© 2019 Pres Univ Press Publication, Indonesia

## FINITE ELEMENT ANALYSIS WITH STATIC AND DYNAMIC CONDITIONS OF SPARE WHEEL CARRIER FOR OH 1526 FABRICATED BY SAPH 440 HOT ROLLED STEEL
Norbertus Krisna Aditya Utomo 1,a , Lydia Anggraini 2,b
1 Program Studi Teknik Mesin, President University , Jawa Barat, Indonesia
a norbertus_krisna@yahoo.co.id , b lydia.anggra@president.ac.id

## Abstrak.
Spare Wheel Carrier adalah komponen yang harus ada di kendaraan tugas berat. Fungsi dari bagian ini adalah untuk  menyimpan roda tambahan untuk menangani  tusukan  yang mungkin terjadi pada ban.  Bagian  ini  biasanya  diletakkan  di  tengah  kendaraan  untuk  menjaga  posisi  pusat  gravitasi kendaraan. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis kekuatan SAPH 440 sebagai bahan pembuatan  Spare  Wheel  Carrier  dari  satu  perusahaan  otomotif.  Carrier  Roda  Spare  akan menanggung  beban  ban  pengganti  untuk  seluruh  beban  sikliknya.  Beban  itu  sendiri  akan menghasilkan  tegangan  dan  regangan  pada  bagian  tersebut,  terutama  pada  sambungan  las.  Oleh karena itu, analisis harus dilakukan untuk memberikan perusahaan otomotif hasil untuk menentukan perbaikan  yang  harus  dilakukan.  Metode  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  menggunakan perangkat  lunak  CATIA  untuk  membuat  model bagian  tiga  dimensi.  Kemudian,  kami  mengimpor model  ke  perangkat  lunak  ANSYS  untuk  menganalisis  tegangan  setara,  regangan  elastis  setara, deformasi  arah,  dan  beban  siklik  untuk  beban  tetap,  beban  hidup,  dan  beban  kejut.  Perhitungan menunjukkan bahwa bagian tersebut dapat menahan gaya dari beban tetap, dengan perkiraan beban siklik  70.723  siklus.  Tetapi  untuk  beban  hidup,  tegangan  dan  regangan  akan  terjadi  di  sekitar kekuatan luluh dan kekuatan limbang offset dan perkiraan beban siklik menurun secara signifikan menjadi  6.358,6 siklus. Lebih  lanjut,  hasil beban kejut menyatakan bahwa tegangan dan  regangan melebihi  kekuatan  luluh  dan  mengurangi  perkiraan  beban  siklik  menjadi  1.843,9  siklus. Kesimpulannya,  bahan  ini  terbukti  aman  untuk  digunakan  sebagai  bahan  pembuatan  Roda Pengangkut.
Kata kunci . pembawa roda cadangan, SAPH 440, tegangan, regangan, deformasi, beban siklik

## Abstract.
Spare Wheel Carrier is a component that must exists in a heavy duty vehicle. The function of this part is to store additional wheel in order to deal with punctures that might happen to the tire. This part  is  usually  placed  in  the  middle  of  the  vehicle  in  order  to  maintain  the  position  of  center  of gravity of the vehicle. The purpose of this research is to analyze the strength of SAPH 440 as the manufacturing  material  of  the  Spare  Wheel  Carrier  from  one  automotive  company.  The  Spare Wheel Carrier will endure a load of a replacement tire for its entire cyclic load. The load itself will generate stresses and strains in the part, especially in the welding joint. Therefore, the analysis is to be done to provide the automotive company with the result to determine improvement that should be made.  The  method  that  is  used  in  this  research  is  using  CATIA  software  to  create  the  three dimensional  model  of  the  part.  Later,  we  import  the  model  to  ANSYS  software  to  analyze  the equivalent stress, equivalent elastic strain, directional deformation, and cyclic load for steady load, live  load,  and  shock  load.  The  calculation  shows  that  the  part  can  endure  the  force  from  steady load, with the estimated cyclic load of 70,723 cycles. But for live load, the stress and strain will be happening  around  the  yield  strength  and  offset  yield  strength  and  the  estimated  cyclic  load declining  significantly  to  6,358.6  cycles.  Furthermore,  the  shock  load  result  stated  that  the  stress and  the  strain  are  exceeding  the  yield  strength  and  reduces  the  estimated  cyclic  load  to  1,843.9 cycles.  In  conclusion,  the  material  is  proven  to  be  safe  for  usage  as  the  Spare  Wheel  Carrier manufacturing material.
Keywords. spare wheel carrier, SAPH 440, stress, strain, deformation, cyclic load

