Jurnal DESAIN DAN ANALYSIS OF DYNAMIC VIBRATION ABSORBER (DVA) UNTUK MENGURANGI GETARAN DI REL KERETA API

April 2013. Vol. 3, No. 1                                                                                                                                   ISSN 2305-8269

DESAIN DAN ANALYSIS OF DYNAMIC VIBRATION ABSORBER

(DVA) UNTUK MENGURANGI GETARAN DI REL KERETA API

S.Naresh kumar1 , S.Gunasekharan2

Department of Mechanical Engineering, SNS College of Technology, Coimbatore

nareshmech1990@gmail.com, guna03gm@gmail.com

 

ABSTRAK

Getaran yang disebabkan oleh kereta api adalah masalah yang tumbuh terhadap kepedulian lingkungan. Pesatnya perkembangan transportasi menyebabkan peningkatan kecepatan kendaraan dan kendaraan berat telah menghasilkan getaran yang lebih tinggi. Efek ini menyebabkan kerusakan pada bangunan di dekatnya dan gelombang suara dianggap gangguan. Didalam masalah ini perlu untuk ditemukan cara alternatif untuk mengurangi getaran tersebut.  Metode perhitungan seperti mengubah garis konstruksi dan menempatkan bantalan di bawah pemberat yang adalah proses yang sering dilakukan dan membosankan. Pada pengenalan proyek Dynamic Vibration Absorber (DVA)  memiliki properti yang tinggi untuk menyerap getaran dibandingkan dengan yang lainnya. Pekerjaan itu meliputi teknik penjepitan sederhana dengan rel sepanjang garis. Dengan menggunakan teknik ini, seseorang dapat mengetahui pengurangan getaran dengan cara yang lebih mudah dan ekonomis. Keuntungan dalam proyek ini adalah perubahan dapat dilakukan dengan mudah jika terjadi kegagalan. Dalam proyek ini EPDM yang digunakan memiliki peran penting dalam keprihatinan ekonomis penyebabnya.

Kata kunci: Getaran, Ballast, Ethylene Propylene Diene Monomer (EPDM), Dynamic Vibration Absorber (DVA)

 

  1. PENDAHULUAN

Di kereta api India, jenis pengaturan ballast  sangat ekonomis dan efektif. Tapi penemuan ini masih terdapat kegagalan terutama saat kecepatan dan beban kereta api yang jauh meningkat. khususnya di jembatan kereta api tidak terdapat ballast ini dapat mempengaruhi bagian konstruksi oleh kegagalan lelah. Dalam hal ini getaran waktu yang ditoleransi dari dulu hingga  sekarang dianggap menjadi gangguan. Banyak sekali solusi telah diusulkan untuk memecahkan ini masalah. Tapi umumnya hanya bertindak pada bagian tertentu saja dari sifat dinamis pada rel kereta api tersebut.

gb1

Gambar 1. Getaran pada rel mempengaruhi bagian konstruksi

Jalur kereta api yang dibentuk menggunakan struktur fisik yang dapat mendukung serta mengimbangi kereta api. Penggunaan struktur jalur kereta api berdasarkan  pembebanan dinamis, yang dapat memberikan sistem interaksi antara getaran kereta api dengan rel. Sifat getaran pada struktur jalur kereta api berkisar antara frekuensi rendah hingga tinggi  yang dapat berfungsi sebagai indikator kinerja struktur rel sehubungan dengan sensitivitas getaran pada roda dengan rel . Aspek utama perpindahan getaran karena perilaku dinamis dari rel.

  1. TINJAUAN PUSTAKA

J.Maes, H.Sol [11] menyajikan solusi yang mungkin untuk mengurangi getaran dengan menyediakan Dynamic Vibration Absorber (DVA)  . bantalan rel adalah bagian standar dari rel, sub-ballast adalah fitur berada di bawah-tidur tikar yang digunakan pada ballast kurang jalur. Namun, semua langkah-langkah ini hanya mempengaruhi perilaku dinamis dari rel saat kereta api mentransmisikan getaran melalui tidur itu. Didalam kertas penempatan damper juga diberikan. Model peredam dan perilakunya juga disajikan.

