Volume  13  No.1 Januari 2021 ISSN : 2085 – 1669 e-ISSN : 2460 – 0288 Website : jurnal.umj.ac.id/index.php/jurtek Email :  jurnalteknologi@umj.ac.id

## U  N  I  V  E  R  S  I  T  A  S   M  U  H  A  M  M  A  D  I  Y  A  H   J  A  K  A  R  T  A

## PERANCANGAN DAN ANALISIS STATIS BAN TANPA UDARA
( AIRLESS TIRE ) UNTUK UKURAN 165/60 R12
Sandya Gilang Samudra 1 , Mohamad Yamin 2,*
1 Mahasiswa Program Magister Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Gunadarma, Jl. Margonda Raya No. 100, Depok, 16424, Indonesia
2 Program Magister Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Gunadarma,
Jl. Margonda Raya No. 100, Depok, 16424, Indonesia
*E-mail: mohay@staff.gunadarma.ac.id
Diterima: 21 Februari 2020 Direvisi: 12 Juni 2020 Disetujui: 07 Juli 2020

## ABSTRAK
Mobil  listrik  memiliki  torsi  besar  sejak  awal  dipacu  atau  beraklerasi.  Penggunaan  ban  konvensional pada mobil listrik dapat mempercepat keausan permukaan ban. airless tire dapat diaplikasikan untuk mobil  listrik,  seperti  yang  sedang  dikembangkan  oleh  perusahan  ban  Bridgestone  dan  Micheline. Penelitian  ini  dilakukan  untuk  mengetahui,  memprediksi  nilai  stress,  displacement,  strain  dan  safety factor  serta  mengevaluasi  hasil  rancangan  melalui  simulasi  FEA  dari  model  airless  tire.  Kontribusi yang  ingin  dicapai  pada  penelitian  ini  adalah  melakukan  rancang  ulang  untuk  memperbaiki  stress, displacement,  strain  dan  safety  factor  model  airless  tire  yang  pernah  diteliti  sebelumnya.  Pada penelitian  ini  airless  tire  direncanakan  dengan  size  165/60  R12  merujuk  pada  standard  ETRTO. Bentuk model airless tire divisualisasikan menggunakan software Autocad dan CATIA. Simulasi FEA (Finite  Element  Analysis)  dilakukan  dengan  SOLIDWORKS.  Struktur  honeycomb  menggunakan poliuretan sebagai komponen utama honeycomb yang sesuai untuk pengganti pneumatic tire. 4 model honeycomb  yang  direncanakan  menunjukan  hasil  stress,  displacement,  strain  dan  safety  factor  yang lebih baik dibandingkan model airless tire pembanding yang sebelumnya telah diteliti.
Kata kunci: Airless, tire, honeycomb, design, analysis

## ABSTRACT
Electric cars have large torque from the start driven or acceleration. The use of conventional tires on electric  cars  can  accelerate  tire  surface  wear.  Airless  tires  can  be  applied  to  electric  cars,  such  as those being developed by the Bridgestone and Micheline tire companies. This research was conducted to  determine,  predict  stress,  displacement,  strain  and  safety  factor  values  and  evaluate  the  design results  through  FEA  simulations  of  the  airless  tire  model.  The  contribution  to  be  achieved  in  this research is to redesign to improve the stress, displacement, strain and safety factor of the airless tire model that has been previously studied. In this study, airless tire planned with size 165/60 R12 refers to the ETRTO standard. The airless tire model is visualized using the AutoCAD and CATIA software. The FEA (Finite Element Analysis) simulation is done with SOLIDWORKS. The honeycomb structure uses polyurethane as the main honeycomb component suitable for pneumatic tire replacement. The 4 planned  honeycomb  models  show  better  stress,  displacement,  strain  and  safety  factors  compared  to the comparative airless tire model previously examined.
Keywords: Airless, tire, honeycomb, design, analysis