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2019

## I. PENDAHULUAN
Salah  satu  perusahaan  otomotif  yang  beroperasi  di  Indonesia  memproduksi  berbagai kendaraan  tingkat  mewah  yang  merupakan  merek  terkenal  bagi  banyak  orang  Indonesia. Perusahaan memproduksi mobil penumpang, bus, dan truk, untuk memasok kebutuhan permintaan Indonesia.  Tidak  hanya  dijual  di  negara  ini,  beberapa  produk  juga  diekspor  ke  negara  tetangga. Tingkat  prestise  harus  dipertahankan  oleh  semua  aspek  karena  memajukan  standar,  termasuk kualitas setiap bagian yang digunakan untuk setiap produk.
Perusahaan  cabang  Indonesia  mengimpor  hampir  semua  bagian  dari  mitra  perusahaan  cabang internasional,  yaitu dari  Brasil,  India, dan Spanyol,  dan merakit kendaraan di  pabrik lokal. Pabrik lokal  ini  dibagi  menjadi  dua  sub-pabrik,  satu  untuk  merakit  mobil  penumpang  dan  yang  lainnya merakit  enam  jenis  kendaraan  komersial,  termasuk  bus  dan  truk.  Di  antara  jenis-jenis  kendaraan komersial rakitan, ada satu jenis bus yang mendapat bagian tambahan yang dilokalkan untuk pasar Indonesia saja.
Spare Wheel Carrier adalah bagian yang dibuat khusus untuk satu jenis bus yang diproduksi di  Indonesia.  Karena  berbagai  kondisi  jalan  di  Indonesia,  kebutuhan  roda  cadangan  meningkat untuk  mencegah  keterlambatan  jadwal  agen  perjalanan  karena  kelangkaan  bengkel  tugas  berat. Roda  terasa  rusak  setelah  beberapa  perjalanan  dan  perlu  penggantian  waktu  singkat  yang  siap dipasang.  Roda  cadangan  ini  perlu  dipasang  agar  mudah  diakses  untuk  dieksekusi.  Dengan demikian, perusahaan memutuskan untuk memenuhi permintaan pasar.
Selain  itu,  karena  bagian  pengangkut  ini  dibuat  hanya  untuk  pasar  Indonesia,  perusahaan otomotif  menyatakan  bahwa  bagian  ini  tidak  memiliki  standar  yang  disediakan  oleh  kantor  pusat utama  perusahaan.  Pasar  di  negara  lain  tidak  memiliki  bagian  tambahan  yang  terpasang.  Markas utama memungkinkan modifikasi desain untuk mempertahankan tujuan pasar tahunan. Oleh karena itu, penelitian ini adalah salah satu dari banyak upaya untuk memberikan standar bagi perusahaan. Dalam  penelitian  ini,  pembawa  roda  cadangan  akan  dianalisis  untuk  memperoleh  spesifikasi minimum  yang diperlukan dalam mencegah berbagai kemungkinan masalah yang mungkin timbul di masa depan. Keamanan dan daya tahan akan menjadi perhatian utama dalam seluruh penelitian. Menggunakan  data  mentah  yang  diambil  dari  perusahaan  otomotif,  penulis  akan  menunjukkan kekurangan desain yang ada dan memberikan perbaikan jika diperlukan terlebih dahulu.

## II. METODOLOGI PENELITIAN

## 2.1 Spare Wheel Carrier Data
Penulis  mengumpulkan  data  yang  diperlukan  di  perusahaan  otomotif  untuk  melakukan analisis  Pengangkut  Roda  Cadangan.  Pembawa  dikencangkan  ke  bingkai  menggunakan  mur  dan baut dengan momen 58 ± 45 Nm. Bahan yang digunakan dalam pembuatan pembawa adalah SAPH 440 dengan ketebalan 3 mm.

