M esin
Vol. 14 No. 1 (2021) 1 - 5
ISSN Media Elektronik: 2655-5670
Perancangan dan Analisis Tegangan pada Desain Footrest Sepeda Motor Menggunakan Autodesk Inventor
Dhea Nuni Ananda 1 , Rizal Hanifi 2 , Aa Santosa 3
123 Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Singaperbangsa Karawang
1 dheanunia@gmail.com 2 rizal.hanifi@ft.unsika.ac.id 3 aa.santosa@ft.unsika.ac.id

## Abstract
Motorbikes  are  widely  chosen  by  the  public  as  a  mode  of  transportation  in  modern  times,  one  of  which  is  the  automatic scooter type motorcycle. Visually, the matic scooter type motorcycle components have a nice and attractive shape, but this shape  does  not  necessarily  guarantee  its  safety.  Not  a  few  of  these  components  have  failed  (broken)  as  happened  to  the footrest. Footrest  is  a  component  of  a  motorcycle  vehicle  that  functions  as  a  footrest  for  motorcycle  passengers.  Every different type of motorbike, the footrest shape is also different. The purpose of this study is to design a footrest design and analyze  it  with  the  help  of  software  to  obtain  a  footrest  design  that  has  a  high  safety  factor  value.  The  design  of  the motorcycle footrest design produces 3 different designs. The three designs were analyzed using the Autodesk Inventor 2017 software stress by providing a static load of 20 Kg and 90 Kg. From the analysis, the minimum safety factor value obtained from  each  footrest  design  against  a  load  of  20  kg  in  design  1  is  13.42,  design  2  is  5.7,  and  design  3  is  7.93.  While  the minimum safety factor value generated from each footrest design against a load of 90 kg in design 1 is 2.98, design 2 is 1.27, and  design  3  is  1.76.  Based  on  the  results  of  the  safety  factor  analysis  carried  out,  the  three  designs  are  safe  enough  to withstand loads of 20 Kg and 90 Kg. But design 1 is safer because the resulting value of the safety factor is higher than the three designs, which is 2.98 to withstand a load of 90 Kg.
Keywords: design, footrest, stress analysis, safety factors, autodesk inventor 2017

## Abstrak
Sepeda  motor  banyak dipilih  masyarakat sebagai moda transportasi di zaman  modern ini, salah satunya  sepeda  motor  tipe sekuter matic . Secara visual komponen sepeda motor tipe skuter matic mempunyai bentuk yang bagus dan menarik, namun bentuk  tersebut  belum tentu menjamin  keamanannya. Tak sedikit komponen tersebut  mengalami  kegagalan (patah) seperti yang terjadi pada footrest . Footrest merupakan komponen kendaraan sepeda motor yang berfungsi sebagai pijakan kaki untuk penumpang  sepeda  motor.  Setiap  beda  tipe  sepeda  motor,  maka  bentuk footrest juga  berbeda. Tujuan  penelitian  ini  yaitu merancang  suatu  desain footrest dan  menganalisisnya  dengan  bantuan software untuk  mendapatkan  desain footrest yang memiliki  nilai  faktor  keamanan  yang  tinggi.  Perancangan  pada  desain footrest sepeda  motor  menghasilkan  3  desain rancangan yang berbeda.  Ketiga desain tersebut dianalisis tegangan menggunakan software Autodesk Inventor 2017 dengan memberikan pembebanan statis sebesar 20 Kg dan 90 Kg. Dari hasil analisis, didapat nilai faktor keamanan minimum yang dihasilkan dari tiap desain footrest terhadap beban 20 Kg pada desain 1 sebesar 13,42, desain 2 sebesar 5,7, dan desain 3 sebesar 7,93. Sedangkan nilai safety factor minimum yang dihasilkan dari tiap desain footrest terhadap beban 90 Kg pada desain 1 sebesar 2,98, desain 2 sebesar 1,27, dan desain 3 sebesar 1,76. Berdasarkan hasil analisis faktor keamanan yang dilakukan, ketiga desain tersebut cukup aman untuk menahan beban 20 Kg dan 90 Kg. Tetapi desain 1 lebih aman karena nilai faktor keamanan yang dihasilkan lebih tinggi dari ketiga desain tersebut, yaitu sebesar 2.98 untuk menahan beban 90 Kg.
Kata kunci: perancangan, footrest , analisis tegangan, faktor keamanan, autodesk inventor 2017