## PENDAHULUAN
Airless tire dikembangkan untuk diterapkan  pada  mobil  listrik,  seperti  yang sedang  dikembangkan  oleh  perusahan  ban Bridgestone dan Michelline. Model airless tire Bridgestone  dan  Michelline  telah  dikaji  oleh Aboul-Yazid, A.M. et al (2015). Hasil simulasi FEA  model  ruji  tanpa reinforcement ( case 2) menunjukan  defeleksi  yang  cukup  besar, sehingga  menyebabkan  jarak  antara rim dan permukaan  jalan  semakin  berdekatan  yang memungkinkan  terjadinya  gesekan  antara rim dengan  permukaan  jalan. Maximum  von  mises stress model  ruji  tanpa reinforcement ( case 2) Aboul-Yazid,  A.M.  et  al  (2015)  melebihi tensile strength polyurethane yang menyebabkan safety  factor dari  model  ruji tersebut  berada  dibawah  nilai safety  factor yang diijinkan ( static ).
CAD telah banyak digunakan di industri ban  dan  digunakan  untuk  meningkatkan akurasi desain serta mempersingkat  waktu desain (Yude, D. et al, 2018). Model ban baru selalu  dibangun  dengan  analisis  struktural statis. Analisis statis digunakan untuk memeriksa kapasitas beban ban (Karthick, S. et al,  2017).  Untuk  meningkatkan  desain  dari ban,  perlu  untuk  memprediksi  perilaku mekanik ban di bawah beban yang diterapkan. Distribusi  tegangan,  regangan  dan  defleksi yang dikembangkan haruslah dilakukan analisis.  FEA  adalah  metode  yang  kuat  dan ekonomis  yang  telah  digunakan  secara  luas untuk tujuan desain teknik  (Anuj, S. & Rahul,
D.  2013).  Penggunaan  teknik  analisis numerik FEM telah menjadi alat yang cukup mudah dan power full (Vinoth, R. et al, 2018).
Penelitian  ini  dibuat  dengan  maksud mengetahui, memprediksi, mengevaluasi, membandingkan  hasil  simulasi  FEA  untuk nilai von mises stress , strain , displacement dan safety  factor dari design ruji airless  tire . Kontribusi pada penelitian ini adalah memperbaiki  nilai  dari stress , displacement , strain dan safety  factor untuk  model honeycomb yang telah diteliti dengan melakukan  rancang  ulang  model airless  tire . Size tire yang direncanakan pada penelitian ini adalah  165/60  R12,  mengacu  pada  standard The  European  Tyre  and  Rim  Technical Organization (ETRTO).

