Desain Dan Analisa Thermomekanik Rotor Disc Brake Pada Kendaraan Electric Scooter

Design And Thermomechanic Analysis Of Disc Brake Rotors In Electric Scooter Vehicles

Authors

  • Dhovan Ilhamdan Prima Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Indonesia
  • Harus Laksana Guntur Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Indonesia

DOI:

https://doi.org/10.23887/jptm.v12i2.83494

Keywords:

Analisa Thermomekanik; Disc Brake; Electric Scooter; Pengereman

Abstract

Skuter listrik adalah solusi untuk mengurangi konsumsi bahan bakar akibat meningkatnya jumlah pengguna sepeda motor dan terbatasnya pasokan bahan bakar fosil. Desain skuter listrik harus mempertimbangkan kinerja, kenyamanan, dan keamanan, dengan sistem pengereman menjadi penting untuk stabilitas dan keselamatan. Analisis termal dan struktural pada berbagai desain cakram rem menggunakan ANSYS menunjukkan bahwa model 3 adalah yang optimal dengan total fluks panas sebesar 1,0576 W/mm², suhu maksimum 126,79°C, tegangan von-Mises maksimum 62,269 MPa, dan deformasi total 0,018962 mm. Analisis kelelahan mengindikasikan bahwa model 3 memiliki kinerja terbaik dengan masa pakai kelelahan 1×10^7 siklus, kerusakan kelelahan sebesar 100, dan faktor keamanan 1,1788. Simulasi dinamis dengan ABAQUS menunjukkan bahwa model 3 mempertahankan suhu dan distribusi tegangan terendah dan paling stabil selama pengereman pada berbagai kecepatan. Analisis MATLAB SIMULINK menunjukkan bahwa meskipun desain cakram rem baru mempengaruhi jarak dan waktu pengereman, dampaknya tidak signifikan. Pada pengereman LBS, koefisien gesek yang lebih tinggi menghasilkan jarak dan waktu pengereman yang lebih panjang, sedangkan pada pengereman ABS, koefisien gesek yang lebih tinggi menghasilkan jarak dan waktu pengereman yang lebih pendek.

Kata kunci: Analisa Thermomekanik, Disc Brake, Electric Scooter, Pengereman

Author Biography

Harus Laksana Guntur, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Indonesia

Prof. Dr.Eng Harus Laksana Guntur, ST, M.Eng (lahir Pasuruan, 11 Mei 1975) adalah guru besar Fakultas Teknologi Industri dan Rekayasa Sistem Institut Teknologi Sepuluh November (ITS). Beliau memiliki bidang keahlian Teknik Mesin, khususnya Rekayasa Peredam Getaran. Prestasi beliau saat ini adalah menjadi Kaprodi Pascasarjana Teknik Mesin ITS.  SINTA ID : 5985481, memiliki score overall sinta sebesar 1.218, dan artikel scopus 36.

References

Anandan, D., & Krishnamurthy, P. (2020). Brake Optimization Technique using Simulink. International Research Journal of Engineering and Technology, 7(9), 2350–2355. https://www.irjet.net/archives/V7/i9/IRJET-V7I9419.pdf

Belhocine, A., & Bouchetara, M. (2012). Thermal behavior of full and ventilated disc brakes of vehicles. Journal of Mechanical Science and Technology, 26(11), 3643–3652. https://doi.org/10.1007/s12206-012-0840-6

Hardt, C., & Bogenberger, K. (2019). Usage of e-Scooters in Urban Environments. Transportation Research Procedia, 37(September 2018), 155–162. https://doi.org/10.1016/j.trpro.2018.12.178

Hariharan, V. S., & Bhavani, M. (2015). Modelling and Analysis of Disc Brake Rotor under Various Loading Conditions. 1–54. https://doi.org/10.15680/IJIRSET.2016.0504204

KARABUDAK, F. (2021). Fatigue analysis of the vehicle brake disc. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 11, 1188–1197. https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.822064

Maleque, M. A., Dyuti, S., & Rahman, M. M. (2010). Material selection method in design of automotive brake disc. WCE 2010 - World Congress on Engineering 2010, 3, 2322–2326.

Manjunath, H. S., & Kumar N, S. S. (2019). Fatigue and Static Thermal Analysis of Brake Disc for SAE Based Cars. International Research Journal of Engineering and Technology, 2127–2132. www.irjet.net

Mary, A. (2020). Anti Lock Braking System Using Simulink. August.

Patel, M., Khatod, V., Patel, A., Radadiya, N., & Patel, R. (2019). Topology Optimization of Disc Brake Rotor. International Journal of Engineering and Advanced Technology, 9(2), 3150–3153. https://doi.org/10.35940/ijeat.b4437.129219

Pradhan, D. S., M, S., rithvik, P., & Teja, K. R. (2022). Modelling and analysis of ventilated disc Brakes using Creo and FEA software. International Journal for Research in Applied Science and Engineering Technology, 10(6), 1359–1370. https://doi.org/10.22214/ijraset.2022.43959

Sarkar, S. (2013). Review Paper on Thermal Analysis of Ventilated Disc Brake by Varying Design Parameters. International Journal of Engineering Research & Technology, 2(12), 1077–1081.

Sasikiran, N. V. S. G., Reddy, M., Kumar, V., Sasikanth, S., & Rao, V. (2022). Topology Optimization of Brake Disc Rotor. 8, 81–88.

Singh Negi, V., Deshpande, A., & Deshmukh, N. (2018). Design of Brake Disc for Hydraulic Brakes. International Research Journal of Engineering and Technology, 735–740. www.irjet.net

Vishvajeet, Ahmad, F., Sethi, M., & Tripathi, R. K. (2021). Thermo-mechanical analysis of disk brake using finite element analysis. Materials Today: Proceedings, 47(xxxx), 4316–4321. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.04.614

Zhang, S., Han, Z., Hao, Q., Liu, Y., Sha, Z., Ma, F., & Yang, D. (2019). Fatigue life calculation of high-power disc brake under thermal-mechanical coupling. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 692(1). https://doi.org/10.1088/1757-899X/692/1/012022

Downloads

Published

2024-08-31

Issue

Section

Articles