## Dimensions
Untuk mengatur penelitian, penulis disediakan dengan gambar Pengangkut Roda Cadangan oleh  perusahaan.  Gambar  ini  juga  disertakan  dengan  dimensi  untuk  memudahkan  penulis  dalam merancang model di Catia V5R21.
Pada  gambar  teknik  hasil  perbandingan  dengan  bagian  aktual  di  jalur  produksi.  Ternyata dimensinya  persis  sama.  Ini  berarti  bahwa  kita  dapat  menggunakan  data  ini  dalam  penelitian  kita dan  mendapatkan  hasil  akhir  seperti  yang  diinginkan.  Selain  menggambar Spare  Wheel  Carrier , perusahaan  otomotif  juga  menyediakan  gambar  Hanger  Rod.  Hanger  Rod  adalah  batang  lurus tempat tali pengikat diikat seperti ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 1. Spare Wheel Carrier
Gambar 2. Hanger Rod
Dalam  penelitian  ini, Hanger  Rod dianggap  sebagai cantilever karena  bagian  ini  tidak langsung dilas ke Carrier Roda Cadangan. Oleh karena itu, kita dapat langsung memperoleh hasil yang ditentukan di bagian utama saja.

## Material of Spare Wheel Carrier
Bahan  yang  digunakan  untuk  pembuatan  Spare  Wheel  Carrier  adalah  SAPH  440  dengan ketebalan 3 mm. SAPH 440 steel adalah baja Hot Rolled struktural dalam bentuk pelat, lembaran, dan  strip  untuk  aplikasi  struktural  mobil.  SAPH  440  adalah  kelas  bahan  dengan  komposisi  kimia fosfor  maksimum  0,040  persen  dan  sulfur  0,040  persen  maksimum,  dan  penunjukannya didefinisikan dalam standar JIS G 3113. JIS G 3113 sendiri merupakan standar bahan Jepang untuk baja Hot Rolled. Berdasarkan JIS G 3113, sifat mekanik SAPH 440 adalah sebagai berikut:
Material : SAPH 440 Density : 7800 kg/m 3 Young’s Modulus : 201 GPa Poisson’s Ratio : 0,306 Ultimate Tensile Strength   : 440 MPa Yield Strength : 305 MPa Elongation to break : 32 %

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2019
Kualitas  struktural  baja  SAPH  440  lebih  andal  dalam  kekuatan  tariknya  dibandingkan dengan  baja  SAPH  400.  Itu  dapat  digunakan  dalam  aplikasi  mobil  di  mana  kekuatan  lebih dibutuhkan dan bahan tidak gagal di bawah pemuatan melebihi.

## Given Loads
Pembawa  akan  dimuat  dengan  satu  roda  pengganti,  dikencangkan  ke  pembawa menggunakan tali. Roda dikencangkan menggunakan tali untuk memudahkan akses selama proses penggantian. Pelek roda adalah tepi luar roda yang menahan ban. Itu membuat desain lingkaran luar roda di mana tepi bagian dalam dari ban sudah terpasang pada kendaraan seperti mobil. Velg yang digunakan perusahaan otomotif ini berbobot 37 kilogram, sedangkan ban yang digunakan berbobot 58  kilogram.  Dengan  demikian,  beban  yang  diberikan  untuk  penelitian  ini  menggunakan  kondisi aktual di lapangan, di mana pembawa dimuat dengan satu ban pengganti yang digembungkan.
Mass of Rim : 37 kg ± 0.02% Mass of Tire : 58 kg ± 0.05% Total mass (deflated) : 95 kg Total mass (inflated) : 102 kg ≈ 1000 N

## III. HASIL, PEMBAHASAN DAN ANALISA
Dalam  perangkat  lunak  ANSYS,  kita  dapat  mengimpor  file  .stp  langsung  ke  meja  kerja tanpa  penyesuaian  desain  lebih  lanjut.  Ini  memudahkan  penulis  untuk  menghemat  waktu  untuk analisis.