## METODE PENELITIAN
Hasil  simulasi  FEA  ( stress , strain ,  dan displacement )  untuk  3  model  ruji airless  tire Aboul-Yazid,  A.M.  et  al  (2015)  dipillih sebagai data pembanding dalam penelitian ini, yaitu model ruji honeycomb , new curved spoke dan spoke  pairs .  Kesamaan size ,  dimensi, geometry model,  dan physical  properties
( polyurethane )  pada  penelitian  Aboul-Yazid,
A.M.  et  al  (2015)  menjadi  dasar  penetapan data pembanding dalam penelitian ini, sehingga analisis perbandingan yang dilakukan dalam penelitian ini menjadi imbang.
Perbaikan  model airless  tire hanya  dilakukan untuk  model  ruji honeycomb .  Hasil  simulasi FEA 4 model ruji honeycomb yang dikembangkan dalam penelitan ini dibandingkan  dengan  3  model airless  tire Aboul-Yazid, A.M. et al (2015).
Gambar 1. Airless Tire ( Spoke Pairs ) Sumber : Aboul-Yazid, A.M. et al (2015)
Gambar 2. Airless Tire ( Honeycomb ) Sumber : Aboul-Yazid, A.M. et al (2015)
Sandya Gilang Samudra, Mohamad Yamin: Perancangan dan Analisis Statis Ban Tanpa Udara (Airless Tire) untuk Ukuran 165/60 R12
Jurnal Teknologi 13 (1) pp 43- 54 © 2021
Gambar 3. Airless Tire ( New Curved Spoke ) Sumber : Aboul-Yazid, A.M. et al (2015)
Simulasi  dengan  FEA  ( static  analysis ) dipilih  sebagai  metode  untuk  mengukur  dan membandingkan  hasil design airless tire yang telah  di  analisa  oleh  Aboul-Yazid,  A.M.  et  al (2015).  Karena  penggunaan  teknik  FEA  telah menjadi alat yang cukup mudah dan power full dalam  teknik  mesin  untuk  desain,  maka  FEA digunakan untuk pengujian semua model yang dibuat.  Dalam  penelitian  ini,  diamati stress , displacement dan strain yang  terjadi  pada  ke empat model honeycomb seperti yang dilakukan oleh Aboul-Yazid, A.M. et al (2015) untuk  model airless  tire ( case 2)  yang  telah diteliti. Solidworks digunakan untuk
memprediksi  perilaku  struktural  pada  keempat airless tire .  Gaya  sebesar  3000  N  diterapkan untuk  melihat  tegangan  regangan  dan  defleksi ke  empat  model.  Besar  gaya  yang  diterapkan sesuai  dengan  berat  dari  seperempat  mobil yang dikonversi dalam satuan Newton.
Gambar 4 . Load Force 3000N
Area permukaan hub ditentukan sebagai elemen  kaku  yang  tidak  terpengaruh  terhadap hasil  simulasi  oleh  gaya  yang  diterapkan karena  kondisi  batas,  ini  dimaksudkan  untuk membuat  tegangan-regangan  dan  defleksi hanya  terjadi  pada  sel honeycomb sehingga memungkinkan gerakan vertikal. gaya
diterapkan secara vertikal pada permukaan luar honeycomb yang dianggap bersentuhan dengan tanah,  Penetapan  ini  sesuai  dengan  kondisi aktual untuk plunger test tire untuk pneumatic tire .
Gambar 5. Fix Geometry
Perancangan Airless Tire Model airless  tire ( contour  tire ) mengacu  pada  struktur  geometris  ban  mobil penumatic (Nibin, J.M. et al, 2017; Periasamy, K.  &  Vijayan,  S.  2014). Size tire yang direncanakan pada penelitian ini adalah 165/60 R12,  mengacu  pada  standard The  European
Tyre and Rim Technical Organization (ETRTO).  Desain contour tire sebagian  besar dibagi  menjadi  desain contour tapak  dan desain contour dinding  samping. Contour tire dimodelkan  dalam  dua  dimensi  ( Dong,  W.L. et  al,  2011).  Berdasarkan  referensi  penelitian yang  dilakukan  oleh Dong,  W.L.  et  al  (2011)
dalam  proses  desain contour  tire ,  dimensi Outer Diameter , Section Width dan Rim Width dapat dianggap sebagai konstanta untuk ukuran ban.  langkah  pertama  dalam  proses  desain adalah  menentukan  target  teknis  terhadap iterasi desain sehingga dapat diukur. itu adalah ciri dari karakteristik teknis untuk menentukan desain baru (Manibaalan, C. et al, 2013)
Tabel 1. Perancangan Profil NPT Design Perhitungan dan Hasil Perancangan (ETRTO Standard) Theoritical Rim Width α 1 = S N × R α 1 = 165 × 0.7
α 1 = 115.5 mm
Design Section Width S = S N + k ( α ˗ α 1 ) S = 165 + 0.4 (127 ˗  115.5) S = 170 mm
Max Section Width S G = S × F SG S G = 170 × 1.04
S G = 177 mm Design Section Height h = S N × α r / 100 h = 165 × 60 / 100 h = 99 mm
Overall Diameter Tire d = 2 h + d r d = 2 × 99 + 305 d = 503 mm
Min Overall Diameter
Tire
d min = 2( h × F hmin ) + d r d min = 2(99 × 0.97) + 305 d min = 497 mm
Tread
Radius
R t = (14.8 ˗ (0.14 × α r )) S G R t = (14.8 ˗ (0.14 × 60)) 177 R t = 1132.8
Reference Tread Width C = (1.075 ˗ (0.005 × α r ) S 1.001
C = (1.075 ˗ (0.005 × 60)) 170 1.001
C = 132.4 mm
Model  ruji airless  tire dikembangkan dengan  4  model.  Parameter  geometri  ruji honeycomb direncanakan berbeda-beda.