## 1. Pendahuluan
Indonesia merupakan konsumen kendaraan bermotor  terbanyak  di  dunia,  terutama  kendaraan roda  dua.  Hal  ini  menyebabkan  industri  otomotif sepeda  motor  mengalami  peningkatan  penjualan
disetiap  tahunnya.  Terbukti  berdasarkan  data  dari Asosiasi  Industri  Sepeda  Motor  Indonesia  (AISI) tercatat  7.369.249  unit  terjual  pada  tahun  2010, sedangkan  pada  tahun  2019  terjual  sebanyak 6.487.460  unit  [1].  Artinya  saat  ini  konsumsi
Jurnal Teknik Mesin (JTM) Vol. 14 No. 1 (2021) 1 – 5
sepeda  motor  di  Indonesia  tak  kurang  dari  6  juta unit setiap tahunnya.
Sepeda  motor  banyak  dipilih  masyarakat  sebagai moda  transportasi  di  zaman  modern  ini,  karena sepeda  motor  memiliki  dimensi  yang  kecil,  dapat mengurangi  kepadatan  di  jalan  raya,  dan  harganya yang terjangkau untuk sekelas kendaraan bermotor. Banyak  jenis  kendaraan  sepeda  motor  yang  ada  di Indonesia, antara lain tipe Sport , Standard , Cruiser , Trail/Off-Road ,  Bebek,  sampai Scooter  Matic [2]. Sepeda  motor  tipe  sekuter matic yang  paling  laku keras  di  Indonesia  karena  lebih  mudah  dikendarai dan  juga  cocok  untuk  siapa  saja,  baik  laki-laki ataupun perempuan.
Secara visual komponen sepeda motor tipe Scooter Matic ini  mempunyai  bentuk  yang  bagus  dan menarik,  namun  bentuk  tersebut  belum  tentu menjamin  keamanannya.  Tak  sedikit  komponen tersebut mengalami  kegagalan (patah) seperti  yang terjadi  pada footrest . Footrest merupakan komponen kendaraan sepeda motor  yang berfungsi sebagai  pijakan  kaki  untuk  penumpang  sepeda motor. Setiap beda tipe sepeda motor, maka bentuk footrest juga  berbeda.  Maka  desain footrest harus dibuat  dengan  memperhatikan  nilai  kekuatan  yang tinggi demi kenyamanan dan keamanan pengendara.
Beberapa  penelitian  terdahulu  melakukan  analisa tentang  komponen  sepeda  motor  dan  analisis tegangan  seperti  analisis  tegangan,  defleksi,  dan faktor keamanan pada pemodelan footrest motor Y dengan  aplikasi Autodesk  Inventor berbasis simulasi  elemen  hingga  [3],  studi  optimasi  faktor keamanan footrest pada  sepeda  motor  X  berbasis simulasi  elemen  hingga  [4],  analisis  tegangan, defleksi,  dan  faktor  keamanan  pada  pemodelan footstep  holder sepeda  motor  Y  berbasis  simulasi elemen  hingga  [5],  desain  dan  analisis  tegangan crane  hook model circular  section kapasitas  5  ton menggunakan Autodesk  Inventor 2017  [6],  desain dan  analisis  kekuatan  dudukan  ( bracket )  AC outdoor menggunakan  metode  elemen  hingga  [7], desain,  pemilihan  material,  dan  faktor  keamanan stasiun  pengisian  gawai  menggunakan  metode elemen  hingga  [8],  telah  dilakukan,  tetapi  hasil analisis  tegangan  pada footrest sepeda  motor  yang memenuhi  standar  faktor  keamanan  belum  ada. Oleh  karena  itu,  penulis  membuat  penelitian tentang  analisis  komponen  sepeda  motor  yaitu footrest dengan bantuan software .
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  merancang  suatu desain footrest sepeda  motor  dan  menganalisis tegangan  menggunakan Autodesk  Inventor, serta untuk  mendapatkan  desain footrest yang  memiliki nilai  faktor  keamanan  lebih  tinggi  dari  desain- desain footrest yang  dirancang  dengan  material Aluminium 6061.

## 2. Metode Penelitian
Perancangan footrest sepeda motor akan dilakukan menggunakan software  Autodesk  Inventor 2017. Terdapat beberapa  tahapan  dalam  membuat rancangan footrest sepeda  motor,  seperti  yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Diagram Alir Perancangan Footrest Sepeda Motor