## Gambar 3. Spare Wheel Carrier Model
Proyek  akan  membuka  kotak  dialog  baru  di  mana  kita  perlu  memasukkan  data  teknik sebelum  kita  melanjutkan  dengan  langkah  berikutnya.  Data  teknik  ini  berisi  jenis  bahan  dan propertinya.  Dalam  ANSYS,  SAPH  440  dianggap  sebagai  Baja  Struktural.  Oleh  karena  itu,  kami memilih Baja Struktural dan kemudian kami menyesuaikan properti agar sesuai dengan sifat SAPH 440.
Perhatikan  bahwa  nilai-nilai  sudah  disesuaikan  dengan  sifat  yang  sama  persis  dari  SAPH 440.  Untuk  Elastisitas  Isotropik,  kita  dapat  memilih  untuk  mendapatkan  nilai  dari  data  yang diketahui,  yang  dalam  analisis  ini Young  Modulus dan Poission's  Ratio .  Di  kotak  dialog  ini,  kita juga  perlu  memastikan  bahwa  unit  sudah  benar.  Setelah  itu,  kami  mengimpor  model  rakitan  (file .stp)  ke  kotak  dialog  geometri.  ANSYS  akan  secara  otomatis  menentukan  geometri  bagian  yang dianalisis, termasuk kotak pembatas dan properti.
Tabel 1. Geometry properties
Object Name   Geometry State Fully Defined Definition Source D:\Catia\Thesis\Carrier.stp Type Step Length Unit Meters Bounding Box Length X 0.866 m Length Y 0.26 m Length Z 0.185 m Properties Volume 1.184e-003 m³ Mass 9.2349 kg
Langkah  selanjutnya  adalah  menentukan  koneksi  antar  bagian.  Meskipun  ada  dua  bagian  dalam analisis ini, hanger rod tidak akan dimasukkan dalam model karena dianggap sebagai penopang.

## Meshing Study
Setelah  model  selesai,  langkah  selanjutnya  adalah  menentukan  mesh  yang  akan  digunakan dalam proses selanjutnya. Untuk menganalisis model, kita perlu menerapkan mesh untuk mencapai kondisi  aktual  di  Carrier  Roda  Cadangan.  Mesh  digunakan  untuk  mendapatkan  kedekatan  dengan kondisi  yang  terjadi  pada  struktur,  dalam  hal  ini  adalah  Spare  Wheel  Carrier.  Ukuran  mesh  yang lebih  halus  akan  menghasilkan  properti  yang  lebih  detail  dan  karenanya  akan  menunjukkan  hasil yang lebih akurat.
Masalah yang mungkin terjadi dalam menghasilkan mesh berasal dari keterbatasan alat yang digunakan  oleh  penulis.  Selain  itu,  ketika  ukuran  mesh  terlalu  kecil,  perangkat  lunak  akan membutuhkan lebih banyak waktu untuk melakukan perhitungan. Karena itu, sangat penting untuk melakukan optimasi mesh untuk digunakan jika mesh dan waktu yang dibutuhkan.
Tabel 2. Von-Mises Result of Meshing Study
Mesh Size (m) Von-Mises (n x 10 8 ) Nodes 1   Nodes 2   Nodes 3 0.015 1.318 1.379 1.290 0.014 2.786 2.914 2.725 0.013 3.447 3.605 3.372 0.012 3.766 3.938 3.684 0.011 3.871 4.048 3.787 0.010 3.888 4.066 3.803 0.009 3.901 4.079 3.816 0.008 3.911 4.090 3.826 0.007 3.920 4.099 3.834 0.006 3.926 4.106 3.840 0.005 3.931 4.111 3.845

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2019
Tabel di atas menunjukkan hasil studi meshing untuk model Spare Wheel Carrier. Stres Von-Mises yang terjadi adalah hasil dari perhitungan gaya yang diterapkan. Kami menempatkan beban 1000,31 N ke node berdasarkan beban aktual yang akan diberikan kepada Pengangkut Roda Spare. Setelah kami  mendapatkan  hasilnya,  sekarang  kami  menempatkan  data  ke  grafik  untuk  memiliki perbandingan.

