Afitro Adam Nugraha

Profil

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Nama : Afitro Adam Nugraha

NPM : 1906323962

Prodi : Magister Teknik Mesin

Konsentrasi : Teknik Kendaraan dan Alat Berat

e mail : afitro.adam@ui.ac.id

Komputasi Teknik

Dosen : Dr. Ir. Ahmad Indra Siswantara

Kode : ENME802004

Bobot : 2 sks

Pertemuan ke-1 (03-02-2020) Muhasabah

Bismillahirrahmanirrahim...

1. Muhasabah

Hal yang saya ketahui dari komputasi teknik sangat sedikit sekali. Pada masa S1 saya menggunakan software desain seperti solidwork dan inventor dalam mendesain komponen-komponen yang ada pada kendaraan dan microsoft exel untuk mengolah/mensimulasikan data. Untuk mensimulasikan dinamika kendaraan saya menggunakan software CarSim. Untuk simulasi menggunakan CFD saya belum pernah memakainya.

Pada saat sekarang saya melakukan analisis yang sangat sederhana. Penelitian yang saya lakukan merupakan penelitian lanjutan untuk Mobil Listrik Nasional City Car MEV-02 Universitas Indonesia khususnya komponen booster rem yang merupakan bagian dari sistem rem. Booster rem berfungsi untuk menambah bantuan gaya dorong pengemudi pada saat pengereman, sehingga membuat proses pengereman lebih ringan dan nyaman bagi pengendara. Booster rem yang digunakan City Car MEV-02 masih menggunakan tipe Vacum Brake Booster yang digunakan pada kendaraan konvensional berbahan bakar fosil. Untuk dapat digunakan pada kendaraan listrik, penggunaan Vacum Brake Booster memerlukan adanya tambahan komponen berupa pompa vakum yang menghabiskan baterai 1200 Wh. Penggunaan Vacum Brake Booster akan digantikan dengan model Selenoid Brake Booster sehingga diharapkan lebih efisien dalam penggunaan baterai, menghilangkan pompa vakum berbobot 4,5 kg sehingga lebih sederhana serta lebih mudah dalam proses perawatan/perbaikan.

Saya menggunakan langkah-langkah untuk menyelesaikan masalah tersebut dengan tahapan sebagai berikut:

1. Kajian literatur

2. Pengambilan data awal spesifikasi kendaraan

3. Pengukuran awal proses pengereman kendaraan dengan booster rem tipe vakum

4. Pemodelan desain komponen Selenoid Brake Booster dengan softwere Solidwork

5. Simulasi komponen Selenoid Brake Booster dengan software carsim

6. Pembuatan model komponen Selenoid Brake Booster

7. Melakukan analisis data pengereman seperti gaya pengereman, jarak pengereman dan waktu pengereman dengan mekanisme komponen Selenoid Brake Booster yang telah dibuat.

Setelah melalui tahap kedua, saya melakukan pengukuran awal sederhana menggunakan microsoft exel untuk mengolah data-data dan mengetahui berbagai macam gaya-gaya yang bekerja pada sistem rem kendaraan sehingga dapat mendesain komponen Selenoid Brake Booster dengan Solidwork.

Diharapkan setelah mengikuti perkuliahan komputasi teknik dengan Pak Dai dapat menambah wawasan dan pengetahuan saya dalam melanjutkan penelitian yang sedang saya jalani.

2. Tujuan Perkuliahan

1.1. Diharapkan dapat memahami konsep dan prinsip yang ada dalam komputasi teknik

1.2. Mampu menerapkan tujuan pertama pada konsep teknik mesin

1.3. Lebih bisa dalam mengenal diri sendiri

3. Komputasi Teknik

Komputasi teknik adalah suatu sistem perhitungan yang membutuhkan input berupa data numerik yang akan diproses dengan menggunakan komputer untuk menghasilkan suatu output berupa data analisis untuk memecahkan suatu masalah pada bidang teknik. Dengan adanya komputasi teknik dapat meminimalisir bahkan menghilangkan kesalahan - kesalahan dalam perhitungan data yang dilakukan oleh manusia secara manual, karena otak manusia akan semakin berkuran kefokusannya ketika terus-terusan digunakan untuk menghitung data numerik yang sangan banyak sekali.