Struktur honeycomb dirancang untuk mendukung  beban  ditempatkan  pada  ban. Desain  pola sel  sisi  enam  dibuat  dalam  model honeycomb dan  model  ini merupakan  duplikat terbaik untuk mengganti ban pneumatic dalam bekendara. Tujuannya adalah untuk mengurangi  variasi  dalam  kekakuan  ban (Pranav,  A.R.  et  al,  2018).  Fungsi  ruji  pada airless  tire adalah  untuk  menggantikan  fungsi udara  pada pneumatic  tire (Rutik,  A.B.  et  al, 2018). Honeycomb heksagonal  dinotasikan
dengan  ketebalan  dinding  sel, t, panjang  sel vertikal, h , panjang sel miring, l , dan sudut sel, θ , (Aboul-Yazid, A.M. et al 2015) seperti yang diilustrasikan  dalam  Gambar  3.    keterangan dimensi  geometri honeycomb ditunjukan  pada Tabel  2.  Ketebalan  dinding  sel  untuk  semua model honeycomb ditentukan  3  mm  (Aboul- Yazid, A. M. et al 2015).
Gambar 6. Parameter Geometri Airless Tire
Gambar 7. Profil Kontruksi Honeycomb
Dari keempat model yang direncanakan, parameter geometri sudut sel, θ , untuk masing- masing  model  ditentukan.  Berdasarkan  hasil perhitungan  dan  perencanaan contour  tire ( airless tire ), dimensi outer diameter dan inner diameter  honeycomb adalah  tetap,  maka dimensi  panjang  sel  miring, l ,  untuk  setiap model  menyesuaikan  terhadap  parameter dimensi  sudut  sel, θ yang  direncanakan.
Sandya Gilang Samudra, Mohamad Yamin: Perancangan dan Analisis Statis Ban Tanpa Udara (Airless Tire) untuk Ukuran 165/60 R12
Jurnal Teknologi 13 (1) pp 43- 54 © 2021
Tabel 2. Perencanaan Dimensi Geometri Honeycomb Airless tire Geometric parameter l 1 l 2 l 3 l 4 h 1 h 2 θ 1 θ 2 θ 3
Honeycomb case 2 Aboul-Yazid, et al (2015) mm ( degree ) 22.5 20.8 20.5 21.5 20 25 22  32  35 Honeycomb Model 1 mm ( degree ) 20.89  19.02  18.96  19.86 20 25 32  42  45 Honeycomb Model 2 mm ( degree ) 21.57 19.8 19.5 20.58 20 25 27  37  40 Honeycomb Model 3 mm ( degree ) 23.74  22.09  21.32  22.66 20 25 17  27  30 Honeycomb Model 4 mm ( degree ) 25.39  23.73  22.74  24.12 20 25 12  22  25
Physical Properties Material
Tabel 3. Physical Properties Material Item Material Density p (kg/m 3 ) Young Modulus E (Mpa) Possion’s ratio v Shear Modulus G (Mpa) Hub Alumunium alloy 2800 72 x 10 3 0.33 - Honeycomb polyurethane 1200 32 0.49 10.8 Share Layer ANSI 4340 7800 210 x 10 3 0.29 - Tread Rubber 1043 11.9 0.49 4 Sumber : Aboul-Yazid, A.M. et al (2015) Empat bagian utama dari non-pneumatic
tire meliputi: hub , polyurethane  spokes , shear band , tread  band (Rutik,  A.B.  et  al,  2018). Struktur honeycomb sebagai  komponen  utama NPT  disarankan  menggunakan polyurethane yang  sesuai  untuk  pengganti pneumatic  tire berisi udara  (Jaehyung, J. et al, 2012). Tensile strength  polyurethane adalah 67,000,000 N/m 2 . Outer  band (tapak) NPT  merupakan karet dan jari-jari lentur dalam yang terdiri dari poliuretan  (Prajwal,  C.  &  Seetharama,  K.S, 2017)  secara  umum  ban polyurethane akan lebih  tahan  dari  ban  karet  sekitar  empat  kali. Diameter hub merupakan magnesium  alloy (Vinoth, R. et al, 2018) Hub umumnya terbuat dari  Baja  atau  paduan  Aluminium  (AL7075- T6).  Bahan  yang  digunakan  sebagai Shear
band adalah  ANSI:  4340  (Rutik,  A.B.  et  al, 2018) Cincin bagian dalam terbuat dari paduan aluminium  dan  berfungsi  sebagai hub yang kaku (Aboul-Yazid, A.M. et al, 2015)
3D Modelling 3D modelling untuk  ke  empat airless tire dimodelkan  dengan  CATIA. Sketch contour tire ,  pola  tapak, hub , honeycomb ,  dan share layer dibuat  pada  koordinat  kerja  0,0 pada mode kerja  2D CATIA. Dalam pemodelan 3D tire , plane xy, yz, dan zx perlu diperhatikan.  Bagian  tapak  dan  pola  tapak dalam  3D modelling dalam  CATIA  dibuat dengan  mengkombinasikan  fitur  kerja part design ( solid  modelling )  dan generative  shape design ( surface ). Surface  contour tire menjadi
acuan  kerja  dalam  model  3D  sebagai  acuan proyeksi.  Pola  garis  tapak  diproyeksikan  pada surface contour tire . Split dimanfaatkan untuk memotong surface terhadap batas pola tapak.
Gambar 8. Pra-Proyeksi Pola Tapak
Panjang pitch  pattern tapak  ban  dibuat mengikuti keliling luar lingkaran ban. Panjang jenis pitch berbeda-beda  dan  mengikuti  aturan tertentu. Pola alur (atau pola tapak) berisi grup alur  3D  dalam  berbagai  ukuran  dan  bentuk yang  berulang  di  setiap  jarak  tertentu  di sepanjang  lingkar  ban.  3D  model Hub , honeycomb dan share layer dibuat dalam solid modelling . Surface pola tapak dibuat berdasarkan  referensi surface contour tire sebagai media proyeksi dan garis proyeksi pola tapak  digunakan  sebagai  geometri  batas surface .
Gambar 9. Proyeksi Pola Tapak
Gambar 10. Surface Pola Tapak Airless Tire
Gambar 11. 3D Modelling airless Tire