## Gambar 4. Grafik hasil meshing study
Dari grafik di atas, kita mulai dari ukuran mesh yang lebih besar hingga yang terkecil. Seperti yang ditunjukkan dalam grafik, garis node 1 mulai meluruskan jika ukuran mesh diatur ke 0,010 m. Hal yang  sama  juga  terjadi  pada  node  2  dan  node  3.  Deviasi  berkurang  secara  signifikan  pada  akhir grafik. Ini berarti bahwa ukuran mesh lebih halus dari 0,010 m akan memberikan hasil yang tidak akurat untuk seluruh analisis. Dengan grafik ini kita dapat memutuskan bahwa ukuran jala terkecil yang  memberi  kita  data  yang  akurat  adalah  0,010  m.  Oleh  karena  itu,  penulis  memutuskan  untuk menggunakan ukuran meshing ini untuk seluruh analisis.

## Gambar 5. Mesh visualization
Jenis  mesh  yang  digunakan  adalah  tetra  parabola  10.  Tetra  parabola  meningkatkan  derajat keseluruhan  kebebasan  di  dekat  area  kritis  dibandingkan  dengan  tetra  linier.  Ukuran  mesh  ini terbukti  menjadi  ukuran  yang  paling  tepat  sesuai  dengan  tekanan  Von-Mises.  Untuk  bagian  yang dianalisis  ini,  mesh  menghasilkan  27627  node  dan  13452  elemen.  Angka  ini  memengaruhi keakuratan  hasil  akhir  dengan  kondisi  lapangan  aktual,  di  mana  bagian  tersebut  dipengaruhi  oleh berbagai jenis muatan.

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2019

## Von-Mises Analysis
Dalam  menentukan  titik  kelelahan  yang  mungkin  terjadi,  kita  perlu  menghitung  tegangan  dan regangan  teknik  yang  diterapkan  pada  bagian  tersebut.  Dengan  ANSYS,  kita  bisa  mendapatkan hasil yang bergeser untuk variabel  yang berbeda, dalam hal ini gaya  yang dimuat. Tetapi sebelum kita memasukkan gaya, kita perlu memilih dukungan tetap pada Carrier Roda Cadangan.
Gambar 6. Fixed supports pada Spare Wheel Carrier
Untuk  analisis  pada Spare  Wheel  Carrier ,  pendukung  tetap  yang  kami  pilih  adalah  wilayah  di bawahnya,  di  mana  ada  kontak  dari  Carrier  Roda  Spare  ke  rangka  utama  kendaraan  dan dikencangkan  dengan  baut.  Setelah  kami  menentukan  dukungan  tetap,  kami  melanjutkan  untuk menentukan di mana gaya akan diterapkan.

## Gambar 7. Force positioning pada Hanger Rod
Penulis memutuskan untuk menempatkan pasukan di Hanger Rod. Ini karena kebutuhan distribusi gaya  yang  sama.  Jika  kita  menempatkan  gaya  di  Carrier  Roda  Spare  sebagai  gantinya,  distribusi tidak akan sama dan output analisis tidak akan mencerminkan kondisi aktual di lapangan.

## Cyclic Load Analysis
Langkah  selanjutnya  dalam  penelitian  ini  adalah  menentukan  beban  siklik  dari  Carrier  Roda.  Ini adalah langkah paling penting karena kehidupan setiap bagian berkontribusi besar dalam keuangan suku cadang. Penulis memilih tipe Fully Reversed karena amplitudo konstan selama analisis.

## Gambar 8. Fully reversed amplitude load visualization
Penulis  memutuskan  untuk  memilih  Fully  Reversed  untuk  amplitudo  karena  dibandingkan dengan  jenis  amplitudo  lainnya,  hanya  amplitudo  ini  yang  memberikan  kondisi  seimbang  pada bilangan positif dan negatif.
Setelah semua data dihitung, kami menemukan bahwa dalam kondisi asli, pembawa terbukti mampu  menanggung  beban.  Beban  melewati  analisis  kekuatan.  Beban  kondisi  asli  hanya dimaksudkan  untuk  kendaraan  yang  diparkir,  sehingga  tidak  harus  diterapkan  pada  kondisi didorong.
Berbeda  dengan  kondisi  asli,  kondisi  bervariasi  lebih  cocok  untuk  dibahas  karena  kondisi kedua  beban  disesuaikan  untuk  bertahan  dalam  keadaan  aktual.  Namun  demikian,  kami  akan melanjutkan  analisis  kami  untuk  diskusi  untuk  masing-masing  hasil  dibandingkan  satu  sama  lain dan mengamati perbedaan antara hasil.

