tesis analisis rangka motosikal

Dengan Nama ALLAH Yang Maha Pemurah Lagi Maha Mengasihani

Sekalung budi kepada kedua ibu-bapa tercinta Hj. Mohd Masripan B.

Rosdi dan Hjh. Nasiah Bt. Hj. Abdul Hamid, Along sekeluarga dan juga

Angah sekeluarga dan juga kaum keluarga serta sahabat handai kerana

memahami pahit jerih selama ini. Serta doa dan pengorbanan mereka tidak

dapat dinilai.

Buat sahabat di kampung dan juga UTM, ex-Lumpit elmi, maing, jun,

wadi dan ketua blok, member-member K27, Team-team bola Mekanikal,

rakan-rakan seperjuangan Fakulti Kejuruteraan Mekanikal, terima kasih

diatas segala pertolongan dan tunjuk ajar selama ini.

Tidak lupa buat para penyewa kereta sewa terima kasih diatas sewaan

anda semua. Tanpa anda tiadalah makna 019-7898206.

Buat cikgu dan engineer petroleum terima kasih kerana menjadi jam

locengku selama ini.

Dan yang terakhir buat insan yang memberikan sumber inspirasi “S.M.I”.

Terima kasih diatas segala bantuan dan sokongan dan dorongan yang

diberikan selama ini.

Semoga Allah S.W.T memberkati dunia dan akhirat dan melimpahkan

kurnia keatas kita seluruh alam.

PENGHARGAAN

Segala puji bagi ALLAH S.W.T serta selawat keatas junjungan Rasullah S.A.W.

dengan limpah kurnianya dapat akhinya saya menyiapkan Projek Sarjana Muda ini.

Disini saya inigin merakamkan jutaan terima kasih dan penghargaan kepada penyelia

saya iaitu Dr. Hishamuddin Alham diatas segala nasihat dan juga tunjuk ajar dari beliau.

Seterusnya ucapan terima kasih buat kaum keluarga tersayang, rakan-rakan

seperjuangan yang telah memberi dorongan dan semangat dalam usaha menghasilkan

Projek Sarjana Muda ini.

Tidak lupa juga sekalung budi buat para juruteknik makmal khasnya Makmal

Pepejal yang telah bersama-sama membantu dan memberikan tunjuk ajar dalam

menyiapkan ujikaji makmal ini.

Akhir kata dari saya terima kasih diucapkan kepada kesemua mereka. Hanya

ALLAH S.W.T. yang mampu membalas budi baik mereka semua.amin

Maszor Amir B. Mohd Masripan

Fakulti Kejuruteraan Mekanikal

Universiti Teknologi Malaysia

Johor Darul Takzim

ABSTRAK

Dewasa kini pembangunan terhadap analisis struktur kerangka kenderaan adalah

amat penting bagi menjamin keselamatan dan ketahanan sesebuah rangka motosikal.

Secara umumnya pelbagai rekabentuk rangka telah direka. Setiap rekabentuk

mempunyai kelebihan dan kekurangan. Namun begitu matlamat rekabentuk ini adalah

sama iaitu mencapai tahap kestabilan yang tinggi. Didalam tesis ini perbandingan telah

dijalankan antara ujikaji makmal dengan analisis Nastran ( perisian komputer ). Dengan

itu analisis perbandingan dapat dilihat antara kedua-dua kaedah yang akhirnya akan

memberikan satu keputusan.daripada analsis yang telah dijalankan diapati ujikaji

makmal menghasilkan tegasan yang lebih tinggi berbanding analsis Nastran

ABSTRACT

Nowadays the development of structural analysis is very important due to the

safetyness of motorcycle chassis. Generally there are many types of design and all

design has its own advantages and disadvantages. But the main purpose of the design is

to have the highest stability. This thesis will compare between experimental and

Nastran analysis. With that a final result will be obtained between both methods. From

the result, the stress from experimental are higher than Nastran analysis.

vii

ISI KANDUNGNAN

BAB PERKARA MUKA SURAT

Dedikasi iii

Penghargaan iv

Abstrak v

Abstract vi

Isi Kandungan

Senarai Rajah x

Senarai Jadual xii

Senarai Graf xiv

Senarai Simbol xvi

Senarai Singkatan

BAB I PENGENALAN

1.1 Pendahuluan 1

1.2 Objektif Tesis 2

1.3 Skop Tesis 3

viii

BAB II KAJIAN LITERATUR

2.1 Rekabentuk Rangka Motosikal 3

2.2 Jenis Rangka Motosikal 4

2.3 Sifat-sifat Bahan Dalam Penghasilan Rangka

Motosikal 13

2.4 Logam-Logam Dalam Penghasilan Rangka 14

2.5 Daya-Daya Yang Bertindak Pada Rangka

Motosikal 16

BAB III LEDINGAN

3.1 Pengenalan Ledingan 20

3.2 Teori Ledingan 21

3.3 Jenis-Jenis Ledingan 22

BAB IV KAEDAH UNSUR TERHINGGA

4.1 Pengenalan Analisis Unsur Terhingga 34

4.3 Cara FEA Berfungsi 35

4.4 Langkah Penyelesaian Masalah Unsur

Terhingga 36

BAB V NASTRAN 4.51

5.1 Pengenalan NASTRAN 4.51 40

5.2 Proses Penyelesaian Masalah Menggunakan

Perisian Nastran 41

BAB VI PENERANGAN UJIKAJI

6.1 Ujikaji 1: Pembebanan Daya Menegak 44

6.2 Ujikaji 2 : Pembebanan Daya Kilas 45

6.3 Masalah Ketika Melakukan Ujikaji 47

ix

BAB VII ANALISIS PENGIRAAN

7.1 Sifat Bahan 48

7.2 Contoh Pengiraan 48

BAB VIII PERBINCANGAN

8.1 Perbincangan Graf 51

8.2 Ujikaji Makmal 51

8.3 Perbincangan Graf Tegasan Melawa Daya

Beban Rangka 125z 54

8.3 Perbincangan Graf tegasan Melawan Daya Kilas

Rangka 125z 61

8.4 Perbincangan Graf Tegasan Melawan Daya

Beban Rangka RZ 67

8.5Perbincangan Graf Tegasan Melawan Daya

Kilas Rangka RZ 76

8.6 Perbandingan Rangka 125z dan Juga

Rangka RZ 87

BAB IX KESIMPULAN DAN CADANGAN

MASA DEPAN

9.1 Kesimpulan 89

9.2 Cadangan Masa Depan 90

RUJUKAN 92

LAMPIRAN 94

SENARAI RAJAH

RAJAH TAJUK MUKA SURAT Rajah 2.1 Rangka Cradle frame 6

Rajah 2.2 Gambar rangka Cradle Frame bersama enjin 6

Rajah 2.3 Gambar Duplex Cradle Frame 7

Rajah 2.4 Gambar Motosikal Berangka Triangulated Frame 8

Rajah 2.5 Gambar rangka Tubular Backbone 10

Rajah 2.6 Gambar Rangka Under Bone

(a) Motosikal Kriss 110 11

(b) Gambar Kerangka Skuter 11

(c) Gambar Rangka Under-Bone 11

Rajah 2.7 Gambar Rangka Fabricated Back-bone 12

Rajah 2.8 (a) Gambar Rangka Delta Box 13

(b)Gambar Motosikal YZF R-1 Yamaha 13

Rajah 2.9 Rajah Tindakan Daya Berat (Mg) 18

Rajah 2.10 Gambar Kedudukan Beban Tumpu (F) 19

Rajah 2.11 Gambar Daya Kilasan (T) Yang Bertindak

Pada Rangka 20

Rajah 2.15 Gambar Momen (M) Pada Rangka 21

Rajah 3.1 Gambar Torsional Buckling 24

Rajah 3.2 Gambar Bending Buckling 25

Rajah 3.3 Gambar Ledingan Mampatan 25

Rajah 3.4 Gambar Selinder Yang Mengalami Ledingan 26

Rajah 3.5 Rasuk Yang Mengalami Lenturan Dan Piuhan 27

SENARAI RAJAH

RAJAH TAJUK MUKA SURAT Rajah 3.6 Rajah Menunjukan Rasuk Yang

Mengalami Piuhan 28

Rajah 3.7 Rajah Menunjukan Ledingan Syaf Yang

Dikenakan Daya Putaran 31

Rajah 3.8 Rajah Menunjukan Tidakan

Vektor PA,BC, CA Dan PB 31

Rajah 3.9 Rajah Menunjukan Kedudukan

Ledingan Yang Terjadi 34

Rajah 4.1 Rajah Menunjukan Elemen-Elemen

Pada Sebuah Kerangka 37

Rajah 5.1 Rajah Menunjukan Analisis NASTRAN

Terhadap Sebuah Selinder 44

Rajah 6.1 Gambar Rangka 125 Dikenakan

Beban Gantung 46

Rajah 6.2 Gambar Rangka 125z Dikenakan Daya Kilas 48

Rajah 8.01 Kedudukan Titik Tolok Terkan Pada

Rangka 125z 55

Rajah 8.02 Kedudukan Titik Tolok Terikan Rangka RZ 55

SENARAI JADUAL JADUAL PERKARA MUKASURAT

Jadual 7.1 Jadual Sifat Bahan 50

Jadual 8.2.1 Jadual Daya Beban Dan Tegasan Titik 1 56






Jadual 8.3.1 Jadual Titik 1 Tegasan Dan Daya Kilas 64






Jadual 8.4.1 Jadual Titik Daya Tegasan Titik 1 72







Jadual 8.5.1 Jadual Titik Tegasan Dan Daya Kilas Titik 1 80


SENARAI JADUAL JADUAL PERKARA MUKASURAT






SENARAI GRAF

NO. GRAF TAJUK MUKA SURAT Rajah 8.2.2 Graf Tegasan Melawan Daya Beban Pada

Titik 2 Rangka 125z 58

Rajah 8.2.3 Graf Tegasan Melawan Daya Beban







Titik 5 dan 6 Rangka 125z 63

Rajah 8.3.1 Graf Tegasan Melawan Daya Kilasan

Titik1 Rangka 125z 64










Titik6 Rangka 125z 71


Titik 1 Rangka RZ 75

SENARAI GRAF

RAJAH TAJUK MUKA SURAT







Rajah 8.5.1 Graf Tegasan Melawan Daya Kilas














SENARAI SIMBOL

F Daya

T Daya Kilas

M Momen

E Modulus Young

G Modulus Ketegaran

A Luas Keratan Rentas

Pkritt Daya Kritikal

Mkrit Momen Kritikal

I Momen Inersia Kedua

l Jarak

d Diameter

r Jejari

α Sudut Piuhan

σ Tegasan

ε Terikan

ρ Ketumpatan

[ ]K Total Stiffness Matriks

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Pengenalan Terhadap Rangka Motosikal ( Motorcycle Chassis)

Rangka motosikal merupakan antara komponen utama dalam penghasilan

sesebuah motosikal kerana rangka merupakan komponen untuk memegang seluruh

struktur motosikal. Kesemua beban dari kepada enjin, sistem suspensi dan juga tangki

minyak dipindahkan kepada rangka motor tersebut. Sebab itulah rangka memainkan

peranan penting dalam menentukan kekuatan dan kestabilan sesebuah motosikal.

Walaupun sering diperkatakan enjin merupakan faktor penentu bagi kejayaan

sesebuah motosikal namun kecekapan enjin tidak dapat ditunjukan dengan sempurna

jika kestabilan motosikal adalah terlalu rendah.

Selain itu rangka motosikal juga penting untuk menentukan berat motosrsikal

tadi. Ini disebabkan rangka motosikal adalah komponen terbesar dalam motosikal.

Dengan rekaan yang baik walaupun dengan saiz tiub yang berdiameter kecil sekalipun

dapat menahan daya yang bertindak pada motosikal.

Secara umumnya analisis yang berkaitan dengan rangka motosikal ini ada dua

cabang iaitu analisis statik dan analisis dinamik. Analisis statik meliputi skop daya-daya

statik yang bertindak pada rangka motosikal. Antara daya-daya tersebut adalah berat

motosikal beserta dengan penunggang dan enjin. Daya-daya ini dikatakan statik kerana

ia tidak berubah terhadap masa. Analisis dinamik pula berkaitan kajian terhadap daya

2

dinamik yang bertindak pada rangka motosikal contohnya getaran (vibration) dari enjin

dan juga dari profil permukaan tanah yang tidak rata.

Dalam skop kajian saya ini saya hanya menumpukan terhadap analisis statik dan

kesan daya-daya ini terhadap rangka motosikal. Saya meninggalkan skop bidang analisis

dinamik.

1.2 Objektif

1. Memahami analisis torsional buckling, kesan dan faktor yang mempengaruhi

serta cara mengurangkannya.

2. Mengenali teori-teori yang berkaitan dengan analisis buckling

3. Melakukan analisis kiraan

4. Melakukan analisis Nastran ( torsional buckling pada motosikal)

5. Mengetahui komponen dan spesifikasi setiap bahagian rangka motor

6. Mengetahui dan memahami bagaimana tindakbalas rangka terhadap tindakan

daya

3

1.3 Skop Projek

1. Menyenaraikan beberapa jenis rekabentuk rangka motosikal

2. Memilih 2 yang terbaik berdasarkan jadual matrik

3. Melakukan analisis torsional buckling menggunakan perisian nastran

4

BAB II

KAJIAN LITERATUR

2.1 Rekabentuk Rangka Motosikal

Rangka motosikal perlu direkabentuk supaya motosikal dapat berfungsi dengan

baik dan selamat. Ini kerana rangka motosikal akan memainkan faktor yang terpenting

dalam pengendalian dan jangka hayat sesebuah motosikal. Untuk itu pelbagai kriteria

dan parameter perlu di ambil kira seperti daya-daya yang bertindak pada rangka

motosikal.