## 2.1. Studi Literatur
Perancangan  dimulai  dengan  melakukan  studi literatur.  Studi  literatur  meliputi  mengamati  desain footrest sepeda  motor  yang  telah  ada,  serta mereview  jurnal-jurnal  terkait  topik  perancangan footrest sepeda  motor  yang  telah  dilakukan sebelumnya.  Terdapat  banyak  bentuk footrest dipasaran, dari yang bentuk original hingga variasi. Beberapa  model  memiliki  keunikan  sendiri  yang merupakan  keunggulannya,  beberapa  keunikan  ini diadaptasi menjadi fitur desain footrest yang baru.
2.2. Pembuatan Sketsa Manual
Setelah studi literatur menghasilkan ide, selanjutnya  dilakukan  pembuatan  sketsa  manual. Sketsa manual dibuat dengan tangan di atas kertas. Dari  pembuatan sketsa  manual dihasilkan 3  desain footrest yang  berbeda,  seperti  yang  ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Sketsa Manual Desain Footrest , (a) Desain 1, (b) Desain 2, (c) Desain 3
Jurnal Teknik Mesin (JTM) Vol. 14 No. 1 (2021) 1 – 5
2.3 . Pembuatan Model 3D
Setelah  sketsa  manual  dibuat,  langkah  selanjutnya adalah  mewujudkan  menjadi  model  3D  dengan software Autodesk  Inventor 2017.  Untuk  itu, pertama  perlu  dibuat  sketsa  2D  dengan software Autodesk  Inventor 2017.  Sketsa  2D  dibuat  untuk menghasilkan gambar  yang lebih rapih dan ukuran yang  lebih  akurat,  agar  rancangan  dapat  dipahami dengan  lebih  mudah.  Keunggulan  lain  dari membuat sketsa dengan software adalah kemudahan  koreksi  jika  ada  yang  ingin  diubah. Gambar  3  merupakan  sketsa  2D  yang  digambar dengan software  Autodesk  Inventor 2017.  Sketsa 2D  ini  dibuat  sebagai  bentuk-bentuk  serta  acuan untuk membuat model 3D nantinya.
Gambar 3. Sketsa 2D Desain Footrest , (a) Desain 1, (b) Desain 2, (c) Desain 3
Setelah  sketsa  2D  yang  diperlukan  telah  dibuat, sketsa  tersebut  dapat  diubah  menjadi  model  3D seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4. Model 3D Desain Footrest , (a) Desain 1, (b) Desain 2, (c) Desain 3
2.4.  Pemilihan Material
Setelah rancangan selesai, tahap selanjutnya adalah penentuan  material  yang  akan  digunakan  pada analisis  tegangan  dengan software  Autodesk Inventor 2017.  Pada  perancangan  ini  dipilih material  Aluminium  6061,  seperti  Gambar  5 menunjukkan spesifikasi material Aluminium 6061 pada software Autodesk Inventor 2017.
Gambar 5. Spesifikasi Material Aluminium 6061 pada Software
Autodesk Inventor 2017
2.5.  Analisis Tegangan
Untuk  mengetahui  kekuatan  desain footrest , dilakukan  analisis  tegangan.  Tegangan  yang dianalisis merupakan tegangan yang dihasilkan dari pembebanan  statis.  Proses  analisis  tegangan  yang dilakukan adalah sebagai berikut:
-  Pemberian Beban
Dalam  analisis  tegangan,  salah  satu  hal  yang penting  adalah  memberikan  beban  kepada  desain. Beban  yang  diberikan  adalah  dalam  bentuk  gaya dengan satuan Newton. Beban yang diberikan pada 3  desain footrest yaitu  beban  pengendara  duduk dengan kaki bertumpu pada footrest sebesar 20 Kg atau  196  N dan  pengendara  berdiri  dengan  kaki bertumpu pada footrest sebesar 90 Kg atau 883 N. Gambar  6  menunjukkan  lokasi  pemberian  beban pada desain footrest .
Jurnal Teknik Mesin (JTM) Vol. 14 No. 1 (2021) 1 – 5
(a) (b) (c) Gambar 6. Lokasi Pemberian Beban pada Desain Footrest , (a) Desain 1, (b) Desain 2, (c) Desain 3
- Meshing
Analisis  tegangan  yang  dilakukan  oleh Autodesk Inventor. menggunakan  metode  analisis  elemen hingga,  untuk  memudahkan  dalam  menganalisis desain  yang  sesuai  dengan  keinginan  kita  [9]. Analisis  elemen  hingga  adalah  teknik  numerik matematis untuk menghitung kekuatan dan perilaku struktur  teknik  dengan  membagi  obyek  menjadi bentuk  jala  ( mesh )  [10].  Hal  ini  untuk mendistribusikan  beban  pada  analisis  tegangan secara  merata.  Proses meshing merupakan  tahapan yang paling sulit, karena memakan waktu lama dan mudah  terjadi  kegagalan  jika  desain  terlalu  tipis atau  memiliki  bentuk  terlalu  rumit.  Hasil meshing pada desain footrest dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Hasil Meshing pada Desain Footrest , (a) Desain 1, (b) Desain 2, (c) Desain 3