## Von-Mises Analysis
Bagian  pertama  dari  diskusi  adalah  tentang  efek  stres  Von-Mises  pada  Carrier  Roda Cadangan. Dari analisis ini kita dapat melihat aspek-aspek yang dipengaruhi oleh berbagai kekuatan terapan.

## Equivalent Stress Comparison
Dari  analisis  tegangan  yang  setara,  kami  dapat  mengumpulkan  hasilnya  dan  mengaturnya sesuai dengan jenis beban. Kami juga menempatkan kekuatan luluh dan kekuatan tarik SAPH 440 ke atas meja. Setelah itu kita bisa membuat kesimpulan untuk setiap hasil.
Tabel 3. Perbandingan Equivalent Stress Load Type Safety Factor Maximum Stress Result (Pa) Yield Strength (Pa) Tensile Strength (Pa) Conclusion Steady 4 1.52 x 10 8 3.05 x 10 8 4.40 x 10 8 Safe Live 8 3.03 x 10 8 Safe Shock 12 4.55 x 10 8 Exceeding Tensile Strength
Dari  grafik  perbandingan  di  atas,  kita  dapat  menyimpulkan  bahwa  untuk  tegangan  yang setara,  tren  tegangan  cenderung  meningkat  sesuai  dengan  beban  yang  diterapkan.  Kondisi  aslinya memberikan tekanan yang cukup kecil dibandingkan dengan kondisi yang bervariasi. Beban hidup hampir melebihi kekuatan luluh, sementara beban kejut sudah melampaui kekuatan tarik. Perhatian
kami  adalah  beban  hidup  dan  beban  kejut  di  mana  keduanya  lebih  menonjol  dan  rentan  terhadap kerusakan.

## Equivalent Elastic Strain Comparison
Seperti halnya tegangan ekivalen, kita dapat menyusun hasil analisis untuk regangan elastis ekivalen.  Untuk  regangan  elastis,  kami  menempatkan  offset  maksimum  kekuatan  luluh  ke  atas meja,  yaitu 0,002 m  /  m. Kemudian lagi,  kita bisa membuat  kesimpulan  untuk  setiap jenis beban. Dan  setelah  itu,  kami  menempatkan  tabel  ke  dalam  grafik  dan  melakukan  analisis  untuk menentukan hasilnya dan membandingkannya dengan kekuatan hasil offset maksimum.
Tabel 4. Perbandingan Equivalent Elastic Strain Type of Load Factor of Safety Maximum Elastic Strain Result (m/m) Maximum Offset (m/m) Conclusion Steady 4 0.0008 0.002 Still in Elastic Region Live 8 0.0016 Almost exceeding Elastic Region Shock 12 0.00245 Surpassing Elastic Region
Gambar  di  atas  menunjukkan  kepada  kita  hasil  dari  regangan  elastis  setara  untuk  berbagai jenis beban. Kali ini garis tren masih naik dari kondisi semula ke kondisi bervariasi. Menurut grafik, dari empat jenis beban, hanya beban kejut yang telah melampaui kekuatan hasil offset maksimum. Hasil  ini  berarti  bahwa  beban  tetap,  dan  beban  hidup,  masih  berada  di  daerah  elastis,  sementara hasil beban kejut sudah ada di daerah plastik. Oleh karena itu, deformasi  yang terjadi pada model beban kejut yang diberikan tidak akan dapat dikembalikan.