Daya-daya ini pula boleh dibahagikan kepada dua kategori utama iaitu daya

statik dan daya dinamik. Selain itu jisim juga mempengaruhi pemilihan sesebuah

rekabentuk rangka motosikal. Ini kerana kebanyakan pembuat motosikal akan memilih

rekabentuk yang rangka yang paling minimum jisimnya untuk mengurangkan berat

sesebuah motosikal serta penjimatan kos.

Kekuatan bahan juga perlu dipilih dengan teliti juga. Ini kerana kekuatan bahan

adalah faktor penentu dalam kebolehan sesebuah motosikal menahan daya-daya yang

bertidak pada motosikal. Jika pemilihan yang kurang tepat rangka kemungkinan akan

menaglami kegagalan bahan lalu merosakan struktur rangka motosikal.

Pemilihan saiz diameter, ketebalan dan juga panjang juga memainkan peranan

penting dalam proses penghasilan sesebuah rangka motosikal. Dengan pemilihan saiz

yang tepat hasil daripada pengiraan, satu nilai minimum saiz akan diperolehi dan saiz ini

5

dapat menahan segala daya yang bertindak kepada rangka. Dengan ini kos penghasilan

dapat dikurangkan.

2.2 Jenis Rangka Motosikal

Penghasilan rangka motosikal secara umumnya boleh dikategorikan mengikut

jenis-jenis berdasarkan bentuk, geometri, spesifikasi , fungsi dan juga penggunaan.

Ia dapat dibahagikan kepada 7 jenis iaitu:

1. Cradle Frame

2. Duplex Cradle Frame

3. Triangulated Frame

4. Tubular Backbone Frame

5. Under Bone Frame

6. Fabricated Backbone Frame

7. Delta Box Frame ( rekabentuk paling maju )

6

2.2.1 Cradle Frame

Rajah 2.1: Rangka Cradle frame

Rajah diatas menunjukan sebuah rangka ‘Cradle Frame’. Ia merupakan

rekabentuk terawal dalam sejarah pembangunan rangka motosikal. Rekabentunya adalah

ringkas dan tertumpu hanya kepada motosikal yang berbentuk mudah. Cradle frame

banyak digunakan oleh motosikal yang berselinder tunggal. Pusat graviti untuk rangka

ini juga adalah tinggi. Pada awalnya nilai seperti torsional stiffness kurang diberi

perhatian. Ini menjadikan rangka ini mempunyai structural efficiency yang rendah.

Rajah 2.2: Gambar rangka CRADLE FRAME bersama enjin

7

2.2.3 Duplex Cradle Frame

Rajah 2.3: Gambar Duplex Cradle Frame

Duplex cradle frame adalah rekabentuk yang dimajukan daripada Cradle frame.

Ia banyak digunakan dalam penghasilan motosikal jalan raya dan juga pembuat

motosikal Amerika seperti Harley Davidson. Ia juga digunakan dalam aktiviti lasak

seperti motosikal rally. Seperti rajah yang ditunjukan diatas, dapat dierhatikan bahawa

rangka ini adalah sesuai untuk rekabentuk motosikal yang menempatkan enjin yang

besar dan padat.

Untuk memperbaiki structural efficiency Duplex Cradle Frame diubahsuai

menjadi rangka Multi-Tubular. Rangka jenis ini adalah sama dengan Duplex Cradle

hanya diperkuat lagi dengan penambahan tiub-tiub selinder di beberapa titik kedudukan

bagi meningkatkan lagi structural efficency.

Selain itu kos penghasilan untuk rekabentuk ini juga adalah murah menjadikan ia

adalah pilihan utama untuk pengeluar motosikal di dunia.

8

2.2.4 Triangulated Frame

Rajah 2.4: Gambar Motosikal Berangka Triangulated Frame

Rekabentuk jenis ini adalah kebanyakan daripada pengeluar motosikal dari Itali

seperti Moto Guzi dan Ducati. Rekabentuk jenis ini dapat mencapai structural efficiency

yang tinggi dan baik disebabkan saiz, dan bentuk yang sesuai untuk kebanyakan bentuk

enjin yang kompleks.

Rekabentuk ini mula digunakan dalam perlumbaan motosikal sekitar tahun

1950an hingga 1970an. Ia digunakan dalam perlumbaan disebabkan oleh faktor

ketahanan dan kesimbangan yang dapat dicapai oleh rekabentuk ini walaupun dalam

keadaan pemanduan yang laju.

Rangka Triangulated ini adalah dicipta untuk menyelesaikan masalah frekuansi

resonan yang berlaku pada tiub panjang dengan diameter kecil. Ini terjadi disebabkan

oleh gegaran yang terhasil oleh enjin pada frekuansi yang kritikal. Masalah ini mampu

menjadikan rangka mengalami kegagalan terutama pada sambungan dan titik kritikal.

Penyelesaian yang dapat dilakukan adalah sama ada menambah saiz diameter tiub

selinder ataupun memendekan tiub selinder. Dalam keadaan ini penyelesaian kedua

9

dipilih disebabkan oleh kos penghasilan yang akan meningkat dengan penubahan saiz

diameter.

Masalah yang utama untuk rangka jenis ini adalah ia memerlukan banyak tiub

selinder. Untuk menyambungkan setiap tiub ini juga memerlukan proses kimpalan yang

rumit. Ini akan meningkatkan kos. Selain itu proses kimpalan ini akan menyebabkan

penambahan jisim. Titik-titik penyambungan ini pula akan mewujudkan titik tumpuan

tegasan yang akan menjadikan lebih banyak kawasan kritikal.

10

2.2.5 Tubular Backbone

Rajah 2.5 : Gambar rangka Tubular Backbone

Rekabentuk ini digunakan untuk kebanyakan motosikal yuang mempunyai saiz

enjin yang sederhana. Ini disebabkan bentuk rangka yang menyukarkan untuk

menempatkan saiz enjin yang besar dan kompleks. Jika dilihat daripada rajah diatas

dapat diperhatikan bahawa amat sukar untuk meletakan enjin disebabkan kedudukan

untuk memegang enjin adalah terbatas.

11

2.2.6 Under Bone Frame

( a ) (b)

(c)

Rajah 2.6: Gambar Rangka Under Bone :

(a): Motosikal Kriss 110

(b): Gambar Kerangka Skuter

(c): Gambar Rangka Under-Bone

Rangka jenis ini adalah evolusi daripada Tubular Backbone. Perbezaan antara

kedua-dua jenis ini adalah Under-bone mempunyai tiub yang melengkung kebawah,

manakala Backbone tiubnya tegak kebelakang.

12

Jenis rangka ini adalah sesuai untuk motosikal yang menggunakan enjin yang

berkuasa rendah dan penggunaan yang minimum. Ia hanya sesuai untuk enjin yang

berkapasiti 50cc hingga 125cc. Kebanyakan digunakan oleh motor cub dan skuter.

Kecekapan untuk rekebentuk ini adalah terhad tetapi ia adalah sesuai untuk

penghasilan secara besar-besaran. Selain itu ia adalah mudah untuk dihasilkan serta

mempunyai kos penghasilan yang rendah.

2.2.7 Fabricated Backbone

Rajah 2.7: Gambar Rangka Fabricated Back-bone

Secara umumnya rekabentuk ini adalah berbentuk T. Ia menyambungkan

struktur sebelah kiri dan kanan dengan kimpalan arka eletrik. Ia dihasilkan untuk

pembuatan yang kos rendah.

13

2.2.8 Delta Box Frame

(a) (b)

Rajah 2.8(a): Gambar Rangka Delta Box Rajah 2.8(b): Gambar Motosikal

YZF R-1 Yamaha

Delta box frame adalah rekabentuk rangka yang paling terbaru dan paling

canggih. Ia mula diperkenalkan oleh syarikat pengeluar Jepun motor iaitu Yamaha.

Setelah itu ia menjadi ikutan pengeluar motor yang lain terutama dalam penghasilan

motosikal berkuasa tinggi dan motosikal yang digunakan dalam perlumbaan seperti GP

Motor.

Ia menggunakan aloi aluminium sebagai bahan utama dalam penghasilanya.

Diketahui aloi aluminium mempunyai nilai Modulus young yang baik serta bersifat

ringan. Oleh sebab itu ia dapat mencapai nilai structural efficiency yang baik.

Rekabentuk ini juga dapat menempatkan enjin yang besar dan kompleks

disebabkan keluasan yang terdapat pada bahagian bawahnya. Rekabentuk bahagian

atasnya pula mampu menempatkan tangki motor yang besar sesuatu yang sukar untuk

kebanyakan rangka yang telah dibincangkan sebelum ini.

Pembangunan terhadap rekabentuk ini adalah begitu pantas dengan terhasilnya

beberapa siri evolusinya seperti delta-3 yang digunakan pada YZF-R1 model Yamaha.

14

2.3 Sifat-Sifat Bahan Dalam Penghasilan Rangka Motosikal

Untuk menghasilkan struktur rangka motosikal, antara perkara yang paling awal

perlu di perhatikan adalah faktor pemilihan jenis bahan yang akan digunakan untuk

membuat rangka motosikal tersebut. Ini bagi menjamin akan kekuatan dan ketahanan

struktur rangka yang akan dihasilkan nanti. Kritria-kritria yang perlu dipilih adalah

berdasarkan sifat kimia, sifat fizik dan sifat mekanik.

Sifat mekanik bahan adalah sifat yang mempengaruhi hayat penggunaan sesuatu

bahan dan dapat mencirikan bagaimana bahan itu bertindak balas terhadap beban yang

dikenakan padanya. Antara sifat mekanik yang utama adalah seperti :

1. kekuatan tegangan

keupayaan sesuatu bahan untuk menahan beban tegangan

2. kekerasan

keupayaan sesuatu bahan untuk menahan calar atau lekukan

3. kekuatan mampatan

kupayaan sesuatu bahan untuk menahan daya mampatan tanpa pecah

4. keliatan

kebolehan bahan menahan daya yang dikenakan secara mengejut

5. kemuluran

kebolehan sesuatu bahan berubah bentuk tanpa patah bila dikenakan daya

15

Sifat kimia pula adalah sifat yang mencirikan kelakuan bahan tersebut terhadap

unsur kimia. Contohnya kerintangan sesuatu bahan terhadap karat atau kakisan.

Manakala sifat fizik pula adalah sifat yang menerangkan tentang keadaan fizikal bahan

tersebut. Antara sifat tersebut adalah seperti keberaliran eletrik dan haba, takat lebur dan

ketahanan terhadap suhu tinggi.

2.4 Logam-Logam Dalam Pembentukan Rangka

2.4.1 Keluli

Kebiasaanya keluli dipilih sebagai bahan utama dalam penghasilan rangka

motosikal. Ini disebabkan beberapa sifat serta ciri-ciri yang terdapat pada logam ini.

Antaranya adalah

1. Keluli adalah lebih murah berbanding logam yang lain

2. Kebolehbentukanya yang memudahkan dalam proses pemesinan dan

penyambungan.

3. Nilai modulus young yang tinggi, maka kekerasan yang tinggi dapat

diperoleh walaupun dengan saiz diameter atau keratan rentas yang kecil.

16

2.4.2 Aluminium

Logam aluminium juga kini semakin popular dalam penghasilan kebanyakan

barangan kejuruteraan. Walaupun ia adalah bersifat mulur, namun dengan

menggabungkannya dengan logam lain dapat meningkatkan sifat aluminium tersebut.

Ianya mula digunakan dalam beberapa jenis rekabentuk rangka seperti rangka Delta Box

oleh syarikat Yamaha. Ia kemudian diikuti oleh Suzuki dan Honda.

Antara sifat-sifat aluminium yang menjadi perhatian para pembuat motosikal

adalah :

1. Aluminium adalah bersifat ringan berbanding logam-logam yang lain. Ini

dapat mengurangkan jisim motosikal yang direka. Secara teori dengan

menggunakan rangka aluminium ini jisim rangka dapat dikurangkan

sebanyak separuh berbanding jisim rangka kelului

2. Ia mampu memberi kekuatan tegangan yang tinggi dengan menambah

unsur logam lain menjadikanya aloi aluminium. Aloi aluminium adalah

gabungan logam aluminium dengan logam lain seperti titanium, kuprum

ataupun magnesium.

17

2.4.3 Titanium

Rangka yang diperbuat daripada Titanium juga telah dihasilkan terutama rangka

jenis Tubular Frames. Titanium telah digunakan dalam penghasilan motor bagi tujuan

perlumbaan lasak Motorcross pada era tahun 1960-an. Antara ciri-ciri Titanium adalah

1. Nilai modulus Youngnya adalah separuh daripada nilai keluli. Ini

menyebabkan pembesaran saiz keratan rentas bagi sesuatu rangka

2. Bersifat ringan

3. Mempunyai kekuatan yang tinggi

4. Kos bahan dan kos pembentukan rangka yang tinggi. Ini terjadi

disebabkan ia memerlukan kimpalan yang rumit untuk menyambungnya.