Pertemuan ke-2 (10-02-2020) Sinopsis Tugas Akhir

1. Sinopsis Tugas Akhir (S1)

ANALISIS PERANCANGAN SISTEM REM PADA KENDARAAN ELECTRIC URBAN CONCEPT

Tujuan penelitian yang saya lakukan yaitu untuk memodifikasi rem pada kendaraan electrical urban concept agar bisa mengikuti kejuaraan Driver’s World Championship London 2016 sesuai regulasi. Penelitian ini di fokuskan untuk mengetahui pengaruh modifikasi mekanisme rem terhadap efisiensi gaya gesek pada kendaraan electrical urban concept. Penelitian menggunakan rem sepedam motor yang dimodifikasi dengan membuat sistem pegas pengembali untuk mencagah adanya gaya gesek antara pad rem dengan piringan cakram rem yang dapat menghambat laju kendaraan. Perhitungan dilakukan setelah didapat data hasil pengujian. Berdasarkan pengujian dan perhitungan dapat disimpulkan bahwa sistem rem dengan menggunakan pegas pengembali dapat meningkatkan efisiensi laju kendaraan yang terhambat oleh gaya gesek antara pad rem dengan piringan cakram. Perancangan sistem rem tersebut mampu memberhentikan kendaraan dengan waktu 2,36s dan jarak pengereman 16,43m dengan kecepatan kendaraan minimal 50km/jam. Syarat tersebut telah sesuai dengan regulasi yang ditetapkan panitia lomba yaitu harus dapat berhenti tidak lebih dari 20m dari titik pengereman pada kecepatan minimal 50km/jam.

2. Sinopsis Tugas Akhir (S1) Berdasarkan Ilmu Komputasi Teknik

Untuk mengembangkan tugas akhir saya dengan komputasi teknik yaitu mendapatkan data hambatan udara (aerodinamis) kendaraan. Hambatam udara merupakan salah satu komponen yang ada dalam menentukan laju dan proses pngereman kendaraan. Untuk mendapakan besarnya hambatan udara saya sedang belajar menggunakan CFDSOF yang dapat menghitung aliran udara yang mengenai penampang kendaraan.

Langkah yang pertama dilakukan mendesain dimensi dan bentuk kendaraan menggunakan software design Solidwork seperti berikut:

• 
• 

Setelah selesai di desain pada solidwork saya save dengan format .stl

Langkah kedua memakai software CFDSOF untuk menganalisis besaran hambatan aerodinamis. Namun kemampuan saya belum sempurna dan masih belajar dalam menggunakan CFDSOF dan masih menghasilkan sebagai berikut:

• 
• 

namun masih belajar untuk mendapatkan data yang valid sesuai dengan apa yang diinginkan dan masih sangat belum sempurna

Langkah ketiga hasil data dari hambatan udara tersebut saya masukan ke software simulasi CarSim untuk menganalisis gaya-gaya pengereman kendaraan, sehingga dapat diketahui jarak pengereman dan waktu yang dibutuhkan kendaraan dalam proses pengereman.

• 
• 
• 

Pertemuan ke-3 (17-02-2020) Persentasi Sinopsis Project Komputasi Teknik

• 
• 
• 
• 

Resume Pertemuan ke-3

Pak DAI memberikan saya sebuah masukan berupa istilah kepolisian “turn back crime” yang berarti memberantas kejahatan. Untuk saya sebagai mahasiswa penyakitnya yaitu KEM (Ketidaktahuan, egois dan malas). Maka diperlukan perubahan kebiasaan menjadi lebih baik. Ketidaktahuan saya contohnya adalah seperti yang Pak DAI sampaikan bahwa komputer tidak mengenal angka 1. Dalam contoh kasus penyelesaian: Y = (x^2-1)/(x-1) Ketika x kita masukan angka 1, maka hasilnya adalah 0/0 atau takhingga. Lalu saya penasaran menggunakan kalkulator dan Ms Exel pada komputer dan hasilnya gambar dibawah:

• 
• 

Akhirnya saya menjadi tahu dari yang tidak tahu brkat mengikuti perkuliahan pertemuan ke-3. Untuk menyelasikan persamaan diatas para pakar matematik menyelesaikan masalah tersebut dengan berbagai macam cara, seperti yang telah dilakukan diskusi di dalam grup wa dan menghasilkan pengetahuan bahwa persamaan diatas dapat diselesaikan dengan berbagai cara seperti berikut:

Pertemuan ke-4 (24-02-2020) Persentasi Model Matematis Project Komputasi Teknik

• 
• 
• 
• 
• 
• 
• 

Quiz 1

Finite difference method : sebuah metode mamatematis dalam menyelesaikan persamaan fisika rumit dengan menyederhanakan bagian besar menjadi bagian bagian kecil yang dipotong-potong menjadi persegi. Fingsi fungsi tersebut dibedakan berdasarkan titik-titik grid.