## 3.   Hasil dan Pembahasan
Hasil  analisis  tegangan  pada  tiap  desain footrest menggunakan Autodesk Inventor menghasilkan von mises  stress , displacement ,  dan safety  factor sebagai berikut:
3.1. Von Mises Stress
Gambar  8  menunjukkan  hasil  analisis von  mises stress tiap  desain footrest terhadap  beban  20  Kg, dimana  nilai  maksimum  untuk  desain  1,  desain  2, dan  desain  3  berturut-turut  sebesar  20,49  MPa, 48,29  MPa,  dan  34,69  MPa.  Sedangkan  hasil analisis von  mises  stress tiap  desain footrest terhadap  beban  90  Kg,  dihasilkan  nilai  maksimum untuk desain 1, desain 2, dan desain 3 berturut-turut sebesar  92,16  MPa,  217,6  MPa,  dan  156,3  MPa. Nilai von mises stress yang dihasilkan masih berada di  bawah  kekuatan  luluh  ( yield  strength )
Aluminium  6061  yaitu  sebesar  3,989x10 4 psi  atau 275 MPa.
(a) (b)
(c)
Gambar 8. Hasil Analisis Von Mises Stress pada Desain Footrest dengan Beban 20 Kg, (a) Desain 1, (b) Desain 2, (c) Desain 3
Hasil  analisis von  mises  stress tiap  desain footrest secara lengkap dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel  1. Hasil Analisis Von Mises Stress Tiap Desain Footrest

## 3.2. Displacement
Nilai displacement maksimum yang dihasilkan dari tiap  desain footrest terhadap  beban  20  Kg  pada desain  1,  desain  2,  dan  desain  3  berturut-turut sebesar  0,00746  mm,  0,01793  mm,  dan  0,02063 mm.  Sedangkan  nilai displacement maksimum yang  dihasilkan  dari  tiap  desain footrest terhadap beban 90 Kg pada desain 1, desain 2, dan desain 3 berturut-turut  sebesar  0,03356  mm,  0,08092  mm, dan  0,09293  mm.  Hasil  analisis displacement tiap
Jurnal Teknik Mesin (JTM) Vol. 14 No. 1 (2021) 1 – 5
desain footrest secara  lengkap  dapat  dilihat  pada Tabel 2.
Tabel 2. Hasil Analisis Displacement Tiap Desain Footrest
3.3. Safety Factor
Nilai  faktor  keamanan  ( safety  factor ) minimum yang  dihasilkan  dari  tiap  desain footrest terhadap beban 20 Kg pada desain 1 sebesar 13,42, desain 2 sebesar  5,7,  dan  desain  3  sebesar  7,93.  Sedangkan nilai safety  factor minimum  yang  dihasilkan  dari tiap  desain footrest terhadap  beban  90  Kg  pada desain  1  sebesar  2,98,  desain  2  sebesar  1,27,  dan desain  3  sebesar  1,76.  Hasil  analisis safety  factor tiap  desain footrest secara  lengkap  dapat  dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Hasil Analisis Safety Factor Tiap Desain Footrest
Nilai safety  factor yang  dipersyaratkan  untuk komponen mampu menahan beban statis yaitu 1,25 hingga  2,0  untuk  material  ulet  [11].  Berdasarkan hasil  analisis safety  factor yang  dilakukan,  ketiga desain  tersebut  cukup  aman  untuk  menahan  beban 20  Kg  dan  90  Kg.  Tetapi  desain  1  lebih  aman karena  nilai safety  factor yang  dihasilkan  lebih tinggi dari ketiga desain tersebut, yaitu sebesar 2,98 untuk menahan beban 90 Kg.
Sedangkan  pada  analisis  sebelumnya  yang  telah dilakukan,  didapat  nilai safety  factor sebesar  1,04 pada  analisis  tegangan,  defleksi,  dan  faktor keamanan  pada pemodelan footrest sepda  motor Y dengan  aplikasi Autodesk  Inventor berbasis simulasi  elemen  hingga  [3], dan  nilai safety  factor sebesar  1,19  pada  studi  optimasi  faktor  keamanan footrest pada  sepeda  motor  X  berbasis  simulasi elemen hingga [4].