5. Mempunyai kerintangan terhadap karat yang tinggi menjadikan ia tahan

lebih lama.

2.4.4 Magnesium

Ia mula digunakan pada rangka jenis Back-bone Frame. Walupun ia mempunyai sifat

mekanik yang baik, namun ia kurang digunakan disebabkan kosnya yang tinggi. Antara

ciri-ciri magnesium adalah seperti berikut :

1. Jangka hayat yang panjang

2. kerintangan terhadap karatan yang tinggi

3. Tahan lesu

4. Memerlukan teknik kimpalan yang rumit lalu menyebabkan kos

meningkat.

18

2.5 Daya- Daya Yang Bertindak Pada Rangka Motor

1. Beban Berat

- ia bertindak di titik pusat graviti bagi rangka motosikal

- ia akan menyebabkan rangka mengalami pemanjangan

dalam arah paksi- y iaitu arah kebawah rujuk rajah bawah

- berlaku tegasan pada rangka

Mg

Rajah 2.9: Rajah Tindakan Daya Berat (Mg)

2. Beban Tumpu

- Daya dikenakan secara bersudut tepat kepada permukaan

keratan rentas rangka motosikal

- Menyebabkan berlaku mampatan pada rangka motosikal

- Mewujudkan tegasan-tegasan pada badan rangka

motosikal

- Beban tumpu kebiasaannya bertindak di titik-titik

19

sambungan pada rangka. Maka terdapat banyak beban

tumpu yang bertindak.

- Kebiasaanya kesemua beban tumpu ini akan dipindah ke

suatu titik bagi memudahkan analisis.

F

Rajah 2.10: Gambar Kedudukan Beban Tumpu (F)

3. Kilasan

- Daya kilasan yang terhasil pada rangka motosikal adalah

disebabkan daya yang terhasil di bahagian absorber

Motosikal

- Daya kilasan ini terjadi disebabkan ketakseimbangan daya

yang bertindak pada absorber sebelah kanan dan kiri lalu

mewujudkan daya kilasan yang bertindak terus kepada

rangka motosikal.

20

- Ia terjadi akibat permukaan jalan raya yang tidak rata

ataupun ketika membelok selekoh

- Daya kilasan ini akan menyebabkan berlakunya tegasan

ricih τ yang bertindak di permukaan keratan rantas rangka.

- Akibat dari daya kilasan ini juga rangka akan terpiuh pada

sudut piuhan tertentu.

T T

Rajah 2.11: Gambar Daya Kilasan (T) Yang Bertindak Pada Rangka

4. Momen

- momen ini wujud di rangka walaupun kesanya adalah

kecil

- ia wujud disebabkan perpindahan beban tumpu ke satu

titik

lain. Dimana M = Px

M= Momen

P= daya

x= jarak

- tindakan momen ini akan menyebabkan rangka melentur

- akan berlaku ubahbentuk dan juga anjakan

- mewujudkan titik tegasan maksimum pada permukaan

21

keratan rentas lalu menjadikan titik kritikal untuk sesuatu

permukaan

- oleh itu pemilihan keratan rentas yang sesuai adalah

penting bagi menjamin kekuatan rangka

M

M

Rajah 2.15: Gambar Momen (M) Pada Rangka

22

BAB III

LEDINGAN

3.1 Ledingan ( Bukling )

Ledingan adalah situasi dimana bahan mengalami ubahbentuk yang mencapai

had genting dimana ia telah melengkok secara berlebihan sehingga melampaui had

ledingan. Had ledingan adalah suatu had dimana bahan dikatakan dalam lingkungan

masih selamat untuk sesuatu tegasan alah mampatan ( σyc)

Faktor-faktor yang mempengaruhi ledingan :

1. Struktur adalah tidak lurus dengan sempurna

2. Beban paksi mampatan yang dikenakan adalah tidak tepat di sentroid atau

pusat keratan rentas

3. Terdapat kecacatan yang berlaku pada bahan seperti keretakan dan

rongga

beban paksi mampatan yang menyebabkan berlaku ledingan atau kegagalan plastik

dinamakan beban ledingan atau beban kritikal Pkrit

23

3.2 Teori Atau Kaedah Yang Berkaitan Dengan Ledingan ( Buckling )

1. Teori Euler

- bertujuan untuk menentukan beban kegagalan elastik

- mempunyai kes-kes atau mod tertentu yang berbeza persamaanya

- andaian yang dibuat dalam menggunakan Teori Euler

i. struktur adalah lurus pada asalnya

ii. struktur adalah homogen

iii. beban mampatan mesti menerusi sentroid

2

2

lEIPkrit

π=

2. Kaedah Rayleigh

- Mengandaikan jika terdapat satu lengkung ledingan dengan

persamaan y = f (x) dimasukan kedalam persamaan tenaga maka satu

nilai angaran beban kritikal akan diperolehi

- Teori ini adalah berdasarkan fungsi biasa dan hampir sama dengan

teori getaran bar ( Vibration Bar )

3. Kaedah Vianello,s atau Stodla

- Kaedah ini membolehkan kita untuk memperbaiki jawapan dengan

penghampiran kepada jawapan yang lebih hampir kepada jawapan

sebenar

- Ia adalah berasaskan kepada persamaan pembezaan mudah iaitu

ei y” = -py

24

- Persamaan akhir yang diperolehi adalah :

IP = 9.60 EI l2

3.3 Jenis- Jenis Ledingan

Jenis atau kategori ledingan adalah ditentukan melalui bagaimana pembebanan

dikenakan serta tindakbalas yang dialami struktur tadi hasil daripada beban yang

dikenakan. Beberapa jenis ledingan yang wujud adalah seperti berikut :

3.3.1 Torsional buckling

- Keadaan dimana apabila sesuatu struktur itu dikenakan daya kilas T padanya.

Struktur itu boleh jadi rasuk ataupun syaf

- Badan struktur tadi akan meleding pada satah lenturan yang akan menjadikan

struktur tadi mengalami ubah bentuk

Rajah 3.1: Gambar Torsional Buckling

3.3.2 Ledingan lenturan ( Bending buckling )

- Struktur dikenakan daya lenturan ataupun momen M pada badanya.

- Struktur akan meleding mengikut arah lenturan

- Bila momen yang dikenakan telah mencapai tahap kritikalnya, maka struktur

akan mula meleding pada satah lenturan

25

Rajah 3.2: Gambar Bending Buckling

3.3.3 Ledingan mampatan (Compression buckling)

- Daya mampatan dikenakan kepada struktur dengan kedua-dua hujung

disokong mudah

- Bila daya mampatan dikenakan rasuk akan mengalami mampatan.

- Jika daya mampatan yang dikenakan adalah terlalu tinggi rasuk akan

mengalami ledingan

Rajah 3.3: Gambar Ledingan Mampatan

3.3.4 Ledingan Pada Selinder nipis dengan tekanan

- Selinder nipis yang dikenakan tekanan di permukaan luar dalam arah jejarian

- Selalunya ia bergantung kepada dimensi dan juga jenis sokongan yang

dikenakan

26

- Bila tekanan yang dikenakan telah melampaui had tekanan kritikal selinder

akan mengalami ledingan dan berlaku perubahan pada bentuk bulatan

selinder yang akan mengemek membentuk seperti cuping.

- Persamaan untuk tekanan kritikal selinder nipis adalah 3

12

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

−=

dhEPkrit ν

Rajah 3.4: Gambar Selinder Yang Mengalami Ledingan

3.4 Ledingan Dengan Piuhan Dan Lenturan Pada Rasuk

Jika rasuk adalah keras dan mampu menahan daya lenturan pada satu satah

manakala pada satah yang serenjang pula ia bersifat flexible ( contohnya pembaris)

dikenakan daya pada satah yang pegun didapati rasuk tadi akan mengalami ledingan di

bahagian satah lenturan . Proses bending buckling di satah lenturan ini akan disertai

dengan piuhan ( twist )

27

Rajah 3.5: Rasuk Yang Mengalami Lenturan Dan Piuhan

Katakan satu rasuk dengan keratan rentas ht dengan h ialah lebar dan t adalah

tebal. Rasuk ini kemudianya disokong mudah dikedua-duanya hujung atas dan bawah

supaya tidak mengalami piuhan ( twist ). Rasuk ini kemudianya dikenakan dengan 2

momen lentur pada kedua-dua hujungnya. Momen ini mestilah sama magnitud dan

berlawanan arah kedua-duanya. Tindakan momen ini akan menyebabkan bahagian atas

rasuk akan mengalami mampatan dan bahagian bawah akan mengalami tegangan.

Apabila tegasan adalah terlalu tinggi dibahagian atas, bukling akan terjadi manakala

bahagian bawah tidak akan menagalami sebarang perubahan.

Ini menunjukan bahawa berlakunya lenturan ( bending ) di bahagian tengah iaitu

pada lebar h/2. Selain itu rasuk juga akan mengalami piuhan ( twist ) ini disebabkan

bahagian tengah kini tidak lagi berada pada satah tegak yang asal sedangkan kedua-dua

hujungnya tidak berubah disebabkan sokongan yang dikenakan pada kedua-dua

hujungnya.

28

3.5 Twist- bend Instability by bending moments

Kes ini adalah sama dengan kes twist bend of beams

Rajah 3.6: Rajah Menunjukan Rasuk Yang Mengalami Piuhan

Kita andaikan u adalah anjakan pada arah bertentangan di garisan tengah rasuk

( h/2). Jika sudut φ = 0, maka u adalah anjakan yang berlaku pada bahagian atas dan

bawah rasuk. Namun begitu dalam keadaan ledingan φ = φ(0) dan u = u(x), maka u

adalah anjakan di bahagian tengah sahaja bukan untuk titik lain di rasuk ( bahagian atas

melengkung dengan anjakan u + hφ/2).

Persamaan pembezaan akan diperolehi dengan menganggap rasuk adalah setara

dari O ke titik x ( Rajah 3.6 ). Dan dari rajah dapat diperhatikan momen Mo diletakan di

rasuk untuk menyeimbangkan rasuk. Mo dititk O dinamakan momen lentur

( bending moment ) dan momen yang bertindak di titik x pula adalah berbeza dengan di

titik O.

Mo kemudiannya dipecahkan kepada 2 komponen yang berserenjang iaitu

Mo ( du/dx) dan M-o . Kedua-dua momen ini adalah berbeza dimana Mo ( du/dx)

dipanggil momen piuhan ( twisting moment ) kerana ia bertindak di sepanjang garisan

tengah dan M-o hanyalah suatu nilai untuk Hukum Kedua.

29

Seterusnya M-o dipecahkan sekali lagi kepada 2 komponen yang berserenjang

iaitu Moφ iaitu momen lentur yang bertindak di satah lentur dan komponen kedua M--o

yang dikenali sebagai momen lenturan setempat ( local bending moment ) yang

bertindak di satah pegun.

Jika kita ambil satu elemen kecil dx di titik x maka kita akan memperolehi satu

persamaan seperti berikut :

EIfu” = -Moφ --------------------------- (3.5.1)

Dan

Cφ = Mou’ ---------------------------- (3.5.2)

Dengan

C = Torsional stiffnes iaitu Ght3 3 EIf = flexible bending stiffness iaitu Eht3 12

Kita bezakan persamaan (3.5.2) dan masukan dalam persamaan (3.5.1) dan akan

memperoleh

EIfC φ” = -Moφ -------------------------(3.5.3) Mo Atau

φ” + Mo

2 φ = 0 ---------------------------(3.5.4) EIf

30

Daripada penyelesaian antara persamaan (3.5.3) dan (3.5.4) diperoleh

φ = C1 sin ( xMo/ √ EifC ) + C2 kos ( xMo/ √ EifC ) -----------( 3.5.5 )

kita masukan syarat sempadan

x = 0 dan x = l

dan akan memperoleh persamaan akhir

(Mo )krit = π√ EifC -----------( 3.5.6 ) l

Jika rasuk tidak cukup flexible sama ada pada lenturan atau kilasan, momen lentur

kritikal akan menjadi semakin besar dan akan mengakibatkan rasuk alah sebelum

mengalami buckling

3.6 Ledingan Akibat Kilasan Pada Syaf (Buckling Of Syaft By Torsion )

Katakana sebatang syaf disokong mudah di kedua-dua hujung dan dikenakan 2

daya kilasan ( torsion ) yang sama di kedua dua hujung tetapi pada arah yang berbeza.

Pada mulanya syaf berada dalam kedudukan dimana pusat syaf berada pada garisan

tengah. Tetapi apabila daya kilas yang dikenakan mencapai nilai kritikal,

ketakseimbangan akan berlaku dan menyebabkan wujudnya lengkungan pada batang

syaf seperti yang ditunjukan pada gambarajah di bawah

31

Rajah 3.7: Rajah Menunjukan Ledingan Syaf Yang Dikenakan Daya Putaran

Andaikan syaf berada dalam keadaan keseimbangan dari x = 0 hingga x = x. di

titik O dikenakan daya kilas Mt. untuk menyeimbangkan daya sekarang dititik P perlu

diletakan satu lagi daya kilas yang sama nilai dengan Mt pada arah yang bertentangan.