International Journal of Steel Structures adalah jurnal resmi dari Korean Society of Steel Construction (KSSC). Jurnal ini memberikan informasi yang diperlukan tentang penggunaan bahan baja yang diperlukan.

Improvement of Damping Performance of Electric Railway Pole with Viscoelastic Damper Aboshi, Mitsuo; Tsunemoto, Mizuki; Sunakoda, Katsuaki; Matsuoka, Taichi; Ikahata, Naobumi; Shibata, Kazuhiko Journal of System Design and Dynamics, Volume 4, Issue 6, pp. 928-940 (2010).Improvement of Damping Performance of Electric Railway Pole with Viscoelastic Damper.

3.DESIGN

Desain kami telah mengusulkan untuk memberikan kepercayaan di bagian analisis yang menunjukkan bahwa getaran akan sangat berkurang. Berikut adalah hasil desain diberikan di bawah ini,

gb2

Gambar 2. Rel dan dimensi

Mengukur luas jalur kereta api sebesar 52 kg dipilihnya karena umumnya banyak digunakan di seluruh India. Dimana ukuran tersebut merupakan dimensi yang standar kereta api sesuai dengan standar di India.

gb3

Gambar 3. Dimensi Blok karet (DVA)

gb4

Gambar 4. Dimensi Baut

gb5

Gambar 5. 3D Model (Project Idea) – DVA tetap pada satu jalur

 

  1. ANALISA HARMONIK

Pengujian untuk proyek yang dirancang dilakukan untuk mencari pembenaran dan untuk hasil akhir. Ini dilakukan dengan bantuan ANSYS 11 analisis software di mana analisis Harmonik dilakukan untuk seluruh model. Terutama, jalur tanpa Dynamic Vibration Absorber (DVA) dianalisis untuk mengetahui bagaimana banyak getaran yang tidak diinginkan yang mempengaruhi dan menyebabkan kegagalan kelelahan dengan bagian konstruksi di trek. Frekuensi alami dari material rel ditemukan beban yang harus diberikan untuk menghindari kegagalan material. Frekuensi alami yang ditemukan adalah

Tabel 1. Rentang Frekuensi

tab 1


gb6

Gambar 6. Mesh Pandangan Atas

gb7

Gambar 7.Mesh pandangan Bawah

 

Ketika  beban 5000N diberikan yang di bawah frekuensi alami. Total deformasi dari jalur tanpa DVA untuk beban yang diberikan menghasilkan frekuensi 2.340 Hz. Sedangkan hasil desain menggunakan DVA pada beban yang sama menghasilkan frekuensi 840 Hz. Perbedaan itu adalah 1500 Hz yang merupakan penurunan drastis. Sehingga sejumlah besar frekuensi berkurang yang akan pasti diserap oleh DVA tanpa mengirimkannya ke lingkungan. Sehingga dapat  mengurangi kegagalan kelelahan pada cara yang lebih mudah.

 

  1. SIFAT EPDM

EPDM – karet Ethylene Propylene Diene Monomer menunjukkan kompatibilitas memuaskan dengan cairan hidrolik tahan api, keton, panas dan air dingin, dan basa, dan tidak mengandung minyak, bensin, hidrokarbon aromatik dan alifatik, terhalogenasi pelarut, dan asam terkonsentrasi. Sifat-sifat utama dari EPDM adalah tahan panas yang luar biasa, tahan ozon dan tahan cuaca. Ketahanan terhadap zat polar dan uap juga baik. EPDM memiliki sifat isolator listrik yang baik. Sifat khas dari EPDM vulkanisasi diberikan di bawah ini. EPDM dapat diperparah dengan memenuhi sifat khusus untuk batas tergantung pertama pada polimer EPDM tersedia. EPDM tersedia dalam berbagai molekul bobot (ditunjukkan dalam hal viskositas Mooney ML (1 + 4) pada 125 ° C), berbagai tingkat etilena, monomer ketiga dan kandungan minyak.