## Directional Deformation Comparison
Analisis  terakhir  untuk  tegangan  Von-Mises  adalah  deformasi  terarah,  di  mana  hasilnya menunjukkan pergeseran titik dibandingkan dengan posisi aslinya. Deformasi ini sangat tergantung pada  hasil  regangan  elastis.  Kita  bisa  meletakkan  hasilnya  di  atas  meja  dan  melanjutkan  untuk membandingkannya.
Tabel 5. Perbandingan Directional Deformation Type of Load Factor of Safety Maximum Directional Deformation (m) Conclusion in relation with Equivalent Elastic Strain result Steady 4 4.70 x 10 -4 Deformation will be reverted Live 8 9.40 x 10 -4 Deformation will be reverted Shock 12 1.41 x 10 -3 Deformation will not be reverted
Dalam  hubungannya  dengan  perilaku  regangan  elastis,  hasilnya  menunjukkan  kepada  kita bahwa  tren  juga  meningkat  dari  beban  tetap  ke  beban  kejut.  Gaya  yang  diterapkan  sangat  efektif dalam  memindahkan  material,  terutama  dengan  model  yang  memberikan  gaya  yang  bervariasi. Untuk menyimpulkan, satu-satunya model yang tidak dapat kembali ke bentuk semula adalah beban kejut, sementara model beban hidup akan kembali meskipun deformasi cukup besar.

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2019

## Cyclic load Analysis
Bagian  kedua  dari  diskusi  adalah  tentang  analisis  beban  siklik,  di  mana  model  telah  diuji dalam simulasi. Dari analisis ini kita dapat melihat hasil mengenai harapan usia bagian.
Tabel 6. Perbandingan cyclic load Type of Load  Factor of Safety Minimum cyclic load result (cycle) Maximum cyclic load result (cycle) Steady 4 70,723 1.0 x 10 6 Live 8 6,358.6 1.0 x 10 6 Shock 12 1,843.9 1.0 x 10 6
Tabel  di  atas  menunjukkan  kepada  kita  bahwa  semua  model  memiliki  ekspektasi  beban siklik maksimum satu juta siklus. Ini terjadi karena sebagian besar wilayah tidak terpengaruh oleh tekanan  Von-Mises.  Untuk  jumlah  minimum  beban  siklik,  jumlahnya  berkurang  sangat,  terutama pada  area  dekat  sambungan  pengelasan  tempat  sudut  dibuat.  Bahkan  penurunan  itu  terjadi  karena beban  tetap  memiliki  penyimpangan  yang  sangat  besar.  Semakin  banyak  ke  kiri,  perbedaannya berkurang.  Ini  berarti  bahwa  beban  siklik  berbanding  terbalik  dengan  nilai  gaya  yang  diberikan. Beban  siklik  minimum  terjadi  di  area  yang  paling  dipengaruhi  oleh  Von-Mises.  Ini  berarti  ada korelasi antara gaya dengan beban siklik.

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  perhitungan  dan  analisis  data  yang  telah  kami  lakukan  menggunakan perangkat lunak CATIA dan ANSYS, penelitian ini dapat diringkas sebagai berikut:
1. Tegangan Von-Mises maksimum untuk beban tetap masih berada dalam zona aman, sementara untuk  beban  langsung  hampir  melampaui  tegangan  luluh  (3,05  x  108  Pa),  dan  untuk  beban kejut yang sudah melampaui kekuatan tarik (4,40 x 108 Pa). Retakan mungkin mulai merambat ketika bagian tersebut menahan beban kejut.
2. Regangan elastis maksimum untuk beban tetap adalah 0,0008 m / m, untuk beban hidup adalah 0,0016 m / m, dan untuk beban kejut adalah 0,00245 m / m. Oleh karena itu, hanya beban kejut yang  melampaui  tegangan  hasil  offset  0,002  m  /  m,  sehingga  memasuki  wilayah  plastis  dan deformasi tidak akan dikembalikan.
3. Deformasi arah maksimum untuk beban tetap adalah 4,70 x 10 -4 m, untuk beban hidup adalah 9,40  x  10 -4 m,  dan  untuk  beban  kejut  adalah  1,41  x  10 -3 m.  Sesuai  dengan  regangan  elastis, deformasi pada beban kejut bersifat permanen.
4.   Beban  siklik  minimum  untuk  beban  tetap  adalah  70.723  siklus,  untuk  beban  hidup  6.358.6 siklus, dan beban kejut adalah 1.843.9 siklus.
Hasil  di  atas  menyatakan  bahwa  penggunaan  SAPH  440  terbukti  aman  dan  memadai  untuk bahan untuk Carrier Roda.
Meskipun perhitungan menyatakan bahwa SAPH 440 aman untuk digunakan sebagai bahan dalam  pembuatan,  penulis  ingin  merekomendasikan  bahan  dengan  kekuatan  hasil  lebih  tinggi  dan kekuatan  tarik  untuk  mencegah  kemungkinan  terjadinya  kerusakan.  Kondisi  ini  dapat  dicapai dengan dua cara, baik mengganti bahan meskipun biaya akan dinaikkan, atau memilih pelat SAPH 440 yang lebih tebal.