Namun pada ketika ini daya kilas di P sudah tidak lagi berada pada garis tengah syaf.

Rujuk rajah di bawah untuk gambaran tentang kedudukan daya kilas P

Rajah 3.8: Rajah Menunjukan Tidakan Vektor PA,BC, CA Dan PB

32

Untuk keadaan ini kita andaikan syaf meleding sedikit agar dy dan dz adalah

kecil jika dibandingkan dengan dx. ( dx = ds ). Daripada Rajah 3.8 diperolehi

PA = Mt ------------------- (3.6.1)

PB = Mt ------------------- (3.6.2 )

BC = Mt dy/dx

= Mt y’ ------------------- (3.6.3 )

dan

CA = Mt z’ ------------------- ( 3.6.4 )

PB bertindak di sepanjang garis tengah dan dinamakan daya kilas gandingan

setempat ( local torsion couple )

BC dan AC adalah momen lentur di satah xy

CA = Mt z’ pada satah x-y

Lalu diperoleh persamaan

Mt y’ = Eiz” -------------------------------------- (3.6.5 )

Mt z’ = Eiy” ------------------------------------- ( 3.6.6 )

Untuk menyelesaikan masalah ini kita akan gunakan kaedah nombor kompleks

untuk memudahkan penyelesaian algebra yang terlalu rumit jika dengan kaedah yang

terdahulu. Nombor kompleks tersebut adalah :

u = y + jz

33

dengan u adalah suatu fungsi x dan mewakili space deflection di setiap titik x

Kita darabkan persamaan ( 3.6.6) dengan j dan kita masukan kedalam persamaan

( 3.6.5 ) untuk memperoleh

Mt ( y’ + jz’) = EI( +jy” – jz” ) --------------------- ( 3.6.7 )

Atau

u” + jMt u’ = 0 ---------------------- ( 3.6.8 ) EI Dengan

u’ = C1e -j Mt x / EI

u’ = C1kos ( Mt x / EI) - j C1sin ( Mt x / EI )

u = C1 EI[ sin ( Mt x / EI) + j C1sin ( Mt x / EI ) + C2 ] -----------(3.6.9) Mt

Dengan keadaan sempadan x = 0 dan x = L serta y = z = 0 Maka u = y + jz = 0 Akhir sekali kita akan memperoleh persamaan akhir

( Mt )krit = 2πEI ------------------------ (3.6.10) l

34

Rajah 3.9: Rajah Menunjukan Kedudukan Ledingan Yang Terjadi

Seperti dalam kes-kes ledingan sebelum ini, kita mesti mencari nilai diameter

syaft paling minimum untuk bermulanya ledingan sebelum syaf akan alah.

Dengan andaian Salah = E / 1000

Tegasan ricih alah = separuh daripada tegasan terikan alah

r = jejari syaf

l = panjang syaf

diperolehi ledingan sebelum berlakunya alahan adalah l/r ≥ 2000π

Keputusan ini dapat menyimpulkan bahawa syaf dengan diameter yang kecil dan

panjang adalah berisiko tinggi untuk mengalami ledingan dan kesimpulan ini adalah

praktikal dalam kehidupan harian.

35

BAB IV

KAEDAH UNSUR TERHINGGA ( FINITE ELEMENT )

4.1 Pengenalan Kepada Analisis Unsur Terhingga

Analisis unsur terhingga telah dibangunkan oleh R.Courant pada tahun 1943. Ia

menggunakan analisis berangka dan penggabungan pelbagai variasi kalkulus umtuk

melakukan penyelesaian. Seterusnya ia telah diaplikasikan dalam perisian komputer bagi

memudah dan membantu manusia melakukan analisis bagi sesuatu struktur atau pun

analisis elemen yang sukar.

4.2 Apa Itu Analisis Unsur Terhingga (FEA)

FEA adalah satu model komputer yang mampu mereka tegasan dan membuat

analisa bagi memperoleh keputusan yang tertentu. Ia boleh digunakan dalam

merekabentuk sesuatu struktur tanpa memerlukan kita menghasilkan struktur tersebut

36

terlebih dahulu. Ini bermakna kita dapat menghasilkan satu struktur yang hampir

menyerupai bentuk asal dan kita boleh mengubahsuai struktur itu mengikut kehendak

kita agar struktur itu menjadi lebih baik dan kukuh.

Secara umumnya terdapat dua jenis analisa yang berkaitan iaitu model 2-D dan

model 3-D. Model 3-D adalah lebih kompleks berbanding model 2-D disebabkan oleh

lebih banyak satah yang perlu dikaji dan di ambil kira.

4.3 Cara Fea Berfungsi

FEA menggunakan sistem kompleks yang berdasarkan titik-titik yang dipanggil

nod. Nod-nod ini seterusnya akan membentuk satu grid yang dipanggil Mesh. Mesh ini

diprogram agar unsur ini mempunyai sifat-sifat bahan untuk struktur yang dikehendaki.

Disini juga daya-daya yang bertindak pada struktur akan diletakan sama kedudukan

seperti pada struktur asal. Nod-nod ini akan memerihalkan keadaan yang berlaku pada

unsur sama ada mengalami tegasan maksimum atau anjakan maksimum. Disini titik-titik

kritikal yang akan gagal dapat dikenalpasti dan ditentukan. Kebiasaanya terjadi pada

titik sambungan, perubahan bentuk dan lain-lain lagi bergantung kepada jenis daya dan

kedudukanya di struktur.

Antara analisis daya yang boleh diperoleh dari FEA adalah

1. Tegasan

2. Ledingan ( Buckling )

3. Analisis getaran ( Vibration )

4. Anjakan dan ubah bentuk (Deformation)

37

5. Heat Transfer

6. Analisis bendalir

7. Analsis eletrik

Rajah 4.1: Rajah Menunjukan Elemen-Elemen Pada Sebuah Kerangka

38

4.4 Langkah Penyelesaian Masalah Unsur Terhingga ( Finite Element Method)

Kaedah unsur terhingga adalah satu kaedah ataupun prosedur berangka dalam

menyelesaikan masalah berkaitan bidang kejuruteraan. Ia terdiri daripada beberapa

bahagian sub-sub langkah seperti yang akan diterangkan berikutnya.

1. Membahagikan unsur kepada elemen-elemen kecil

Langkah yang pertama adalah membahagikan unsur elemen kepada sub-sub

bahagian yang kecil dan diskret yang setara dengan sistem kaedah unsur terhingga

dengan disertakan nod-nod. Elemen yang digunakan mestilah cukup kecil bagi

memperoleh keputusan yang menghampiri jawapan sebenar.

2. Pemilihan persamaan anjakan

Persamaan yang dipilih mestilah ditetapkan untuk melakukan analisis unsur

terhingga. Selalunya persamaan linear, quadratik dan polinomial digunakan

disebabkan persamaan ini adalah mudah untuk digunakan bersama dengan kaedah

unsur terhingga.

39

3. Penentuan hubungan Strain/ Displacement dan Stress/ Strain

Digunakan dalam penghasilan atau pembentukan persamaan untuk setiap

elemen. Daripada hubungan antara kedua-dua persamaan ini kita dapat

membentuk banyak lagi persamaan kejuruteraan yang lain dengan ubahsuaian

yang tepat dan betul. Sebagai contoh hubungan antara tegasan dan terikan boleh

diberi dalam persamaan

σx = Eεx --------------------- ( 4.3.1 )

dimana σx = tegasan arah x

εx = terikan

E = modulus keanjalan

4. Pembentukan persamaan stiffness Matrix untuk elemen

Terdapat beberapa kaedah yang digunakan dalam langkah ini antaranya

ialah Kedah Keseimbangan ( Equilibrium Method ), Kedah Tenaga ( Energy

Method ) dan juga kaedah Weighted Residual.

Kesemua kaedah ini akan mencirikan sifat elemen. Ia boleh ditulis dalam

bentu matrik seperti dibawah

--------( 4.4.1)

)

40

5. Pengumpulan persamaan elemen untuk memperoleh persamaan global dan

penetapan keadaan sempadan

Langkah ini adalah untuk mengumpulkan kesemua persamaan didalam

satu bentuk matriks bagi keseluruhan unsur ataupun struktur. Ini

bermaksud setiap elemen akan digabungkan semula dalam bentuk

persamaan matriks

{F} = [ K ] {d } ---------------------- ( 4.5.1 )

dimana { F } = daya global

[ K ] = total stiffness matrix

{ d } = anjakan

6. Kesemua pembolehubah yang tidak diketahui dicari dan diselesaikan

Keadaan sempadan setiap titik dimasukan dan selesaikan menggunakan

penyelesaian algebra. Matriks ini boelh diselesaikan dengan

menggunakan kaedah penghapusan Gauss

41

BAB V

NASTRAN 4.51

5.1 Analisis NASTRAN 4.51

NASTRAN adalah satu program komputer yang dicipta berdasarkan konsep

kaedah unsur terhingga. Ia boleh digabungkan dengan perisian ACAD dan juga SOLID

WORK bagi menghasilkan lukisan kejuruteraan.

Lukisan daripada ACAD akan dimasukan ataupun dimodelkan dalam

NASTRAN menghasilkan struktur kerangka. Lukisan ini nanti akan dimodelkan dengan

memasukan semua sifat bahan seperti nilai modulus kenjalan E, jenis bahan, modulus

ketegaran G dan lain-lain lagi. Langkah ini adalah penting bagi NASTRAN melakukan

proses analisis.

Daya-daya di letakan pada titik-titik yang tertentu menyamai pada struktur asal.

Daripada tindakan daya-daya ini akan terhasil tindakbalas-tindakbalas yang akan

mencirikan keadaan selepas dikenakan beban nanti.

Perisian NASTRAN ini mengandungi pelbagai kaedah analisis masalah struktur

seperti :

42

Analisis asas:

• Statik Linear

• Ledingan ( akan dibincang lebih lanjut dalam PSM II )

• Mode normal

Analisis Respon Dinamik

• Model dan Respon Frekuansi Terus

• Analisis Acoustic

• Analisis Eigen Kompleks

• Analisis Respon Rawak

Analisis NASTRAN linear adalah bermaksud perubahan output (kita andaikan

sebagai anjakan ataupun tegasan ) secara linear terhadap input masukan ( contohnya

beban tumpu). Analisis statik pula bermaksud keadaan beban yang tidak berubah

terhadap masa. Apabila beban dialih, struktur akan kembali kepada bentuk asal.

5.2 Prosedur penyelesaian masalah menggunakan perisan NASTRAN

a) Penghasilan model struktur untuk dianalisis menggunakan perisian

ACAD. Setelah itu lukisan tadi di ‘ Export ’ ke dalam perisian

NASTRAN. Selain itu lukisan boleh dihasilkan di dalam NASTRAN

dengan menggunakan arahan yang tertentu.

b) Penentuan sifat-sifat bahan. Sifat-sifat bahan ini ditentukan dengan

menggunakan arahan ‘MATERIAL’. Di sini kita boleh menentukan sifat

43

bahan yang dipilih seperti isotropic, ortotropik, anistropik ataupun

hyperelastik. Selain itu jenis bahan yang lengkap semua datanya boleh

diperolehi seperti aluminium ataupun keluli tahan karat. Sebelum unsur

dimasukan, bilangan unsur yang akan diajana ditentukan terlebih dahulu

melalui arahan GENEARATE- MESH SIZE – ON SURFACE.

c) Unsur kemudianya dijanakan dengan arahan GENERATE- ON

GEOMETRI- ON SURFACE. Tiga jenis unsur boleh dipilih iaitu unsur

garisan, unsur satah dan juga unsur isipadu. Penjanaan struktur ini akan

menghasilkan model untuk unsur terhingga

d) Perkara seterusnya adalah penetapan keadaan sempadan. Arahan yang

selanjutnya adalah CONSTRAINT. Dari arahan ini kita dapat

menetapkan sempadan ataupun kekangan sama ada sokongan tetap, pin

atau bebas dari sebarang sokongan.

e) Langkah yang seterusnya adalah perletakan beban atau daya. Set

arahanya adalah MODEL- LOAD . Antara daya yang disertakan dalam

perisian NASTRAN ini adalah daya tumpu, momen, anjakan, halaju,

suhu dan pemindahan haba.

f) Setelah selesai, maka kini kita bolehlah menjalankan proses analisis.

Jenis analisis dipilih mengikut jenis keputusan yang kita kehendaki.

Arahan untuk melakukan analisis ini FILE –ANALYZE. Kemudian kita

pilih jenis analisis yang kita mahu seperti analsis buckling, statik,

dinamik, pemindahan haba dan lain-lain.

Langkah-langkah yang telah dinyatakan di atas adalah langkah asas dalam melakukan

analisis NASTRAN. Untuk masalah yang lebih rumit memerlukan kombinasi set arahan

yang tertentu.