## Meshing
Setelah  proses modelling untuk airless tire dan  penginputan  batasan  kondisi  pada model  selesai,  maka  dilakukan  pengaturan parameter meshing pada  model honeycomb . FEA  dilakukan  pada  solidworks simulation . Pada  proses  ini  elemen-elemen  dibuat  pada seluruh bagian masing-masing model
honeycomb .  Analisis  struktural honeycomb dilakukan  dalam  langkah  umum  statis. Parameter mesh diatur  menjadi  standard mesh dengan mesh factor untuk global size adalah 20 mm  dan  toleransi mesh adalah  1.45  mm,
parameter mesh ini  ditetapkan  untuk  semua model honeycomb yang diuji.
Sandya Gilang Samudra, Mohamad Yamin: Perancangan dan Analisis Statis Ban Tanpa Udara (Airless Tire) untuk Ukuran 165/60 R12
Jurnal Teknologi 13 (1) pp 43- 54 © 2021
Gambar 12. Meshing

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Von Mises Stress
Tabel  4  menunjukan  nilai  maksimum von  mises stress untuk  keempat  model honeycomb dan  data  pembanding.  Hasil simulasi  FEA  menunjukan von  mises  stress yang  bervariasi.  Untuk honeycomb model  1 von mises stress diketahui sebesar 4,082,944.250  N/m 2 ,  untuk honeycomb model 2 von mises stress diketahui sebesar 5,163,333 N/m 2 ,  untuk honeycomb model  3 von  mises stress diketahui sebesar 5,107,038.5 N/m 2 , dan untuk honeycomb model  4 von  mises  stress diketahui sebesar 4,404,807.5 N/m 2 .
Tabel 4. Von Mises Stress Airless
Model Airless tire Max Von Mises Stress (N/m2) New Curved spoke case 2 Aboul-Yazid, et al (2015) 496,000,000 Honeycomb case 2 Aboul-Yazid, et al (2015) 463,000,000 Spoke pairs case 2 Aboul-Yazid, et al (2015) 396,000,000 Honeycomb Model 1 4,082,944.250 Honeycomb Model 2 5,163,333 Honeycomb Model 3 5,107,038.5 Honeycomb Model 4 4,404,807.5
Gambar 13. Von Mises Stress Honeycomb
Model 1
Gambar 14. Von Mises Stress Honeycomb
Model 2
Gambar 15. Von Mises Stress Honeycomb
Model 3
Gambar 16. Von Mises Stress Honeycomb Model 4
Selisih stress besar terlihat antara model yang telah diteliti oleh Aboul-Yazid, A.M et al (2015)  dengan  model  yang  direncanakan  pada penelitian ini. Hasil perbandingan menunjukan bahwa  nilai maximum  von  mises  stress terendah  ditunjukan  oleh model honeycomb 1. Selisih maximum  von  mises  stress yang  besar dapat  dipengaruhi  oleh physical  properties material.  Dimensi outer dan inner dari  semua model yang direncanakan dan model pembanding  adalah  sama.  Perbedaan  dimensi dan geometry hanya ditekankan pada sudut sel honeycomb , θ , dan dan panjang sel honeycomb , l. Keempat model honeycomb yang direncanakan  dalam  penelitian  ini  diketahui dapat menahan kondisi simulasi yang dilakukan untuk dikenakan beban sebesar 3000 N  pada  model.  Titik  kritis maximum  stress pada  gambar  dipengaruhi  luas  penampang  sel honeycomb .  Sudut  sel  menjadi  titik  kritis maximum  stress karena  pada  titik  tersebut tegangan  tidak  terdistribusi  secara  maksimal karena luas penampang yang kecil. stress pada titik  kritis  sel honeycomb dapat  diminimalisir dengan  pemberian  radius fillet pada  sudut  sel honeycomb .  semakin  besar  radius fillet pada sudut  sel honeycomb maka  nilai stress akan semakin  berkurang, stress akan  terdistribusi lebih  maksimal  karena  dipengaruhi  luas penampang yang lebih besar pada sudut sel.