## 4.   Kesimpulan
Perancangan  pada  desain footrest sepeda  motor menghasilkan  3  desain  rancangan  yang  berbeda. Ketiga  desain  tersebut  dianalisis tegangan menggunakan software  Autodesk  Inventor 2017 dengan  memberikan  pembebanan  statis  sebesar  20 Kg dan 90 Kg. Hasil analisis, diperoleh nilai safety
factor minimum  yang  dihasilkan  dari  tiap  desain footrest terhadap  beban  20  pada  desain  1  sebesar 13,42,  desain  2  sebesar  5,7,  dan  desain  3  sebesar 7,93. Sedangkan  nilai safety  factor minimum  yang dihasilkan  dari  tiap  desain footrest terhadap  beban 90 Kg pada desain 1 sebesar 2,98, desain 2 sebesar 1,27, dan desain 3 sebesar 1,76.
Nilai safety  factor yang  dipersyaratkan untuk  komponen  mampu  menahan  beban  statis yaitu  1,25  hingga  2,0  untuk  material  ulet  [11], seperti  Aluminium  6061  yang  digunakan  pada perancangan  ini.  Berdasarkan  hasil  analisis safety factor yang dilakukan, ketiga desain tersebut cukup aman  untuk  menahan  beban  20  Kg  dan  90  Kg. Tetapi  desain  1  lebih  aman  karena  nilai safety factor yang  dihasilkan  lebih  tinggi  dari  ketiga desain  tersebut,  yaitu  sebesar  2,98  untuk  menahan beban 90 Kg.

## Daftar Rujukan
[1] AISI,  2020. Asosiasi  Industri  Sepeda  Motor  Indonesia Statistic  Distribution  Domestic . [Online]  (Updated  31 Januari  2020)  Tersedia  di:  https://www.aisi.or.id/statistic/ [Accessed 5 Februari 2020]
[2] Defara  Aditya,  2017. Macam-Macam  Sepeda  Motor  di Indonesia . [Online] (Updated 30 Agustus 2017) Tersedia di: http://infosepeda.com/ [Accessed 5 Februari 2020]
[3] Hardiyansyah,  M.,  Syafa’at,  I.,  dan  Dzulfikar,  M.,  2017. Analisis  Tegangan,  Defleksi,  dan  Faktor  Keamanan  pada Pemodelan  Footrest  Sepeda  Motor  Y  dengan  Aplikasi Autodesk  Inventor  Berbasis  Simulasi  Elemen  Hingga.
Jurnal Ilmiah Cendekia Eksakta , 2 (2), 17-24.
[4] Syafa’at,  I.,  Darmanto.,  dan  Priyanto,  E.,  2016.  Studi Optimasi  Faktor  Keamanan  Footrest  Sepeda  Motor  X Berbasis  Simulasi  Elemen  Hingga. Jurnal  Ilmiah Momentum , 12 (2), 53-57.
[5] Khoeron,  S.,  Syafa’at,  I.,  dan  Darmanto.,  2016.  Analisis Tegangan, Defleksi, dan Faktor Keamanan pada Pemodelan Footstep  Holder Sepeda  Motor  “Y”  Berbasis  Simulasi Elemen  Hingga. Rotasi  Jurnal  Teknik  Mesin ,  18  (4),  124- 129.
[6] Wibawa,  L.  A.  N.,  2019.  Desain  dan  Analisis  Tegangan Crane  Hook Model Circular  Section Kapasitas  5  Ton Menggunakan Autodesk Inventor 2017. Jurnal Simetris , 10 (1), 27-32.
[7] Wibawa,  L.  A.  N.,  2019.  Desain  dan  Analisis  Kekuatan Dudukan  ( Bracket )  AC Outdoor Menggunakan  Metode Elemen Hingga. Jurnal Crankshaft , 2 (1), 19-24.
[8] Wibawa, L. A. N., dan Diharjo. K., 2019. Desain, Pemilihan Material,  dan  Faktor  Keamanan  Stasiun  Pengisian  Gawai Menggunakan  Metode  Elemen  Hingga. Jurnal  Teknologi , 11 (2), 97-102.
[9] Wibawa,  L.  A.  N.,  2018. Simulasi  Kekuatan  Komponen Sarana  Pengujian  Roket  Menggunakan  Autodesk  Inventor Professional 2017 . Cetakan Pertama. Solo: Buku Katta.
[10] Wibawa,  L.  A.  N.,  2018.  Desain  dan  Analisis  Kekuatan Rangka  Tempat  Sampah  di  Balai  Lapan  Garut Menggunakan  Metode  Elemen  Hingga. Turbulen  Jurnal Teknik Mesin , 1 (2), 64-68.
[11] Mott,  R.  L.,  2009. Elemen-Elemen  Mesin  dalam Perancangan  Mekanis  Buku  1 .  Edisi  Keempat,  terjemahan Rines {et.al}. Yogyakarta: Andi.