44

Rajah 5.1: Rajah Menunjukan Analisis NASTRAN Terhadap Sebuah Selinder

45

BAB VI

PENERANGAN UJIKAJI

Secara umum eksperimen yang dijalankan adalah terbhagi kepada dua bahagian

iaitu pembebanan secara menegak dan juga pembebanan sisi untuk menghasilkan daya

kilasan ( torsion ). Kesemua maklumat yang diperolehi akan direkod dan diekstrak untuk

memperoleh sesuatu keputusan. Data-data yang diperolehi daripada Data Logger adalah

dalam bentuk terikan, strain ( ε ). Dari data ini seterusnya akan menghasilkan tegasan

(σ). Analisa yang dijalankan adalah analisa jenis stastik. Analisa statik adalah analisa

yang mengkaji pembebanan dalam keadaan yang stabil sahaja tanpa dipengaruhi oleh

perubahan daya. Dalam kata lain jika suatu jasad ditindaki dengan sesuatu daya maka

daya yang dikenakan mestilah tidak berubah dan bertambah atau berkurang secara dalam

sesuatu masa.

Nilai-nilai bacaan yang diperolehi adalah daripada keenam-enam tolok terikan

yang dipasang pada rangka motosikal. Bacaan terikan ,ε ini pula akan dipaparkan di data

loger. Disini terdapat dua jenis bacaan iaitu terikan arah paksi- x ( εx ) dan juga terikan

arah paksi-y (εy ). Didapati juga terdapat dua nilai bacaan iaitu nilai terikan positif dan

juga terikan. Ini disebabkan kedudukan tolok terikan. Pada arah terikan yang akan

menyebabkan rangka memanjang nilai terikan adalah positif, manakala nilai adalah

disebabkan rangka memendek atau mengecil.

46

6.1 Ujikaji 1 : Pembebanan Daya Menegak

Dalam ujikaji ini, rangka motosikal akan dikenakan daya secara arah menegak

mengikut paksi mencancang. Pemberat akan bertambah secara linear dari 0 Kg sehingga

nilai maksimum 80 Kg. Pembebanan dalam arah ini adalah untuk menunjukan

pembebanan yang ditampung oleh rangka motosikal akibat daripada penunggang dan

juga pembonceng motosikal. Beban ini akan diletakan pada rangka motosikal pada

bahagian sambungan penyerap hentakan ( absorber ). Pemilihan tempat ini kerana ia

merupakan titik dimana beban daripada penunggang motosikal dipindah terus kepada

rangka motosikal. Beban akan digantung pada penyangkut beban dan ditambah

sebanyak 10 Kg setiap kali penambahan. Beban hendaklah tidak menyentuh rangka

ataupun peyokong untuk mengelakan daripada terjadi pembebanan tidak sekata yang

akan mempengaruhi nilai bacaan pada tolok terikan. Selain itu daya yang dikenakan

mestilah tidak melampaui had elastic kerana skop kajian adalah hanya meliputi dalam

julat alah sahaja.

Rajah 6.1: Gambar Rangka 125 Dikenakan Beban Gantung

47

6.2 Ujikaji 2 : Pembebanan Daya Kilas

Dalam ujikani ini rangka akan dikenakan satu beban sisi di tepi rangka untuk

membentuk daya kilasan pada rangka motosikal tersebut. Kewujudan daya kilas pada

rangka motosikal adalah hamper menyamai keadaan ketika motosikal membelok dimana

ketika ini motosikal akan menyendeng sedikit. Kesan daripada daya kilas ini rangka

akan menaglami piuhan pada satah-zy seperti yang ditunjukan pada rajah dibawah.

Fenomena ini akan menyebabkan terjadinya tegasan dan terikan pada rangka motosikal.

Beban akan ditambah secara berperingkat-peringkat daripada 0 Kg hingga 80 Kg. beban

yang digantung di sisi rangka motor ini akan menghasilkan daya kilas mengikut

persamaan :

T = F x r ----------------(6.2a)

Dimana : T = Daya kilas, Tork ( Nm )

F = Daya , Force ( N )

r = Jarak ( m )

Beban yang dikenakan di sisi rangka mestilah tidak melampaui had dan julat

bahan kerana skop kajian hanyalah meliputi julat elastik sahaja. Analisis untuk ujikaji ini

tetap jenis analisis statik. Setiap terikan yang dikesan tolok terikan akan direkod oleh

data loger. Tolok terikan dipasang pada 6 titik yang akan memberikan gambaran secara

menyeluruh tentang apa yang terjadi pada keseluruhan rangka motsikal ketika beban

digantung.

48

Rajah 6.2: Gambar Rangka 125z Dikenakan Daya Kilas

6.3 Masalah yang dihadapi ketika melakukan ujikaji

Dalam ujikaji membekalkan daya pada arah memugak dan juga daya kilas

terdapat beberapa masalah yang akan mempengaruhi nilai bacaan pada tolok

terikan.masalah ini meliputi cara bagaimana meletakan beban, proses pemasangan tolok

terikan dan juga masalah berkaitan data logger. Diantara masalah tersebut adalah seperti

berikut

i. Masalah meletakan rangka pada satu kedudukan yang tetap, stabil dan tidak

bergoyang. Untuk itu suatu pemegang ataupun tapak jig perlulah direkabentuk

bersesuaian dengan rekabentuk rangka.motosikal agar rangka motor dapat

diletakan. Masalah yang akan timbul apabila kedudukan rangka tidak stabil

ialah rangka akan mudah terbalik dan juga bacaan daripda tolok terikan kurang

tepat.

ii. Masalah beban yang berayun. Perkara ini terjadi disebabkan beban hanya

digantung pada pengantung bukan dikimpal terus kepada rangka motosikal.

49

Apabila beban berayun sudut tindakan daya akan berubah, maka daya akan

berubah-ubah sama ada bertambah ataupun berkurangan. Jika perkara ini terjadi

ia bukanlah lagi dalam kategori analisa statik tetapi analisa dinamik. Dalam

ujikaji ini sudut untuk daya mestilah 90º. Untuk itu beban yang digantung

poerlulah dipastikan tidak berayun ketika mengambil bacaan.

iii. Masaalah ketika pemasanagan tolok terikan juga perlu diberi perhatian. Ini

kerana tolok terikan inilah yang akan memberikan bacaan teriakan. Antara

masalah tersebut ialah permukaan rangka yanmg tidak rata, tolok terikan tidak

lekat sepenuhnya pada rangka dan juga proses pematrian yang kurang sempurna

iaitu terminal bersentuh.

50

BAB VII

ANALISIS PENGIRAAN

7.1 Sifat Bahan

Jenis Bahan High Strength Steel

Modulus Young ,E 205GPa

Modulus Ketegaran , G 80GPa

Nisbah Poisson 0.32

Tegasan Muktamad 1325 MPa

Tegasan Alah 1035 MPa

Jadual 7.1: Jadual Sifat Bahan

7.2 Contoh pengiraan dalam memperoleh data untuk titik 3 beban daya

784.8 N ( 80 Kg )

Pada titik 3 diperoleh bacaan tolok terikan seperti berikut

εx 20 x 10-6

εy -5 x 10-6

ε 45 1 x 10-6

51

2=xyγ ε 45 (− εx + εy ) ----------------------( 7.2.1 )

= 2(1 x 10-6 ) – ( 20 x 10-6 -5 x 10-6 )

= -1.3 x 10-5

xyxy Gγτ = ----------------------(7.2.2)

= (80x 109 ) ( - 1.3 x 10-5 )

= -1.04 MPa

[ yxxE νεεν

ννσ +−

−+= )1(

)21)(1(] -----------------------(7.2.3)

[ ])105(32.01020)32.01()32.0(21)(32.01(

10205 669

−− −+−−+

= xxxxσ

xσ = 4.314 x 1011 ( 1.36 x 10-5 – 1.6 x 10-6 )

= 5.17 Mpa

[ xyyE νεεν

ννσ +−

−+= )1(

)21)(1(] ------------------------(7.2.4)

[ ])1020(32.0)105)(32.01()32.0(21)(32.01(

10205 669

−− +−−−+

= xxxyσ

yσ = 4.314 x 1011 ( 3 x 10-6)

yσ = 1.3 MPa

52

221 4)(

21

2)(

xyyxyx τσσ

σσσ +++

+= -----------------------(7.2.5)

2626666

1 )1004.1(4)103.11017.5(21

2)103.11017.5( xxxxx

−+−++

=σ

1σ = 3.235 x 106 + 1213 1033.41049.121 xx +

1σ = 3.235 x 106 + 21 (4.38x106)

1σ = 5.42 MPa

53

BAB VIII

PERBINCANGAN GRAF

Untuk mengkaji perilaku tegasan yang berlaku didalam rangka motosikal, ujikaji

makmal telah dijalankan di makmal pepejal Fakulti Kejuruteraan Mekanikal. Untuk

menunjukan perbanndingan antara niali tegasan sebenar dengan nilai tegasan teori

analisis tegasan menggunakan perisian Nastran telah dijalankan.

Sebelum melakukan ujikaji makmal, titik-titik kajian telah ditentukan terlebih

dahulu. Titik-titik ini kemudianya akan dipasangkan tolok terikan. Tolok terikan ini

berfungsi mengesan jumlah terikan yang berlaku pada titik tersebut. ε dengan proses

pengiraan selanjutnya nilai tegasan xσ pada titik tersebut.. kritia utama dalam pemilihan

titik untuk meletakan tolok terikan ini adalah titik yang dijangkakan kemungkinan

tegasan yang maksimum dicapai dan juga titik kritikal. Antara faktor yang

mempengaruhi titik tegasan adalah perubahan saiz dimensi keratan rentas yang ketara,

titik konsentrasi dan juga titik dimana beban dikenakan.

54

8.1 Ujikaji Makmal

Sebanyak 6 titik dipilih untuk rangka 125z dan juga 7 titik untuk rangka RZ

(Rajah 8.01 dan Rajah 8.02 ). Nilai – nilai terikan akan diperoleh dari tolok terikan dan

diproses menggunakan data logger. nilai tegasan akan dikira kemudianya menggunakan

rumus berikut:

)21)(1( ννσ −+= Ex (1-ν ) εx +ν ( εx)

dengan Tegasan Paksi-x, xσ

Modulus Young, E = 1.999 x 1011

Nisbah Poison, ν = 0.32

Modulus Ketegaran , G = 7.584 x 1010

Setelah kesemua nilai tegasan dan terikan diperolehi kesemuanya dikumpul

didalam jadual dibawah. Graf tegasan melawan daya akan dilukis untuk kesemua titik

pada rangka 125z dan juga rangka RZ. Garf ujikaji makmal ini akan dibandingkan

dengan graf yang dipeolehi daripada data Nastran. Secara umumnya tegasan akan

menigkat dengan peningkatan beban mengikut hubungan F ∞ σ .

55

3

4

5

2

6 1

Rajah 8.01: Kedudukan Titik Tolok Terkan Pada Rangka 125z

32 7

4 6

1

5

Rajah 8.02: Kedudukan Titik Tolok Terikan Rangka RZ

56

8.2 Perbincangan Tegasan Melawan Daya Beban Rangka 125z

8.2.1 Perbincangan titik 1

ujikaji

makmal

analisis

Nastran

daya σx daya σx

0 0 0 0

98.1 2.53E+05 98.1 2.051E+04

196.2 2.99E+05 196.2 2.307E+05

294.3 3.04E+05 294.3 3.186E+05

392.4 3.20E+05 392.4 3.318E+05

490.5 4.84E+05 490.5 3.982E+05

588.6 5.22E+05 588.6 4.097E+05

686.7 6.35E+05 686.7 4.466E+05

784.8 6.51E+05 784.8 4.901E+05

Jadual 8.2.1: Jadual Daya Beban Dan Tegasan Titik 1

0100000200000300000400000

500000600000700000800000

0 200 400 600 800 1000

Daya Beban ( N )

Tega

san

Paks

i-x

Ujikaji MakmalAnalisis Nastran

Graf 8.2.1: Graf Tegasan Melawan Daya Beban Pada Titik 1 Rangka

125z

57

Titik 1 adalah titik yang berhampiran dengan tapak sokongan bawah. Di titik ini

tegasan yang bertindak adalah dalam keadaan mampatan. Oleh sebab itu bacaan terikan

yang diperolehi daripada data logger adalah bernilai negatif. Nilai negatif disini

bermaksud arah tindakan terikan itu. Jika kesemua titik ini tadi diplotkan kedalam graf

tegasan melawan daya beban dapat dilihat bahawa tegasan akan meningkat dengan

penambahan daya beban dengan sekatanya. Walaupun dapat dipastikan bahawa graf

yang dibentuk adalah graf garis lurus, tetapi taburan titik yang diplot pada graf adalah

kurang tersusun. Ini terjadi mungkin disebabkan oleh ketakstabilan tolok terikan adatu

pun data logger ketika mengambil bacaan terikan. Mungkin juga disebabkan oleh rangka

tidak diapit dengan kemas pada tapak penyokong. Untuk analisis graf bacaan Nastran

pula didapati graf garis lurus turut diperolehi


titik 2

ujikaji

makmal

analisis

Nastran

daya σx daya σx

0 0.00E+00 0 0

98.1 2.42E+06 98.1 1.784E+05

196.2 2.56E+06 196.2 2.318E+05

294.3 2.56E+06 294.3 2.902E+06

392.4 6.55E+06 392.4 3.371E+06

490.5 7.33E+06 490.5 3.520E+06

588.6 8.17E+06 588.6 5.304E+06

686.7 8.34E+06 686.7 6.111E+06

784.8 8.57E+06 784.8 7.830E+06


58

-2.00E+06

0.00E+00

2.00E+06

4.00E+06

6.00E+06

8.00E+06

1.00E+07

1.20E+07

0 200 400 600 800 1000

Daya Beban ( N )

Teg

asan

Pas

ksi-x


Rajah 8.2.2: Graf Tegasan Melawan Daya Beban Pada Titik 2 Rangka

125z

8.2.3 Perbincangan Titik 3 titik 3

ujikaji

makmal

analisis

Nastran

daya σx daya σx

0 0.00E+00 0 0

98.1 5.72E+05 98.1 1.614E+06

196.2 2.86E+05 196.2 2.721E+05

294.3 2.86E+05 294.3 -1.605E+05

392.4 -8.58E+05 392.4 -1.896E+05

490.5 -1.43E+06 490.5 -1.984E+05

588.6 -1.50E+06 588.6 -1.566E+06

686.7 -1.72E+06 686.7 -1.727E+06

784.8 -1.98E+06 784.8 -1.946E+06


59

-2.50E+06-2.00E+06-1.50E+06-1.00E+06-5.00E+050.00E+005.00E+051.00E+061.50E+062.00E+06

0 200 400 600 800 1000

Daya Beban ( N )

Tega

san

Paks

i-xUjikaji MakmalAnalisis Nastran

Rajah 8.2.3: Graf Tegasan Melawan Daya Beban 3 Rangka 125z

Titik 2 adalah terletak pada bahagian rangka atas. Bahagian ini merupakan

tempat duduk bagi rangka motosikal. Di titik ini beban yang diterima adalah beban

daripada berat penumpang dan pembonceng. Titik 2 dan 3 adalah pada kedudukan yang

sama tetapi bertentang arah. Daripada graf dapat diperhatikan dengan jelasa bahawa

tegasan akan meningkat dengan penambahan daya beban. Graf yang terbentuk juga

adalah graf garis lurus.