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2019

## DAFTAR PUSTAKA
[1] S. R. Schmid, B. J. Hamrock and B. O. Jacobson, Fundamental of Machine Elements, 2014.
[2] W.  D.  Callister,  Material  Science  and  Engineering:  An  Introduction,  7th  ed,  John  Wiley  & Sons, Inc., 2007.
[3] R.  L.  Mott,  Machine  Elements  in  Mechanical  Design,  New  Jersey:  Pearson  Education,  Inc, 2004.
[4] R.  Khurmi  and J.  Gupta,  Machine  Design,  New  Delhi:  Eurasia  Publishing  House  (Pvt.)  Ltd., 2005.
[5] R. G. Budynas and J. K. Nisbett, Shigley's Mechanical Engineering Design, 9th ed, New York: The McGraw-Hill Companies, Inc., 2011.
[6] N. Subramanian, Steel Structures Design and Practices, Oxford University Press, 2010.
[7] J.  Cahoon,  W.  Broughton  and  A.  Kutzak,  Metallurgical  and  Material  Transactions, SpringerVerlag, 1971.
[8] A.  Rudskoy,  A.  Bogatov  and  D.  Nukhov,  Metal  Science  and  Heat  Treatment,  Springer  US, 2018.
[9] J. Gliński, J. Horabik and J. Lipiec, Encyclopedia of Agrophysics, Springer, Dordrecht, 2011.
[10] W.  K.  Schomburg,  Introduction  to  Microsystem  Design,  Springer-Verlag  Berlin  Heidelberg, 2015.
[11] J. W. Gooch, Encyclopedic Dictionary of Polymers, New York: Springer, 2011.
[12] B. Heißing and E. Metin, Chassis Handbook, Vieweg+Teubner, 2011.
[13] D. R. White, S. Saigal and S. J. Owen, Engineering with Computers, London: Springer-Verlag, 2005.
[14] T.  Lewis,  B.  von  Hohenbalken  and  V.  Klee,  Geometriae  Dedicata,  Kluwer  Academic Publishers, 1996.
[15] I. Baker, Fifty Materials That Make the World, Springer, Cham, 2018.
[16] T. Łagoda, Lifetime Estimation of Welded Joints, Springer, Berlin, Heidelberg, 2008.
[17] A.  Martini,  G.  Velter,  L.  Keer  and  Q.  Wang,  Tribology  Letters,  Kluwer  Academic PublishersPlenum Publishers, 2007.
[18] H. Lee and H. Park, Experimental Techniques, Springer International Publishing, 2013.
[19] H.  Lian,  A.  N.  Christiansen,  D.  A.  Tortorelli,  O.  Sigmund  and  N.  Aage,  Structural  and Multidisciplinary Optimization, Springer Berlin Heidelberg, 2017.
[20] T.  Plewa,  T.  Linde  and  V.  G.  Weirs,  Adaptive  Mesh  Refinement  -  Theory  and  Applications, Springer, Berlin, Heidelberg, 2005.
[21] L.  Anggraini,  Fatigue  Analysis  pada  Pegas  Daun  Jenis  SST  74  dalam  Aplikasi  Industri  Alat Berat dengan Pemodelan Metode Elemen Hingga. ROTASI , 20 (2), 118-123, 2018.