Finite element method : suatu kebutuhan untuk memecahkan permasalaha yang sangat rumit berupa perhitungan elemen tak terhingga. Perhitungan elemen tak berhingga di sederhanakan menjadi perhitungan berhingga dengan memotong-motong bagian besar menjadi bagian bagian kecil yang jumlahnya bisa ratusan bahkan sampai ribuan bagian dan dihitung perbagian dengan bantuan teknologi komputer. FEM banyak digunakan di dalam dunia engineering. Penggunaan FEM tidak hanya memotong bagian benda menjadi persegi, tetapi dapat membagi bentuk selain persegi tergantung proses mesh.

Finite volume method : adalah metode untuk mewakili dan mengevaluasi persamaan diferensial parsial dalam bentuk aljabar. Metode ini sama seperti finite difference method dan finite element method, nilai-nilai dihitung di tempat terpisah pada geometri yang di mesh. Metode ini mengacu pada volume kecil disekitar node pada mesh.

Judul

ANALISIS PERANCANGAN SISTEM REM PADA KENDARAAN ELECTRIC URBAN CONCEPT

Abstrak

Tujuan penelitian yang saya lakukan yaitu untuk memodifikasi rem pada kendaraan electrical urban concept agar bisa mengikuti kejuaraan Driver’s World Championship London 2016 sesuai regulasi. Penelitian ini di fokuskan untuk mengetahui pengaruh modifikasi mekanisme rem terhadap efisiensi gaya gesek pada kendaraan electrical urban concept. Penelitian menggunakan rem yang dimodifikasi dengan membuat sistem pegas pengembali untuk mencagah adanya gaya gesek antara pad rem dengan piringan cakram rem yang dapat menghambat laju kendaraan. Perhitungan dilakukan setelah didapat data hasil pengujian. Berdasarkan pengujian dan perhitungan dapat disimpulkan bahwa sistem rem dengan menggunakan pegas pengembali dapat meningkatkan efisiensi laju kendaraan yang terhambat oleh gaya gesek antara pad rem dengan piringan cakram. Gaya pengereman total kendaraan dipengarui oleh letak central of gravity kendaraan. Central of grafity akan berubah letaknya sesuai dengan massa pengendara dan penumpan yang selalu berubah-ubah sesuai dengan letak beban orang dan jumlah orang. Dibutuhkan analisis dengan menggunakan Microsoft Exel untuk membantu penulis dalam menganalisis perhitungan jumlah yang banyak sehingga penulis dapat menentukan asumsi dan batasan variable. Perancangan sistem rem tersebut mampu memberhentikan kendaraan dengan waktu 2,36s dan jarak pengereman 16,43m dengan kecepatan kendaraan minimal 50km/jam. Syarat tersebut telah sesuai dengan regulasi yang ditetapkan panitia lomba yaitu harus dapat berhenti tidak lebih dari 20m dari titik pengereman pada kecepatan minimal 50km/jam.

Pertemuan ke-5 (02-03-2020) Optimasi Kebutuhan Energi Manusia

Kebutuhan basal adalah kebutuhan berupa energi dan juga kalori pada manusia yang paling mendasar untuk menjaga metabolisme tubuh seperti kerja jantung, paru-paru, usus, dan juga sistem pencernaan. Kebutuhan Basal pria dan wanita berbeda. Adapun rumusnya adalah:

KB wanita = Berat Badan ideal x 25 kkal

KB pria = Berat Badan ideal x 30 kkal

Aktivitas manusia pada umumnya terbagi menjadi aktivitas ringan, sedang dan berat. Contoh aktivitas ringan adalah berjalan, membaca, menulis dll. Contoh aktivitas sedang yaitu membersihkan rumah, bersepeda dll. Contoh aktivitas berat yaitu berolahraga fisik, naik gunung dll.