60


ujikaji

makmal

analisis

Nastran

daya σx daya σx

0 0.00E+00 0 0

98.1 1.35E+05 98.1 -1.221E+05

196.2 0.00E+00 196.2 1.737E+05

294.3 1.51E+05 294.3 2.271E+05

392.4 2.02E+05 392.4 3.278E+05

490.5 5.05E+05 490.5 4.767E+05

588.6 2.36E+05 588.6 5.760E+05

686.7 3.87E+05 686.7 6.636E+05

784.8 3.87E+05 784.8 8.732E+05


-2.00E+05

0.00E+00

2.00E+05

4.00E+05

6.00E+05

8.00E+05

1.00E+06

0 200 400 600 800 1000

Daya Beban ( N )

Tega

san

Paks

i-x


Rajah 8.2.4: Graf Tegasan Melawan Daya Beban Titik 4 Rangka 125z

61

Titik 4 adalah titik sambungan diantara 2 bar di bahagian rangka atas. Titik 4

adalah tempat beban daya digantung. Oleh sebab itu titik ini merupakan titik yang paling

kritikal. Daripada jadual dapat dilihat dengan jelas bahawa tegasan yang wujud di titik

ini adalah yang tertinggi diantara titik yang lain.jika kita rujuk graf tegasan melawan

daya beban didapati graf garis lurus diperolehi. Taburan titik untuk graf ujikaji makmal

dan juga analisis Nastarn adalah sekata dan membentuk graf garis lurus dan ini

mematuhi hubungan antara daya dan tegasan.


titik 5

ujikaji makmal analisis Nastran

daya σx daya σx

0 0.00E+00 0 0

98.1 2.34E+06 98.1 7.701E+04

196.2 3.79E+06 196.2 -2.646E+06

294.3 5.12E+06 294.3 4.204E+06

392.4 8.01E+06 392.4 1.745E+05

490.5 1.19E+07 490.5 3.850E+06

588.6 1.44E+07 588.6 4.062E+06

686.7 1.58E+07 686.7 4.086E+06

784.8 1.80E+07 784.8 5.671E+06

Jadual 8.2.5: Jadual Daya Beban Dan Tegasan Titik

62

-5.00E+06

0.00E+00

5.00E+06

1.00E+07

1.50E+07

2.00E+07

0 200 400 600 800 1000

Daya Beban ( N )

Tega

san

Paks


Rajah 8.2.5: Graf Tegasan Melawan Daya Beban Titik 5 Rangka 125z

8.2.6 Perbincangan titik 6 titik 6

ujikaji makmal

analisis

Nastran

daya σx daya σx

0 0.00E+00 0 0

98.1 1.50E+06 98.1 1.446E+04

196.2 4.00E+06 196.2 3.657E+06

294.3 5.05E+06 294.3 4.306E+06

392.4 7.00E+06 392.4 2.610E+06

490.5 7.20E+06 490.5 5.267E+06

588.6 8.40E+06 588.6 5.932E+06

686.7 1.04E+07 686.7 6.744E+06

784.8 1.14E+07 784.8 8.560E+06


63

0.00E+00

2.00E+06

4.00E+06

6.00E+06

8.00E+06

1.00E+07

1.20E+07

1.40E+07

0 200 400 600 800 1000

Daya Beban ( N )

Tega

san

Paks


Rajah 8.2.6:Graf Tegasan Melawan Daya Beban Titik 5 dan 6 Rangka 125z

Titik 6 dan 5 adalah titik sambungan antara rangka bahagian atas dan juga

bahagian rangka utama. Ia juga titik yang sama tetapi berlaina arah kedudukan sahaja.

Kedua-dua titik ini juga adalah titik yang kritikal Daripada jadual didapati graf

membentuk garis lurus. Peningkatan beban akan meningkatkan tegasan yang wujud pada

kedua-dua titik.

64

8.3 Perbincangan Graf Tegasan Melawan Daya Kilas Rangka 125z


titik 1

ujikaji makmal analisis nastran

daya kilas T ( Nm ) tegasan σx daya kilas T ( Nm ) tegasan σx

0 0.00E+00 0 0

5.886 3.37E+04 5.886 -6.81E+04

11.772 -1.01E+05 11.772 -4.32E+04

17.658 -1.01E+05 17.658 -1.78E+04

23.544 -8.41E+04 23.544 -2.24E+04

29.43 -6.39E+05 29.43 -1.16E+05

35.316 -1.04E+06 35.316 -5.38E+05

41.202 -1.33E+06 41.202 -8.40E+05

47.088 -1.18E+06 47.088 -9.33E+05

Jadual 8.3.1: Jadual Titik Tegasan Dan Daya Kilas

-1.60E+06

-1.40E+06

-1.20E+06

-1.00E+06

-8.00E+05

-6.00E+05

-4.00E+05

-2.00E+05

0.00E+00

2.00E+05

4.00E+05

0 10 20 30 40 50

Daya Kilas ( Nm )

Tega

san

paks

i-x

ujikaji

Nastran

Rajah 8.3.1:Graf Tegasan Melawan Daya Kilasan Titik1 Rangka 125z

65

Daripada jadual di atas didapati pada titik 1 ini apabila daya kilas dikenakan pada

rangka, tegasn yang terhasil adalah bernilai negatif. Ini bermaksud titik ini berada dalam

keadaan mampatan. Setelah graf diplotkan didapati bahawa garf yang terhasil adalah

garis lurus. Nilai magnitud yang diperolehi daripada ujikaji makmal adalah lebih tinggi

berbanding nilai tegasan yang yang diperoleh daripada analisis Nastran.


titik 2



0 0.00E+00 0 0

5.886 -7.24E+05 5.886 3.63E+04

11.772 -1.58E+06 11.772 5.34E+04

17.658 -2.31E+06 17.658 -8.84E+04

23.544 -3.30E+06 23.544 -2.74E+05

29.43 -3.87E+06 29.43 -1.48E+06

35.316 -5.17E+06 35.316 -1.52E+06

41.202 -5.74E+06 41.202 -3.07E+06

47.088 -6.60E+06 47.088 -5.72E+06

Jadual 8.3.2: Jadual Titik 2 Tegasan Dan Daya Kilas

66

-7.00E+06-6.00E+06-5.00E+06-4.00E+06-3.00E+06-2.00E+06-1.00E+060.00E+001.00E+062.00E+06

0 20 40 60

Daya Kilas ( Nm )

Tega

san

Paks

i-x

Ujikaji Makmal

Analisis Nastran

Rajah 8.3.2: Graf Tegasan Melawan Daya Kilasan Titik 2 Rangka 125z

Pada kedudukan titik 2 ini juga tegasan adalah dalam keadaan mampatan. Oleh sebab itu

didapati graf yang diplotkan adalah berbentuk graf garis lurus dengan kecerunan negatif.

Ini bermaksud semakin tinggi nilai daya kilas yang dibekalkan maka nilai tegasan akan

semakin bertambah tetapi dalam arah mampatan.

67


titik 3



0 0.00E+00 0 0

5.886 2.00E+06 5.886 5.37E+05

11.772 2.44E+06 11.772 9.69E+05

17.658 2.88E+06 17.658 9.90E+05

23.544 3.60E+06 23.544 2.58E+06

29.43 3.80E+06 29.43 2.98E+06

35.316 4.04E+06 35.316 3.51E+06

41.202 4.48E+06 41.202 3.52E+06

47.088 5.70E+06 47.088 6.32E+06

Jadual 8.3.3: Jadual Titik Tegasan Dan Daya Kilas

-1.00E+06

0.00E+00

1.00E+06

2.00E+06

3.00E+06

4.00E+06

5.00E+06

6.00E+06

7.00E+06

0 20 40 60

Daya Kilas ( Nm )

Tega

san

Paks

i-x

Ujikaji Makmal

Analisis Nastran


68

Pada kedudukan titik 3 didapati tegasan yang terhasil akan meningkat dengan

peningkatan beban. Merujuk kepada graf yang diplotkan, didapati trend graf yang

terhasil adalah graf garis lurus. Graf analisis Nastran mempunyai kecerunan yang lebih

tinggi berbanding dengan graf ujikaji makmal.


titik 4



0 0.00E+00 0 0

5.886 -1.51E+05 5.886 -1.72E+05

11.772 -2.37E+05 11.772 -2.41E+05

17.658 -2.86E+05 17.658 -3.02E+05

23.544 -2.92E+05 23.544 -4.22E+05

29.43 -3.01E+05 29.43 -4.91E+05

35.316 -3.51E+05 35.316 -5.23E+05

41.202 -3.86E+05 41.202 -6.44E+05

47.088 -4.00E+05 47.088 -8.80E+05


69

-1.00E+06

-9.00E+05

-8.00E+05

-7.00E+05

-6.00E+05

-5.00E+05

-4.00E+05

-3.00E+05

-2.00E+05

-1.00E+05

0.00E+000 20 40 60

Daya Kilas ( Nm ))

Tega

san

Paks

i-xUjikaji Makmal

Analisis Nastran


Titik 4 juga menunjukan trend graf yang sama seperti titik-titik yang sebelum ini. Graf

yang diplot adalah graf garis lurus dengan kecerunan negatif.


titik 5



0 0.00E+00 0 0

5.886 -4.21E+05 5.886 5.43E+05

11.772 1.03E+06 11.772 -6.50E+05

17.658 2.04E+06 17.658 1.56E+06

23.544 3.20E+06 23.544 3.92E+04

29.43 5.08E+06 29.43 2.56E+06

35.316 5.67E+06 35.316 3.08E+06

41.202 7.12E+06 41.202 5.59E+06

47.088 9.29E+06 47.088 7.10E+06


70

-2.00E+06

0.00E+00

2.00E+06

4.00E+06

6.00E+06

8.00E+06

1.00E+07

0 20 40 60

Daya Kilas ( Nm )

Tega

san

Paks

i-xUjikaji Makmal

Analisis Nastran


Graf yang diperolehi adalah jenis garis lurus dengan kecerunan positif. Ini bermaksud

apabila daya kilas menigkat maka tegasan akan semakin menigkat.

8.3.5 Perbincangan titik 6 titik 6



0 0.00E+00 0 0

5.886 2.93E+06 5.886 5.52E+05

11.772 5.17E+06 11.772 1.04E+06

17.658 7.54E+06 17.658 -3.58E+04

23.544 9.49E+06 23.544 4.08E+06

29.43 1.23E+07 29.43 7.60E+06

35.316 1.57E+07 35.316 9.12E+06

41.202 1.82E+07 41.202 1.56E+07

47.088 2.11E+07 47.088 2.84E+07


71

-1.00E+07

-5.00E+06

0.00E+00

5.00E+06

1.00E+07

1.50E+07

2.00E+07

2.50E+07

3.00E+07

3.50E+07

0 20 40 60

Daya Kilas ( Nm )

Tega

san

Paks

i-x

Ujikaji Makmal

Analisi Nastran

Rajah 8.3.6: Graf Tegasan Melawan Daya Kilasan Titik6 Rangka 125z

Graf yang diplot adalah berbentuk garis lurus dengan kecerunan positif..didapati graf

antara ujikaji makmal dan juga analisis nastran adalalah berdekatan dan bersilang pada

titik yang terakhir.

