Skripsi

Pengembangan desain crank arm shimano fc-m315-2 menggunakan optimasi topologi / Ahmad Alvian Nugroho

Abstrak
Penggunaan sepeda meningkat setelah pandemi Covid-19 seiring dengan kesadaran akan transportasi ramah lingkungan dan kesehatan. Namun tren ini menurun dengan data 2024 menunjukkan hanya 1 4% komuter aktif menggunakan sepeda. Oleh karena itu inovasi pada komponen sepeda diperlukan untuk menarik kembali minat masyarakat. Salah satu komponen sepeda yakni crank arm masih kurang mendapat eksplorasi inovasi padahal berperan penting dalam mentransfer tenaga kayuhan. Crank arm yang berat dapat meningkatkan momen inersia rotasi menambah hambatan saat perubahan kecepatan serta menurunkan efisiensi berkendara. Oleh karena itu optimasi topologi menjadi solusi untuk mengurangi massa crank arm tanpa mengorbankan kekuatannya. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan desain crank arm Shimano FC-M315-2 dengan menggunakan optimasi topologi. Fokus utamanya adalah mengurangi bobot crank arm tanpa mengurangi kekuatan strukturalnya. Metodologi yang digunakan meliputi simulasi dengan metode elemen hingga penerapan optimasi topologi dan parametrik. Pendekatan optimasi parametrik dilakukan melalui design of experiments (DoE) response surface method (RSM) menggunakan Ansys dan RSM menggunakan Excel untuk mengevaluasi pengaruh perubahan geometri terhadap kinerja struktur dan menemukan konfigurasi crank arm yang paling efisien. Hasil penelitian membandingkan desain awal dengan desain hasil optimasi dalam hal pengurangan massa distribusi tegangan dan faktor keamanan. Perbandingan ini menunjukkan desain optimal dengan tegangan ekuivalen von Mises kurang dari 138 MPa. Evaluasi terhadap desain Ansys dan Excel menunjukkan bahwa desain dari Excel lebih seimbang. Desain ini memiliki massa 0 205 kg (turun 23 2% dari desain awal) tegangan ekuivalen 104 09 MPa (naik 36 9%) dan faktor keamanan 2 651 (turun 26 9%). Meskipun desain Ansys lebih ringan (0 199 kg) tegangan dan faktor keamanannya lebih mendekati batas minimum. Desain dari Excel dianggap sebagai solusi paling efisien karena mampu menurunkan massa secara signifikan tanpa mengorbankan kekuatan struktural yang berlebihan.

Informasi Detail

DDC

SKRIPSI DIGITAL

Prodi

Universitas Negeri Malang. Program Studi Teknik Mesin, 2025.

Deskripsi Fisik

xvii, 87 hlm. : ilus

Bahasa

Indonesia

No Reg

5032/RS/25

Edisi

Skripsi (Sarjana)--Universitas Negeri Malang. 2025

Subjek

1. CRANK ARM - OPTIMASI TOPOLOGI
2. CRANK ARM - TOPOLOGY OPTIMIZATION

Pembimbing

1. Suprayitno, S.t., M.t., Ph.d

Lampiran Berkas