## Strain
Nilai  maksimum strain pada  keempat model  yang  diuji  adalah  0.144  untuk  model  1 honeycomb ,  0.150  untuk  model  2 honeycomb , 0.111  untuk  model  3 honeycomb ,  dan  0.085 untuk model 4 honeycomb . Honeycomb model 2 menunjukan nilai strain tertinggi dibandingkan dengan ke tiga model honeycomb lainnya  yang  direncanakan  dalam penelitian  ini.  Ini  berbanding  lurus  dengan nilai  tegangan  tertinggi  yang  ditunjukan  oleh model honeycomb 2. Strain untuk  model  ruji airless  tire pada  penelitian  Aboul-Yazid,  A.M et  al  (2015)  menunjukan  bahwa maximum strain uni-axial  adalah  300%  dan  bi-axial adalah 250%.
Gambar 17. Strain Honeycomb Model 1
Gambar 18. Strain Honeycomb Model 2
Gambar 19. Strain Honeycomb Model 3
Gambar 20. Strain Honeycomb Model 4

## Displacement
Hasil  simulasi static  analysis dari  4 model  yang  diuji  menunjukan  nilai maximum displacement yang  bervariasi.  Hasil  pengujian
Sandya Gilang Samudra, Mohamad Yamin: Perancangan dan Analisis Statis Ban Tanpa Udara (Airless Tire) untuk Ukuran 165/60 R12
Jurnal Teknologi 13 (1) pp 43- 54 © 2021
menunjukan  bahwa  semakin  kecil  sudut  sel honeycomb maka semakin kecil nilai displacement yang  terjadi  dan  begitu  pula sebaliknya. Displacement untuk  model  1 adalah  sebesar  14.527  mm,  Model  2  adalah sebesar  10.146  mm,  Model  3  adalah  sebesar 7.622  mm  dan  Model  4  adalah  sebesar  6.254. Dalam  penelitian  ini, honeycomb model  4 merupakan  model honeycomb dengan  nilai displacement terkecil.  Perbandingan  nilai displacement disajikan pada Gambar 21.
Dalam  penelitian  Aboul-Yazid,  A.M.  et al  (2015),  model  ruji spoke  pairs menunjukan
displacement terkecil,  namun honeycomb model  4  yang  direncanakan  dalam  penelitian ini  menunjukan  hasil  yang  lebih  baik dibandingkan  dengan  model  ruji spoke  pairs yang  telah  diteliti  oleh  A.M  Abdoul  Yazid,  et al  (2015). Keempat  model honeycomb yang direncanakan  dapat  kembali  pada  bentuk semula jika beban dihilangkan, ini karena nilai maximum  stress model honeycomb berada dibawah nilai yiled strength polyurethane S y = 67,000,000 N/m 2 .
29.7 26.93 7.45 14.527 10.146 7.622 0 5 10 15 20 25 30 35 New curved spoke Honeycomb (case Spoke pairs (case 2) Model 1 Model 2
Model 3

## Perbandingan Max Displacement honeycomb (mm)
Gambar 21. Perbandingan Maximum Displacement Honeycomb
Gambar 22. Displacement Honeycomb 1
Gambar 23. Displacement Honeycomb 2
Gambar 24. Displacement Honeycomb 3
Representasi warna pada gambar menunjukkan  deformasi  ban  saat  beban diterapkan.  Untuk  menurunkan displacement model honeycomb ,  dapat  dilakukan  dengan memperkecil sudut sel, θ . Solusi lainnya dapat dilakukan  dengan  memperbesar  ketebalan dinding  sel  dan  menentukan  material  yang tepat.  Perubahan  ketebalan  dinding  sel  dapat memperbesar  volume  sel  dan  mempengaruhi berat tire ,  dalam  hal  ini  perubahan  ketebalan dinding sel perlu peninjauan kembali. Defleksi tanpa reinforcement pada  hasil  simulasi menunjukan  hasil  perbaikan  yang  positif, reinforcement memungkinkan untuk dihilangkan dengan tujuan penghematan material dan mengurangi massa tire .