Rumus untuk manusia membutuhkan untuk aktivitas ringan = KB wanita/pria + (20% x KB wanita/pria) Rumus untuk manusia membutuhkan untuk aktivitas sedang = KB wanita/pria + (20% - 30% x KB wanita/pria) Rumus untuk manusia membutuhkan untuk aktivitas berat = KB wanita/pria + (40% - 50% x KB wanita/pria)

Usia Manusia, Kebutuhan kalori manusia akan semakin menurun diiringi pertambahan usia. Semakin tua usia seseorang maka kebutuhan kalori akan semakin berkurang. Standarisasinya adalah faktor koreksi dikalikan Kebutuhan Basal. Adapun untuk usia antara 40-59 tahun koreksi kalori mencapai 5%, sedangkan untuk usia 60-69 tahun koreksi kalori sebesar 10% dan usia yang lebih dari 70 tahun koreksi kalori sebesar 20%.

Menghitung kalori (TK) yang dibutuhkan:

Untuk menghitung kalori yang dibutuhkan maka dapat menggunakan perhitungan sebagai berikut: Kebutuhan Bassal (KB), Aktivitas Fisik (AF), Koreksi Usia (KU)

TK = KB + AF – KU

Pertemuan ke-6 (09-03-2020) Cara Menyelesaikan Masalah Teknik

Ketika ada suatu masalah terhadap alat atau komponen yang sering dijumpai, maka yang harus dilakukan adalah menganalisa masalah dengan mengacu pada standar operasional prosedur (SOP). Pada suatu alat yang diproduksi biasanya dilengkapi dengan SOP untuk mengatasi masalah yang sering terjadi. Hal itu disebut “Structure Problem”. Ketika alat tersebut mengalami masalah keruskan yang tidak lazim/belum pernah terjadi sebelumnya padahal pengoprasian sesuai SOP, maka hal itu disebut “Unstructure Problem”.

Dalam memecahkan khasus unstructure problem ada beberapa tahapan yang harus dilakukan oleh seseorang analis.

Tahap pertama: memahami masalah Memahami masalah dengan cara menganalisis pokok permasalahannya. Analisis tersebut yaitu “Initial Thinking” yang berisi kita harus tau masalahnya, lalu mencari bebarapa literasi yang sesuai dengan permasalahan tersebut. Setelah itu menentukan hipotesa data awal. Analisis dalam “Develope Model” yaitu menentukan metode dan model matematis yang akan dilakukan berdasarkan asumsi-asumsi yang diberikan sesuai faktor dilapangan untuk menentukan penyederhanaan rumus matematis yang dipakai.

Tahap kedua: Simulasi Simulasi dilakukan setelah kita menentukan pemodelan matematis yang dipakai dalam analisis masalah pada alat tersebut. Fungsi simulasi yaitu mejalankan peritungan rumus matematis kita untuk mendapatkan satu angka hasil. Jadi untuk mendapatkan beberapa angka kita dapat melakukan beberapa simulasi dengan merubah variabelnya tetapi dengan rumus yang sama yang telah ditentukan pada saat tahap pertama.

Tahap ketiga: Verifikasi Verifikasi dilakukan untuk mengecek apakah masih ada terjadi kesalahan/eror dari perhitungan yang terjadi pada proses simulasi. Ketika teejadi kejanggalan/ kesalahan maka diharuskan mengulang lagi ke tahap simulasi sampai proses simulasi tidak ditemukan hasil kesalahan yang signifikan pada proses memverifikasi kembali.

Tahap keempat: Validasi Validasi dilakukan untuk melakukan uji keakuratan dalam model yang telah kita buat. Tahap kelima: Result dan Diskusi Tahap ini berisi tentang hasil kesimpulan dari apa yang kita temukan dari masalah tersebut.

Tahap keenam: Rekomendasi Tahap ini dilakukan untuk mengungkapkan kepada pembaca tentang apa yang belum bisa dilakukan oleh kita karena keterbatasan kita dalam melakukan analisis tersebut. Sehingga rekomendasi dapat dilakukan oleh orang yang akan meneliti setelah apa yang kita teliti.