72

8.4 Perbincangan Mengenai Tegasan Melawan Daya Beban RZ


titik 1 Ujikaji Makmal analisis nastran daya F( N ) tegasan σx daya F( N ) tegasan σx

0 -2.86E+05 0 0.00E+0098.1 4.29E+06 98.1 2.32E+05

196.2 1.66E+07 196.2 4.64E+05294.3 2.49E+07 294.3 4.08E+07392.4 3.72E+07 392.4 5.09E+07490.5 5.46E+07 490.5 5.81E+07588.6 6.72E+07 588.6 7.60E+07686.7 7.21E+07 686.7 7.71E+07784.8 8.81E+07 784.8 9.16E+07

Jadual 8.4.1: Jadual Titik Daya Tegasan Titik 1

-2.00E+07

0.00E+00

2.00E+07

4.00E+07

6.00E+07

8.00E+07

1.00E+08

1.20E+08

0 200 400 600 800 1000

Daya Beban ( N )

Tega

san

Paks

i-x


Rajah 8.4.1 :Graf Tegasan Melawan Daya Beban Titik 1 Rangka RZ

73



0 0.00E+00 0 0.00E+0098.1 4.58E+06 98.1 1.33E+06

196.2 1.17E+07 196.2 2.12E+07294.3 1.95E+07 294.3 2.50E+07392.4 3.32E+07 392.4 3.11E+07490.5 5.12E+07 490.5 4.40E+07588.6 6.46E+07 588.6 6.13E+07686.7 6.92E+07 686.7 7.30E+07784.8 8.21E+07 784.8 7.20E+07


-2.00E+07-1.00E+070.00E+001.00E+072.00E+073.00E+074.00E+075.00E+076.00E+077.00E+078.00E+079.00E+07

0 200 400 600 800 1000

Daya Beban ( N )

Tega

san

Paks

i-x


Rajah 8.4.2: Graf Tegasan Melawan Daya Beban Titik 1 Rangka RZ

74



0 0.00E+00 0 0.00E+0098.1 5.72E+05 98.1 1.26E+05

196.2 5.72E+05 196.2 2.07E+05294.3 2.86E+05 294.3 -4.95E+05392.4 -2.43E+06 392.4 -5.01E+05490.5 -4.00E+06 490.5 -1.25E+06588.6 -4.18E+06 588.6 -1.51E+06686.7 -4.72E+06 686.7 -2.94E+06784.8 -4.99E+06 784.8 -3.90E+06


-6.00E+06

-5.00E+06

-4.00E+06

-3.00E+06

-2.00E+06

-1.00E+06

0.00E+00

1.00E+06

2.00E+06

0 200 400 600 800 1000

Daya Beban ( N )

Tega

san

Paks

i-x



75



0 9.76E+05 0 0.00E+0098.1 -1.40E+06 98.1 -1.08E+05

196.2 -5.84E+06 196.2 -1.40E+06294.3 -1.11E+07 294.3 -1.85E+06392.4 -2.04E+07 392.4 -4.19E+06490.5 -3.28E+07 490.5 -1.01E+07588.6 -4.15E+07 588.6 -2.03E+07686.7 -4.30E+07 686.7 -2.13E+07784.8 -5.78E+07 784.8 -3.83E+07


-7.00E+07

-6.00E+07

-5.00E+07

-4.00E+07

-3.00E+07

-2.00E+07

-1.00E+07

0.00E+00

1.00E+07

0 200 400 600 800 1000

Daya Beban ( N )

Tega

san

Pak

si-x



76



0 9.76E+05 0 0.00E+0098.1 -3.45E+06 98.1 -4.38E+04

196.2 -1.04E+07 196.2 -3.61E+03294.3 -1.82E+07 294.3 -1.74E+06392.4 -3.23E+07 392.4 -3.10E+07490.5 -4.97E+07 490.5 -4.94E+07588.6 -6.25E+07 588.6 -5.41E+07686.7 -6.65E+07 686.7 -6.30E+07784.8 -8.17E+07 784.8 -7.75E+07


-1.00E+08

-8.00E+07

-6.00E+07

-4.00E+07

-2.00E+07

0.00E+00

2.00E+07

0 200 400 600 800 1000

Daya Beban ( N )

Tega

san

Paks

i-x



77



0 0.00E+00 0 0.00E+0098.1 0.00E+00 98.1 -4.43E+04

196.2 0.00E+00 196.2 -1.60E+05294.3 2.86E+05 294.3 -1.66E+05392.4 0.00E+00 392.4 -1.70E+05490.5 2.86E+05 490.5 -1.83E+05588.6 -2.86E+05 588.6 -1.73E+05686.7 -2.86E+05 686.7 -1.90E+05784.8 -2.86E+05 784.8 -2.01E+05


-4.00E+05

-3.00E+05

-2.00E+05

-1.00E+05

0.00E+00

1.00E+05

2.00E+05

3.00E+05

4.00E+05

0 200 400 600 800 1000

Daya Beban ( N )

Tega

san

Paks

i-x

Ujikaji MakmalAnalisi Nastran


78



0 0.00E+00 0 0.00E+0098.1 1.01E+06 98.1 1.90E+06

196.2 3.31E+06 196.2 1.94E+06294.3 5.49E+06 294.3 1.03E+07392.4 9.66E+06 392.4 1.58E+06490.5 1.69E+07 490.5 1.50E+07588.6 2.18E+07 588.6 1.67E+07686.7 2.45E+07 686.7 1.89E+07784.8 2.31E+07 784.8 1.90E+07


-5.00E+06

0.00E+00

5.00E+06

1.00E+07

1.50E+07

2.00E+07

2.50E+07

3.00E+07

0 200 400 600 800 1000

Daya Beban ( N )

Tega

san

Paks

i-x

Ujikaji MakmalAnalsis Nastran


79

Daripada jadual dan graf yang telah diplotkan dapat diperhatikan bahawa titik

yang paling kritikal apabila rangka RZ ini diberikan daya beban adalah titik 1 dan titik

2. Kedua- dua titik ini adalah titik sambungan antara bar tepi dan juga bar tengah. Sila

rujuk Rajah 8.01 . Secara keseluruhannya kesemua graf yang diplotkan membentuk satu

graf garis lurus. Ini adalah mematuhi hubungan tegasan berkadar terus dengan daya

yang dibekalkan iaitu F ∝ xσ . Walaupun terdapat graf yang membentuk garis lurus

dengan kecerunan negatif ia bukan bermaksud daya berkadar songsang dengan tegasan,

tetapi menunjukan bahawa tegasan berada didalam keadaan mampatan, manakala nilai

positif merujuk kepada tegasan yang mengalami keadaan tegangan. Titik-titik yang

mengalami tegasan mampatan adalah titik 2, 3, 4, 5 dan 6 manakala titik 1 dan 7

mengalami tegangan ini adalah berdasarkan kecerunan graf yangf diplot.

Julat tegasan yang wujud adalah dari – 70Mpa sehingga 100 Mpa untuk analisis

Nastarn dan juga ujikaji makmal. Taburan titik untuk kedua-dua graf analisis nastran dan

juga makmal didapati ada yang sekata dan ada yang berselerak. Terdapat beberapa

punca yang menyumbang kepada masalah ini antaranya ialah keadaan rangka yang telah

lama. Ini disebabkan rangka RZ yang digunakan telah digunakan selama 4 semester

yang lepas. Oleh sebab itu rangka telah mengalami pengaratan. Selain daripada itu

masaalah yang berpunca daripada tolok terikan juga mampu menyebabkan bacaan tidak

tepat. Ini mungkin tolok terikan tidak melekat sepenuhnya pada rangka motosikal

ataupun wayar yang bersentuh di terminal. Masalah menggantung beban juga antara

faktor yang mempengaruhi bacaan. Ini kerana tiada tempat yang sesuai untuk

menggantung beban pada rangka disebabkan kekurangan ruang. Masalah beban yang

berayun juga perlu diambil kira. Ini kerana analisis yang dijalankan adalah jenis analisis

statik bukanlah dinamik.

80

8.5 Perbincangan Tegasan Melawan Daya Kilas RZ


titik 1 Ujikaji Nastran daya kilas T ( Nm ) tegasan paksi-x σx daya kilas T ( Nm ) tegasan paksi-x σx

0 0.00E+00 0 0.00E+007.112 2.86E+06 7.112 1.06E+0614.22 2.86E+06 14.22 1.33E+0621.34 1.09E+07 21.34 1.50E+0728.45 2.46E+07 28.45 2.95E+0735.56 3.35E+07 35.56 3.00E+0742.67 4.63E+07 42.67 3.58E+0749.78 5.92E+07 49.78 4.92E+0756.89 7.32E+07 56.89 5.49E+07

Jadual 8.5.1: Jadual Titik Tegasan Dan Daya Kilas Titik 1

8.00E+07

Tegasan Paksi-x

6.00E+07

4.00E+07 Ujikaji Makmal

2.00E+07

0.00E+00 0 20 40 60

-2.00E+07 Daya Kilas ( Nm )

Analisis Nastran

Rajah 8.5.1: Graf Tegasan Melawan Daya Kilas Titik 1 Rangka RZ

81



0000 -2.86E+05 0 0.00E+007.112 3.15E+06 7.112 8.81E+0514.22 3.15E+06 14.22 1.17E+0621.34 1.29E+07 21.34 1.88E+0528.45 2.83E+07 28.45 1.45E+0735.56 3.80E+07 35.56 3.57E+0742.67 5.26E+07 42.67 4.21E+0749.78 6.61E+07 49.78 4.92E+0756.89 8.12E+07 56.89 6.56E+07


-2.00E+07

0.00E+00

2.00E+07

4.00E+07

6.00E+07

8.00E+07

1.00E+08

0 20 40 60

Daya Kilas ( Nm )

Tega

san

Pak

si-x



82



0 0.00E+00 0 0.00E+007.112 2.00E+06 7.112 1.26E+0514.22 2.00E+06 14.22 6.07E+0521.34 3.15E+06 21.34 1.27E+0628.45 6.01E+06 28.45 1.52E+0635.56 6.58E+06 35.56 2.06E+0642.67 6.01E+06 42.67 2.51E+0649.78 6.01E+06 49.78 3.94E+0656.89 5.43E+06 56.89 4.95E+06


-1.00E+060.00E+001.00E+062.00E+063.00E+064.00E+065.00E+066.00E+067.00E+068.00E+06

0 20 40 60

Daya Kilas ( Nm )

Tega

san

Pak

si-x



83



0 -1.35E+05 0 0.00E+007.112 -1.73E+06 7.112 -1.08E+0514.22 -1.73E+06 14.22 -1.42E+0621.34 -9.10E+06 21.34 -2.81E+0728.45 -2.05E+07 28.45 -3.19E+0735.56 -2.75E+07 35.56 -3.80E+0742.67 -3.88E+07 42.67 -5.21E+0749.78 -4.98E+07 49.78 -6.11E+0756.89 -5.66E+07 56.89 -6.40E+07


-8.00E+07-7.00E+07-6.00E+07-5.00E+07-4.00E+07-3.00E+07-2.00E+07-1.00E+070.00E+001.00E+072.00E+07

0 20 40 60

Daya Kilas ( Nm )

Tega

san

Pak

si-x



84



0 4.21E+05 0 0.00E+007.112 -1.58E+06 7.112 -4.38E+0414.22 -1.85E+06 14.22 -3.64E+0521.34 -9.78E+06 21.34 -7.74E+0628.45 2.55E+07 28.45 -9.75E+0635.56 -3.09E+07 35.56 -2.49E+0742.67 -4.46E+07 42.67 -5.75E+0749.78 -5.75E+07 49.78 -6.91E+0756.89 -7.10E+07 56.89 -8.52E+07


-1.00E+08

-8.00E+07

-6.00E+07

-4.00E+07

-2.00E+07

0.00E+00

2.00E+07

4.00E+07

0 20 40 60

Daya Kilas ( Nm )

tega

san

Pak

si-x



85



0 0.00E+00 0 0.00E+007.112 2.86E+05 7.112 -1.44E+0514.22 2.86E+05 14.22 -3.10E+0521.34 0.00E+00 21.34 -7.66E+0528.45 -2.86E+05 28.45 -8.30E+0535.56 -5.72E+05 35.56 -9.53E+0542.67 8.58E+05 42.67 -1.72E+0649.78 -1.14E+06 49.78 -1.87E+0656.89 -1.14E+06 56.89 -2.30E+06


-2.50E+06

-2.00E+06

-1.50E+06

-1.00E+06

-5.00E+05

0.00E+00

5.00E+05

1.00E+06

1.50E+06

0 20 40 60

Daya Kilas ( Nm )

Tega

san

Paks

i-x

Ujikaji MakmalAnalisis Nastarn


86


titik 7 Ujikaji Nastran daya kilas T ( Nm )

tegasan paksi-x σx

daya kilas T ( Nm )

tegasan paksi-x σx

0 0.00E+00 0 0.00E+007.112 1.16E+06 7.112 -1.56E+0614.22 1.16E+06 14.22 1.20E+0621.34 3.90E+06 21.34 2.99E+0628.45 8.51E+06 28.45 4.15E+0635.56 1.10E+07 35.56 9.00E+0642.67 1.47E+07 42.67 1.28E+0749.78 2.17E+07 49.78 1.85E+0756.89 2.48E+07 56.89 2.00E+07


-1.00E+07

-5.00E+06

0.00E+00

5.00E+06

1.00E+07

1.50E+07

2.00E+07

2.50E+07

3.00E+07

0 20 40 60

Daya Kilas ( Nm )

Tega

san

Paks

i-x



87

Dalam ujikaji daya kilasan terhaadap rangka motosikal beban kilasan akan

dibekenakan kepada rangka. Bagi menyamai keadaan pembebanan daya kilas, beban

akan digantung di sebelah salah satu rangka motosikal dan sebalah bahagian lagi akan di

apit atau clamp.

Daripada jadual dan graf titik 1 sehingga 7 yang telah diplotkan, saya dapati

corak trend graf tetap masih tidak berubah iaitu graf garis lurus diperolehi.. Apabila daya

kilas dikenakan, setiap titik akan mengalami terikan dalam arah x dan y dan z ( tetapi

arah z diabaikan ) setiap titik akan memberikan nilai-nilai yang berbeza bergantung

kepada tahap kritikal titik itu.. Dan dari sinilah nilai tegasan diperolehi. Dari jadual

dapat dinyatakan bahawa titik yang paling kritikal adalah pada titik 1 dan juga titik 2.

Tegasan pada kedua-dua titik ini adalah yang tertinggi diantara kesemua titik lain. Pada

titk ini keadaan sifat rekabentuk amat mempengaruhi nilai tegasan. Ini kerana terdapat

perubahan saiz dimensi antar kedua-dua cantuman permukaan. Titik 1, 2 dan 3 adalah

berada dalam keadan tegangan dan titik 4, 5, 6 dan 7 berada dalam keadaan mampatan.

Ini kerana titik 1,2 dan 3 mempuyai kecerunan graf yang positif manakala graf 4 ,5, 6

dan 7 mempunayi kecerunan negatif. Ini menunjukan bahawa apabila daya kilas

dikenakan pada rangka RZ.

8.6 Perbandingan antara rangka 125z dan juga rangka Rz

Didalam kajian yang telah dijalankan antara kedua-dua buah rangka, dapat

diperhatikan bahawa kedua-dua mempunyai perbezaan dari segi rekabentuk, saiz,

dimensi dan juga system gantungan ( absorber ). Kesemua faktor ini akan menyebabkan

berlaku perbezaan.

Jika kita lihat dari segi rekabentuk kedua-dua rangka ini, nyata terdapat

perbezaan yang ketara antara kedua-duanya. Bagi rangka RZ ini adalah model awal.

Berdasarkan kepada rekabentuknya dapat diperhatikan dengan jelasa bahawa ia adalah

dari kategori Tubular Back Bone. Antara ciri-ciri Tubular Back Bone adalah seperti

88

rekabentuk mudah, ruang enjin yang sederhana,dan juga sokongan rangka utamanya

yang berbentuk seperti buaian. Untuk rangka yang kedua pula iaitu rangka 125z ia

adalah daripada jenis Cradle Frame. Jika kita kaji antara kedua-dua rangka ini didapati

kedua-dua rangka ini amat berbeza dari segi fungsi dan juga cara memindahkan beban

kepada tayar adalah berbeza. Untuk rangka 125 sistem pegas yang digunakan adalah

monoshock. Sistem ini hanya menggunakan satu pegas besar sahaja. Kelebihan sistem

ini ia dapat mengimbangi jisim keseluruhan motosikal ketika membelok kekiri atau

kekanan. Bagi rangka motor RZ, sistem pegas yang digunakan adalah dari jenis dua

gelung spring. Kedua-dua pegas ini terletak di kiri dan kanan untuk memindahkan beban

dari penumpang dan jisim kepada tayar. Masalah system ini adalah ia kurang seimbang

ketika membelok jika kedua-dua spring tidak sama kenyal lagi akibat spring telah

mencapai had alah. Untuk itu rekabentuk system pegas rangka 125z adalah lebih baik

berbanding dengan RZ.

Dari segi kajian terhadap analisa tegasan, sama ada dari ujikaji makmal dan juga

analsis Nastran dapat diperhatikan bahawa tegasan yang terhasil pada setiap titik kajian

untuk rangka RZ adalah lebih rendah berbanding dengan rangka 125z. ini menandakan

bahawa rangka 125z adalah lebih kukuh dan tahan berbanding rangka RZ.

Jika diteliti kepada saiz rangka 125z adalah lebih pendek dan kecil berbanding

dengan rangka RZ. Untuk itu dapat menjimatkan kos penghasilan dan memuidahkan

proses pembuatan.

89

BAB IX

KESIMPULAN

Daripada kajian yang telah dijalankan selama dua semester ini, dapat

disimpulkan bahawa kajian ini telah mencapai objektifnya. Dalam kajian projek sarjana

muda ini kajian yang dijalankan adalah berkaitan dengan analisis rangka motosikal.

Kajian hanya meliputi bahagian analisis statik sahaja. Rangka motosikal yang dikaji

adalah rangka motor model 125z ( Yamaha ) dan juga RZ ( Yamaha ). Seterusnya

kedua-dua rangka ini menjalani ujikaji di makmal dan juga dianalisis menggunakan

perisian Nastran.

Dari ujikaji di makmal nilai-nilai terikan diperolehi pada titik-titik yang trelah

dipasangkan tolok terikan. Jika terikan ini diolah kita akan memperolehi nilai tegasan

pada titik tersebut. Tegasan ini akan menunjukan tahap kritikal sesuatu titik apabila

sesuatu daya dikenakan pada rangka motosikal.

Analisis Nastran dijalankan untuk menunjukan perbandingan keputusan ujikaji

makmal dengan hanya simulasi komputer. Merujuk kepada bahagian perbincangan

didapati pada semua titik memberikan nilai tegasan yang lebih tinggi untuk ujikaji

makmal berbanding tegasan yang diperoleh dari komputer. Perkara ini terjadi

disebabkan keadaan rangka motosikal yang digunakan untuk ujikaji telah lama

digunakan dan juga masalah ketika proses fabrikasi dan juga pembuatan rangka tersebut.

sedangkan dalam analisis Nastran rangka diandaikan sebagai satu bahan yang homogen

dan tiada kecacatan pada rangka motosikal.

Disini juga dapat dirumuskan juga nilai tegasan akan meningkat dengan

penambahan daya dan cara pembebanan terhadap rangka motosikal. Dari graf yang

90

diplot dapat disimpulkan bahawa pembebanan daya kilas adalah lebih tinggi daripada

pembebanan secara beban tergantung. Ini terjadi kerana tegasan ricih lebih banyak

berlaku bila daya kilas dikenakan pada rangka motosikal.

Didalam kedua-dua rangka yang telah dikaji didapati bahawa terdapat beberapa

titik yang berada dalam keadaan tegasan mampatan “-σ “dan juga tegasan tegangan “σ”

9.2 Cadangan Pada Masa Akan Datang

Dalam kajian terhadap analisis rangka motosikal ini saya telah dapati terdapat beberapa

perkara yang boleh dipertingkatkan lagi. Ini bertujuan untuk memberikan satu keputusan

ujikaji yang lebih tepat dan dapat menjadi rujukan kepada umum. Antara cadangan saya

untuk masa hadapan adalah :

1. Melakukan analisis dinamik terhadap rangka motosikal ini.

Dalam kajian yang saya lakukan ini, saya hanya menumpukan kepada analisis

statik sahaja. Oleh sebab itu kurang variasi data yang diperolehi. Jika analisis

dinamik dijalankan kita dapat memperoleh data-data berkenan rangka ketika

proses pemanduan. Dan juga gambaran yang lebih menyamai apa yang terjadi

pada rangka ketika dikenakan daya yang berubah-ubah.

2. Melakukan satu simulasi agar kita dapat melihat apa sebenarnya yang terjadi

ketika proses pemanduan di jalan raya. Selain itu kita boleh lihat reaksi rangka

motosikal terhadap daya-daya ataupun gegaran yang wujud ketika rangka sedang

bergerak penentuan titik kritikal juga mungkin berbeza antara analsis statik dan

juga analisis dinamik.

91

3. Perbandingan dengan beberapa sistem perisian computer selain daripada perisian

Nastran. Antara contoh perisian yang menyediakan analisis Unsur Terhingga

adalah COSMOS,

4. Kajian terhadap titik-titik yang kritikal dan cara-cara untuk meningkatkan

kekuatan bagi mengelakan kegagalan berlaku di titik tersebut. Antara cara-cara

yang boleh digunakan adalah penambahan sokongan palang ataupun meletakan

gusset

RUJUKAN

1. Foalle, t. and Willoughby, V. (1990 ). “ Motorcycle Chassis Design: The Theory

and Practice”, London : Osprey

2. Walker, M. (2001). “ Performance Motorcycle”, United Kingdom: Grange

Books.

3. Bhatt,P. (1999). “ Structures” , London : Addison Wesley Longman.

4. Tartaglione, L.C (1991). “ Structural Analysis” , New York: McGraw-Hill

5. Willems,N. and Lucas Jr, E.R. and Dewolf, J.T. (2002), “ Mechanics of

Materials”, Singapore: McGraw-Hill.

6. Beer, F.P>, Johnston Jr, E. R. and Dewolf, J.t (2002), “ Mechanics of Materials”,

Singapore: McGraw-Hill.

7. Rockey, K.C., Evans H.R., Griffths, D.W and Nethercot, D.A. (1975). “ The

Finite Element Methods in Engineering Science”, New York: Ellis Horwood.

8. Allaire,p.E ( 1985 ). “ Basic of Finite Element Method”, Iowa : Wm.C.Brown.

9. Dally, J.w. and Riley, W.F ( 1965). Experimenal Stress Analysis “ United State:

McGraw-Hill.

10. Benham, P.P. and Crawford, R.J ( 1988 ). “ Mechanics of Engineering

Materials”, England : Longman Scientific & Technical.

11. Den Hartog, J.P (1949) “ Strength of Materials “, New York: Macgraw-Hill.

12. Den Hartog, J.P (1952) “ Advanced Strength of Materials”, New York: McGraw-

Hill.

13. Hendriks, M.A.N., Jonggedijk, H, Rots, J.G and van Spanje, W.J.E. (1997) “

Finite Elements in Engineering and Science”, Automotive Design Engineering:

14. Giles,J.G (1971). “ Body Construction and Design”, London : ILIFFE Books.

LAMPIRAN

Rajah : Menunjukan Graf Perbandingan Antara Beberapa Jenis bahan Binaan Tolok Terikan Terhdap Perubahan Suhu

Rajah : Menunjukan Kedudukan Tolok Terikan Pada Sebuah Syaf Berputar

Rajah : Menunjukan Kaedah Pemasangan Tolok Terikan

Rajah : Rajah Menunjukan Susun Atur Ujikaji Anjakan Pada Rangka Motor

Rajah : Rajah Menunjukan Paksi Pada Rangka Motosikal

LAMPIRAN

GAMBAR UBAHBENTUK YANG TERJADI DALAM NASTRAN

Rangka 125z Dikenakan Beban Gantung Rangka Rz Dikenakan Beban gantung

Rangka 125z Dikenakan Daya Kilas Rangka RZ Dikenakan Daya Kilas

GAMBAR NASTRAN

Gambar Rangka RZ Yang Telah Dianalisis Menggunakan Nastran

Gambar Rangka 125z Yang Telah Dianalisis Menggunakan Nastran

LAMPIRAN

Rangka 125z

Titik Kritikal Daya Beban

Titik Kritikal Daya Kilas

Titik Kritikal Daya Beban

Titik Kritikal Daya Kilas

Rajah Elemen

Elemen Pada Rnagka RZ Elemen Pada Rnagka 125z

Elemen Pada Rnagka 125z

KAEDAH MELAKUKAN ANALISA NASTRAN

Dalam menghasilkan sesuatu eksperimen atau ujikaji, kebiasaanya kita perlu

merujuk kepada sesuatu rujukan. Dalam ujikaji makmal yang saya, terlebih dahulu saya

melakukan analisa Nastran. Daripada analisa Nastran ini saya dapat memperolehi julat

tegasan dan juga titik-titik yang kritikal. Dengan ini akan memudahkan saya untuk

mengenalpasti titik-titik yang akan diletakan tolok terikan nanti.

Untuk itu disini dirangkumkan kaedah-kaedah untuk mendapatkan data analisis

Nastran:

1. Penghasilan lukisan kejuruteraan dari Acad dengan mengunakan saiz

dimensi rangka motosikal. Lukisan ini meliputi keseluruhan saiz dan ciri-

ciri yang sama pada motosikal tersebut.

Lukisan Gambar Dari Acad Solid Yang Diimport Kedalam Nastran

2. Lukisan kejuruteraan Acad ini diimport kedalam Nastran

Gambar Lukisan Yang Diimport Dari Acad

3. Pengisian jenis material yang telah dipilih bersamaan dengan material

rangka yang sebenar.

n

Menu Jenis Bahan

Menu Penetapan Jenis Elemen

4. Melakukan Mesh. Iaitu pembahgian elemen

Menu Untuk Mesh Solid

Lukisan Gambar Berserta Node Dan Element Setelah Di Mesh

5. Penetapan titik constraint

Menu Jenis Constraint Yang Dipilih

Titik Penetapan Constrain

6. Penetapan titik daya yang dikenakan dan juga magnitud daya

Menu Magnitud Beban Yang Akan Diletak Pada Rangka

7. Analisa dijalankan untuk memperoleh keputusan. Proses ini memakan

sedikit masa kerana computer memerlukan masa untuk membuat

pengiraan. Dalam menu dibawah analisis statik dipilih sebagai jenis

analisis

Menu Analsis Nastran

Menu Pemproses Data Output

tesis analisis rangka motosikal

Documents