## Safety Factor
Keempat model honeycomb pada penelitian  ini  direncanakan  menggunakan material  yang  sama  ( Polyurethane )  dengan Tensile  Strength adalah  67,000,000  N/m 2 . Safety  Factor yang diijinkan  ( static  load ) ditentukan X w =  1.63  dengan  pertimbangan, yaitu  untuk  bahan  yang  sudah  diketahui, kondisi  beban,  tegangan  dan  lingkungan  yang tidak  pasti  seperti  pada  kondisi actual saat ariless  tire bekerja  dijalan. Failure  normal stress  (σ fail ) berdasarkan  nilai Tensile  strength adalah σ fail = 67,000,000  N/m 2 dan allowable normal  stress ( σ allow ) merujuk  berdasarkan maximum von mises stress dari masing-masing model honeycomb .  Hasil  simulasi  untuk minimum von  mises  stress dianggap  sangat
rendah  dan  aman,  maka  untuk  mencari safety factor karena beban yang dikenakan, maximum von mises stress digunakan dalam perhitungan. Perhitungan  dan  perbandingan safety  factor di sajikan dalam Tabel 5 dan Gambar 26.
Safety factor berdasarkan hasil perhitungan  dan  simulasi  pada  penelitian  ini bervariasi,  menandakan  bahwa  model  dengan perbedaan  geometri  sel honeycomb s  dapat mempengaruhi  nilai  kemanan  yang  diijinkan. Nilai safety  factor pada  keempat  model  yang diuji  adalah  16.41  untuk  model  1 honeycomb , 12.976  untuk  model  2 honeycomb ,  13.119 untuk  model  3 honeycomb ,  dan  15.21  untuk model 4 honeycomb . Keempat model
honeycomb yang direncanakan dalam penelitian ini memiliki safety factor yang jauh lebih  tinggi  jika  dibandingkan  dengan safety factor model honeycomb Aboul-Yazid, A.M. et al  (2015)  yang  menandakan  tujuan  perbaikan design airless tire pada penelitian ini tercapai. Safety factor tertinggi ditunjukan oleh model 1. Pada  Gambar  26,  yaitu  perbandingan safety factor model airless  tire menunjukan  bahwa nilai safety  factor keempat  model  yang direncanakan  dalam  penelitian  ini  berada diatas  nilai safety  factor yang  diijinkan  ( static load ), yaitu sebesar X w = 1.63, sehingga model honeycomb yang direncanakan dapat diterima/aman,  sedangkan safety  factor model ruji-ruji Aboul-Yazid, A.M. et al (2015) berada dibawah safety  factor yang  diijinkan  (tidak dapat diterima/tidak aman).
T abel 5. Safety Factor Model Airless tire Perhitungan FOS = σ fail / σ allow Safety Factor New Curved Spoke case 2 Abdoul Yazid, et al (2015) 67,000,000 : 496,000,000 0.135 Honeycomb case 2 Abdoul Yazid, et al (2015) 67,000,000 : 463,000,000 0.145 Spoke pairs case 2 Abdoul Yazid, et al (2015) 67,000,000 : 396,000,000 0.17 Honeycomb Model 1 67,000,000 : 4,082,944.250 16.41 Honeycomb Model 2 67,000,000 : 5,163,333 12.976 Honeycomb Model 3 67,000,000 : 5,107,038.5 13.119
Sandya Gilang Samudra, Mohamad Yamin: Perancangan dan Analisis Statis Ban Tanpa Udara (Airless Tire) untuk Ukuran 165/60 R12
Jurnal Teknologi 13 (1) pp 43- 54 © 2021
Honeycomb Model 4 67,000,000 : 4,404,807,5 15.21
0.135 0.145
0.17
16.41 12.976 13.119 15.21 0 5 10 15 20 New curved spoke (case 2) Honeycomb (case 2) Spoke pairs (case 2) Model 1 Model 2 Model 3 Model 4

## Perbandingan Safety Factor  honeycomb
Gambar 26. Perbandingan Safety Factor Honeycomb

## KESIMPULAN
Dari keempat model yang direncanakan, dengan size yang  sama,  yaitu  165/60  R12 menunjukan  tujuan  perbaikan  yang  tercapai, yaitu  hasil  penelitian  menunjukan  bahwa model honeycomb yang  direncanakan  dalam penelitian  ini  lebih  baik  dibandingkan  dengan model airless  tire yang  telah  diteliti  oleh Aboul-Yazid,  A.M.  et  al  (2015)  untuk  semua parameter yang dibandingkan, yaitu Von Mises Stress , Displacement dan Safety  Factor . Adapun temuan utama adalah dalam penelitian ini sebagai berikut:
1. Geometry honeycomb ,  besar  sudut  sel, θ , dan Panjang sel miring, l , merupakan faktor kunci  penurunan  gaya  reaksi,  perpindahan (vertikal)  dari  model honeycomb yang direncanakan.
2. Dari  ke  empat  model  yang  diamati menunjukan  bahwa  sudut  sel, θ ,  yang semakin  besar  menghasilkan displacement yang semakin besar, begitu pula sebaliknya.
3. Physical  properties dari  material  yang digunakan atau
ditentukan dalam perencanaan  produk  menjadi  faktor  kunci perbaikan produk, khususnya untuk perbaikan  nilai von  mises  stress , strain , displacement dan safety factor . 4. Honeycomb model 4 menunjukan maximum displacement terkecil  dengan nilai  6.254  mm,  dan  model  1  menunjukan safety factor terbesar  dengan  nilai  16.41 dengan maximum von mises stress terendah yaitu 4,082,944.250 N/m 2