Pertemuan ke-7 (16-03-2020) Pengembangan Rumus untuk Tugas Mandiri Dirumah

Pertemuan ke-7 mata kuliah Komputasi Teknik tidak berjalan seperti biasanya dikelas secara tatap muka. Mahasiswa diberikan tugas dirumah untuk mendalami,melengkapi dan mengembangkan lagi perumusan skripsi pada waktu S1. Tugas dirumah dilakukan atas himbawan surat edaran tentang perkuliahan jarak jauh Universitas Indonesa memngenai antisipasi penyebaran virus corona (COVID-19) yang sudah merebah di seluruh dunia bahkan sudah masuk ke Indonesia.

Pertemuan ke-8 (23-03-2020) UTS

1. Video Hasil Belajar

2. Laporan Optimasi Kebutuhan Energi Manusia

3. Draft Paper Project Komtek

Pertemuan ke-9 (30-03-2020) OSCILLATING ONE-DIMENSIONAL SYSTEMS

Oscillating one-dimensional systems

Talk:Oscillating one-dimensional systems

Pertemuan ke-10 (06-04-2020) ANALISIS PERANCANGAN SISTEM REM PADA KENDARAAN ELECTRIC URBAN CONCEPT

ANALISIS PERANCANGAN SISTEM REM PADA KENDARAAN ELECTRIC URBAN CONCEPT Afitro Adam Nugraha

Pertemuan ke-11 (13-04-2020) Quiz

Teori awal Kasus yang dipelajari kali ini mengenai pergerakan bolak-balik benda satu dimensi. Suatu massa (m) yang dihubungkan dengan suatu pegas ditarik pada jarak tertentu (x) dan dilepaskan (kecepatan v awal = 0). Model ini menganggap tidak ada gesekan pada massa maupun pegas.

Pemodelan matematis Pada pemodelan matematis sesuai gambar diatas kita dapat menghitung gaya F = ma, dan F = -kx -kx = ma a + ω2x = 0 Jika perpindahan dari model diatas dibuat dalam bentuk lingkaran, maka kita dapat merepresentasikan perpindahan dengan u = u0 cos ωt dan v = v0 ω sin ωt perhitungan numerik u’ = v v’ = -ω2u menghasilkan skema komputasi un+1 = un + ∆t vn vn+1 = vn - ∆t ω2un Pada skema Forward Euler kita dapat mengganti un pada persamaan kecepatan menjadi un+1 sesuai yang sudah dihitung pada time step sebelumnya sehingga persamaan menjadi un+1 = un + ∆t vn vn+1 = vn - ∆t ω2un+1

Asumsi yang saya masukan Massa benda = 1 Koefisien pegas = 2 Koefisien peredam = 3 Didapat: a = -1 W = 1,4 Waktu yang dimasukkan per 0,05 s

Verifikasi Perbandingan Numerical Solution tanpa skema Forward Euler dengan Perhitungan Analitis Time steps 0,05 dan w = 1,4

Kesimpulan Ketika menggunakan perhitungan numerik menunjukan pada grafik mempunyai eror yang semakin tinggi ketika waktu semakin lama ditunjukan pada grafik ke 1 dan ke 2. Ketika menggunakan format euler erornya semakin stabil dutunjukkan pada grafik ke 3 dan ke 4. Semakin kecil/semakin detail waktu menunjukkan tingkat eror yang lebih kecil juga.

Exel

Pertemuan ke-12 (20-04-2020) Tugas Diskusi Kelompok Terkait Kasus Osilasi Sederhana Tahap 1

Pertemuan ke-13 (27-04-2020) Tugas Diskusi Kelompok Terkait Kasus Osilasi Sederhana Tahap 2

Pertemuan ke-14 (04-05-2020) Diskusi Kelompok Aplikasi Osilasi pada Bangunan tahap 1

Pertemuan ke-15 (11-05-2020) Diskusi Kelas

Pertemuan ke-16 (18-05-2020) Diskusi Kelompok Aplikasi Osilasi pada Bangunan Lanjutan Pertemuan ke-14

TUGAS APLIKASI UAS

vidio aplikasi yang dibuat untuk mencari waktu kendaraan untuk mencapai top speed:

grfik waktu dan kecepatan contoh 3 mobil yang berbeda:

simulasi menggunakan ms. exel: