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.
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.
2. 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,
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.
Gambar 3. Dimensi Blok karet (DVA)
Gambar 4. Dimensi Baut
Gambar 5. 3D Model (Project Idea) -
DVA tetap pada satu jalur
4. 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
Mode
|
Frekuensi
(Hz)
|
1
|
1912.4
|
2
|
2068.7
|
3
|
2333.3
|
4
|
2709.4
|
5
|
3197.7
|
6
|
3797.9
|
Gambar 6. Mesh Pandangan Atas
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.
5.
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
6. HASIL DAN PEMBAHASAN
Berikut angka
dan grafik menunjukkan Total deformasi dengan nilai minimal.
Gambar 8. Tanpa
DVA
Gambar 9. Grafik
Frekuensi
Tabel 2. Analisa
getaran tanpa DVA
Gambar 10.
Menggunakan DVA
Gambar 11.
Grafik Frekuensi berkurang
Tabel 3 Analisa
getaran menggunakan DVA
Sesuai analisis
harmonik Getaran yang dihasilkan tanpa DVA = 2340 Hz, Getaran yang dihasilkan
dengan DVA = 840 Hz. Jadi pengurangan getaran dapat dicapai menggunakan desain.
7. 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.
8. 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.
7.
S.G. Kelly, (2000). ‘Fundamentals of Mechanical Vibrations’, 2nd ed.,
McGraw-Hill, Boston.
8.
B.G. Korenev, L.M. Reznikov , (1993) ‘Dynamic Vibration Absorbers’ Wiley,Chichester.
9.
J.Maes, H.Sol (2003) a double tuned rail damper –increasing damping at the two
first Pinned- pinned frequencies
10.
D. Thompson, (1997) ‘Wheel–rail noise generation’. Parts I to V, Journal of
Sound and Vibration 161 (3) 387–482.
11.
D. Thompson, (1997) ‘Experimental analysis of wave propagation in railway
tracks’, Journal of Sound and Vibration 203 (5) 867–888.
12.
Tso-Liang Tengt, Cho-Chung Liangs and Ching-Cho Liaos (1995) ‘Optimal design of
a
dynamic absorber using
Polymer-laminated steel sheets’.