## DAFTAR PUSTAKA
Aboul-Yazid, A.M., Emam, M.A.A., Shaaban, S.  &  El-Nashar,  M.A.  2015. Effect  of Spokes  Structures  On  Characteristics Performance  of  Non-Pneumatic  Tires . IJAME, Vol. 11, ISSN: 2229-8649 Anuj,  S  &  Rahul,  D.  2013. Static  Analysis  on Custom  Polyurethane  Spokes  of  Airless Tire .  International  Journal  of  Scientific and Research Publications, Vol. 3, ISSN
: 2250-3153
Chih-Hsing,  C.,  Mu-Chi,  S.,  Vincent,  C.S.L, 2005 . Computer aided parametric design  for  3D  tire  mold  production . Computers in Industry, 57 : 11–25 Dong, W.L, Jong, K.K, Sung, R.K & Kwon- Hee,  L.  2011. Shape  design  of  a  tire contour  based  on  approximation  model . Journal  of  Mechanical  Science  and Technology, 25 : 149 -155
European Tyre and Rim
Technical Organization, 2019, Engineering Design Information , Ch. HERALY, Belgium.
Jaehyung,  J.,  Doo-Man,  K.,  &  Kwangwon,  K.
2012. Flexible  selular  solid  spokes  of  a non-pneumatic tire . Elsevier. Composite Structures (94) :   2285–2295
Jerzy,  J.,  Marcin,  W.  &  Marcin,  Ż. 2018. Energy Consumption Estimation of Non- Pneumatic  Tire  and  Pneumatic  During Rolling .  Journal  of  KONES  Powertrain and Transport, Vol. 1, No. 1 Karthick,  S.,  Surendhar,  R.  &  Ravin,  R.V. 2017. International Journal for
S F = 1.63
Scientific  Research  &  Development , Vol. 5, ISSN: 2321-0613 Libin,  R.,  Shobith,  N.,  Ayyanar,  C.,  Akash, V.S.,  &  Subhash,  R. 2019. Design  and Comparative Analysis of Non-Pneumatic Tires  for  a  Tractor. IJITEE,  Vol.  8, ISSN: 2278-3075 Manibaalan,  C.,  Balamurugan,  S.,  Keshore.  & Joshi,  C.H.  2013. Static  Analysis  of Airless  Tyres ,  International  Journal  of Scientific  and  Research  Publications. Vol. 3, ISSN 2250-3153 Marcin,  Ż.,  Jerzy,  J  &  Zdzisław,  H.  2019,
Numerical  research  of  selected  features of  the  non-pneumatic  tire. AIP  Conf.
Proc. 2078, 020027-1–020027-8
Nibin, J.M., Dillip, K.S. & Mithun, C.E.  2017.
Design  and  Static  Analysis  of  Airless
Tyre To Reduce Deformation . IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 197. 012042
Periasamy, K. & Vijayan, S. 2014. Design And Development  of  Air-Less  Car  Tire . IJAET, Vol. 7, ISSN: 22311963 Prajwal, C. & Seetharama, K.S. 2017. Analysis of  Airless  Tyre  for  Static  Forces . International Journal of Advance Mechanical and Mechanics Engineering,
Vol. 1 Pranav,  A.R.,  Kumar,  R.C.  &  Ganesh  M.B.
2018. Non  Pneumatic  Tyre .  IJSRT, ISSN: 2277-9655 Rutik,  A.B.,  Salim,  M.K.,  Maruf,  R.A.,  Patil,
N.U.  &  Deotale,  P.L.  2018. Non- Pneumatic  Tyres  (NPT) . IJAERD,  Vol.
5, ISSN: 2348-4470 Sekhar, G.C., Anjaneyulu, B., Kiran, K.R.K. & Nagamalleswara,  R.G. 2016. Design and  Analysis  of  Four  Wheeler  Airless Tire . IJESC, Vol. 6, No. 11 Vijay,  K.  M.,  &  Mani  Kumar,  Ch.  2017.
Design  &  Structural  Analysis  of Oppressive  Tweel  Tyre. IJARBEST, Vol. 3, ISSN : 2456-5717 Vinoth, R., Ajith, B., Ajith, K.R., Ajithkumar, T.  &  Karthick,  A.N. Design  and analysis  of  airless  tire  for  two  wheelers using additive manufacturing technology . IJIAREC,
Vol. 6,
ISSN:2348-2079 Yude,  D.,  Fang,  S.,  Genji,  S.,  Yanchao,  L.  & Fangliang,  Z.  2018. A  feature-based method for tire pattern reverse
modeling . Elsevier. Advances in Engineering Software (124) : 73–89 Maciej,  S.,  Ireneusz,  M.,  dan  Krzysztof,  T. 2016, Method of determination of safety factor  on  exampleof  selected  structure . Elsevier.  Procedia  Engineering  (136)  : 50 – 55