Desain Struktur Crash Box dengan Meta-Material Auxetic Pattern Tipe Bowtie untuk Aplikasi Kereta Api

Oleh :
Akhmat Busori - S952108002 - Fak. Teknik

Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan desain struktur crash box berbasis meta-material dengan pola auxetic tipe bowtie untuk aplikasi kereta api, khususnya dalam memenuhi kriteria crashworthiness sesuai standar SNI IEC 8826:2019. Pola auxetic tipe bowtie dipilih karena sifat uniknya, yaitu memiliki rasio Poisson negatif yang memungkinkan material menyusut/berkontraksi ke arah transversal saat diberi gaya tekan. Hal ini memberikan keunggulan signifikan dalam menyerap energi tumbukan secara efektif, mendistribusikan tegangan secara merata, dan mengontrol deformasi selama kecelakaan. Metode yang digunakan dalam penelitian ini melibatkan simulasi berbasis elemen hingga untuk mengevaluasi performa struktur crash box, dengan fokus pada parameter seperti energi total yang diserap, tegangan maksimum, dan deformasi total. Performa kinerja struktur yang diperkuat dengan crash box menunjukkan peningkatan yang signifikan pada aspek penyerapan energi, deformasi dan tegangan yang terjadi. Penyerapan energi naik sebanyak 19,85?ngan penambahan crash box dengan tebal 2,3 mm. Kenaikan yang lebih signifikan yaitu 25,11% terjadi pada struktur crash box dengan tebal 4,5 mm. Deformasi yang terjadi turun sebesar 8,46% pada struktur dengan tebal plat 2,3 mm sementara itu untuk tebal pelat 4,5 mm terjadi penurunan deformasi sebesar 10,45%. Berdasarkan analisis nilai akhir tegangan, struktur dengan plat 2,3 mm dan 4,5 mm mengalami penurunan tegangan masing-masing 3,14?n 3,29% dibandingkan frame biasa yang memiliki tegangan akhir 669 MPa. Penurunan ini menunjukkan bahwa struktur auxetic lebih efektif dalam mendistribusikan gaya tumbukan, sehingga mengurangi risiko deformasi berlebih dan meningkatkan ketahanan struktur. Kemampuan deformasi terkendali dan penyerapan energi tumbukan yang lebih tinggi membuat pola ini dapat menjadi solusi inovatif dalam memenuhi regulasi keselamatan kereta api modern.