 

5.1 SIFAT MEKANIS

Kekerasan, Shore A                            4090 unit

Kegagalan tegangan tarik                   25MPa

Kepadatan Bisa diperparah dari         0.92.00 g / cm3

 

5.2. SIFAT TERMAL

Koefisien termal ekspansi, linear        160 µM / Mk

Suhu Maksimal                                   150oC

Suhu Minimal                                      50oC

suhu kaca                                            54oC

 

  1. HASIL DAN PEMBAHASAN

Berikut angka dan grafik menunjukkan Total deformasi dengan nilai minimal.

gb8

Gambar 8. Tanpa DVA

gb9

Gambar 9. Grafik Frekuensi

 

Tabel 2. Analisa getaran tanpa DVA

tab 2

 

gb10

Gambar 10. Menggunakan DVA

gb11

Gambar 11. Grafik Frekuensi berkurang

 

Tabel 3 Analisa getaran menggunakan DVA

tab 3

Sesuai analisis harmonik Getaran yang dihasilkan tanpa DVA = 2340 Hz, Getaran yang dihasilkan dengan DVA = 840 Hz. Jadi pengurangan getaran dapat dicapai menggunakan desain.

 

  1. KESIMPULAN

Karet yang dipilih memiliki sifat yang tinggi untuk menahan panas tinggi hilang akibat gesekan dan tahan air yang tinggi. Hal ini juga berkaitan dengan kelelahan pengujian yang akan dianalisis oleh perangkat lunak. Getaran absorber dinamis dirancang sedemikian rupa agar mengurangi getaran yang relatif lebih tinggi yang dikumpulkan berdasarkan rincian. Rincian terdiri dari berbagai sifat parameter dari bahan yang digunakan dalam proyek ini disimpulkan dari survei literatur. Tinggi getaran frekuensi dikurangi menjadi maksimal sampai terjadi di bawah tingkat kebisingan yang jelas ditunjukkan dalam grafik.

 

  1. REFERENSI

 

  1. J.E. Brock, (1946) ‘A note on the damped vibration absorber’ , Journal of AppliedMechanics 68 A-284.
  2. Coenraad Esveld, Amy de man ‘use of railway track vibration behaviour for design and Maintenance.
  3. J.P. Den Hartog, (1940).‘Mechanical Vibrations’ , 2nd ed., McGraw-Hill, New York.
  4. J. Engng ZndE. E. Ungar,(1979). ‘In Noise and Vibration Control’. McGraw-Hill, NewYork
  5. S.L. Grassie, R.W. Gregory, D. Harrison, K.L. Johnson, (1982) ‘The dynamic response of railway track to high frequency vertical excitation ’ Journal of Mechanical Engineering Science 24 (2) 77–90.
  6. Prof Dr.Ir. Hugo sol (2006) the reduction of railway vibration in railway track through Non

linear modeling.

  1. S.G. Kelly, (2000). ‘Fundamentals of Mechanical Vibrations’, 2nd ed., McGraw-Hill, Boston.
  2. B.G. Korenev, L.M. Reznikov , (1993) ‘Dynamic Vibration Absorbers’ Wiley,Chichester.
  3. J.Maes, H.Sol (2003) a double tuned rail damper –increasing damping at the two first Pinned- pinned frequencies
  4. D. Thompson, (1997) ‘Wheel–rail noise generation’. Parts I to V, Journal of Sound and Vibration 161 (3) 387–482.
  5. D. Thompson, (1997) ‘Experimental analysis of wave propagation in railway tracks’, Journal of Sound and Vibration 203 (5) 867–888.
  6. Tso-Liang Tengt, Cho-Chung Liangs and Ching-Cho Liaos (1995) ‘Optimal design of a

dynamic absorber using Polymer-laminated steel sheets’.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s