Simulasi Distribusi Tegangan pada Helm Sepeda Motor Non-Standard yang Dikenai Beban Impak Kecepatan Tinggi

Abstract

Penelitian ini merupakan simulasi distribusi tegangan pada helm sepeda motor non- standard dengan menggunakan software MSC/NASTRAN 4.5. Helm sepeda motor yang digunakan sebagai spesimen pada penelitian ini adalah helm sepeda motor merek X yang bukan standard tapi banyak dijual dipasaran dan digunakan oleh pengendara sepeda motor. Bentuk helm yang akan disimulasikan pada penelitian ini adalah helm separuh kepala tanpa busa (tipe a1), helm separuh kepala ditambah busa (tipe a2), helm penuh tanpa busa (tipe b1), dan helm penuh ditambah busa (tipe b2). Material tempurung adalah Polypropilene-Etilene Copolimer dan material peredam benturan (busa) adalah Polyethylene Foam LD18. Helm dimodel dengan menggunakan AutoCAD dan di simulasi dengan menggunakan Software MSC/NASTRAN 4.5 yaitu suatu program analisa elemen hingga yang digunakan untuk menganalisa struktur. Model pembebanan dilakukan pada arah impak (lokasi a) atas, belakang, samping, dan depan sebesar 10,19 MPa dengan waktu impak 0,037 s. Dari hasil simulasi diperoleh bahwa untuk helm tipe b2 jika arah impak diberikan pada arah depan helm (arah-X) maka dapat diamati bahwa tegangan yang timbul pada lokasi b sebesar +0,07 MPa arah-Y dan +0,04 MPa arah-Z. Sedangkan pada helm tipe b1 dengan arah impak yang sama diperoleh tegangan yang timbul sebesar +0,27 MPa arah-Y dan +0,11 MPa arah-Z. Pada helm tipe a1 dengan arah impak yang sama diperoleh tegangan yang timbul sebesar +2,45 MPa arah-Y dan +2,03 MPa arah-Z. Pada helm tipe a2 dengan arah impak yang sama diperoleh tegangan yang timbul sebesar +0,71 MPa arah-Y dan +0,45 MPa arah-Z. Dari ke empat tipe helm dapat disimpulkan bahwa helm tipe b2 dapat memperkecil tegangan sehingga dengan menambah busa pada helm benturan yang diterima helm dapat memperkecil tegangan yang masuk ke helm dan kepala aman terhadap benturan dari berbagai arah akibat dari kecelakaan.

This study is a simulation of the strees ddistribution on a non-standard motorcycle helmet by using the software of MSC/NASTRAN 4.5. The motorcycle helmet used as the specimen in this study was the non-standard motorcycle helmet of X brand which is mostly sold in the market and worm by the motorcycle riders. The types of helmet simulated in this study were type a1 (half-face helmet without foam rubber), type a2 (half-face helmet with foam rubber), type b1 (full-face helmet without foam rubber), and type b2 (full-face helmet with foam rubber). The material for the helmet shell was Polypropilene-Etilene Copolimer and the material for the impact breaker (foam rubber) was Polyethylene Foam LD18. Helmet was modeled by using AutoCAD and stimulated through the software of MSC/NASTRAN 4.5 which is a finite element analysis program used to a analyze the structure. Loading model was done on the impact direction (location a) such as above, back, side, and front for 10.19 MPa with the impact time of 0.037 s. The result of simulation shows that, for the helmet of type b2, if the impact direction was from the front of the helmet (direction-X), the stress appears on location b was + 0,07 MPa direction-Y and +0,04 MPa direction Z. While for the helmet of type b1 with the some impact direction, the stress was +0,27 MPa direction-Y and +0,11 MPa direction-Z. For the helmet of type a1 with the same impact direction, the stress was +2.45 MPa direction-Y and +2,03 MPa direction-Z. For the helmet of type a2 with the same impact direction, the stress was +0,71 MPa direction –Y and +0,45 MPa direction –Z. The conclusion is that, of the four types of helmet, the helmet of type b2 can reduce the stress that with giving more foam rubber to the helmet, the impact received by the helmet can reduce the stress gets into the helmet and the head is safe from the impact coming from various directions resulted from the accident.