Claim Missing Document
Check
Articles

Design of Hybrid Energy System for Railway Application (Case Study of People Mover System in Doha, Qatar) Nugroho, Sri; Mauludin, Luthfi Muhammad; Sirait, Togar; mujiman, mujiman; Sofyan, Ahmad; Tohir, Toto
Jurnal Internasional Penelitian Teknologi Terapan Vol 4 No 1 (2023): April 2023
Publisher : Bandung State Polytechnic (Politeknik Negeri Bandung)

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.35313/ijatr.v4i1.112

Abstract

This paper presents the conceptual design of hybrid energy system used in railway application. The hybrid system with batteries and energy storage double-layer capacitor is a new technology that is used under extreme climatic conditions, especially in daytime temperature up to 50°C, high relative humidity, dust and heavy rain. It is a combination of double-layer capacitors and traction batteries. It draws power both externally and from braking energy. In order to reduce CO2 emissions to the environment, energy-saving drives and energy storage are used. Also, in public transportation, Sitras Hybrid Energy System (HES), hybrid energy storage system for trams, has been developed which combines a double-layer capacitor with a nickel-metal hydride battery. The storage not only allows driving without overhead lines, it also enables braking energy to be recovered. A reliable cooling system is required to ensure that the performance of the battery and the capacitor storage is maintained for as long as possible. The results of finite element model showed the robustness for railway application. The computational model refers to proof of static and dynamic strength in accordance with EN12663. A cooling system for a tram using this innovative technology was designed and qualified for the "Qatar Education City People Mover System (PMS)" project.
Evaluation of stress–relieving heat treatment on mechanical properties and microstructure of friction-welded JIS S45C steel Susanto, Alexander Eka; Haryadi, Gunawan Dwi; Haryanto, Ismoyo; Sulardjaka, Sulardjaka; Nugroho, Sri; Ekaputra, I Made Wicaksana
Jurnal Polimesin Vol 23, No 3 (2025): June
Publisher : Politeknik Negeri Lhokseumawe

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar | DOI: 10.30811/jpl.v23i3.6522

Abstract

This research evaluates the effect of stress-relieving post-weld heat treatment (PWHT) on the mechanical properties and microstructure of friction-welded JIS S45C steel joints. The PWHT was conducted at 500 °C for 1 hour. Tensile and Vickers microhardness tests were performed on both as-welded and heat-treated specimens. The tensile tests showed that fracture consistently occurred in the base metal, confirming good weld quality. Stress-relieved specimens showed a 3% increase in elongation compared to the as-welded condition, indicating improved plasticity. The Vickers microhardness tests revealed around 10% decrease in hardness at the weld center zone (from 293 HV to 267 HV) and heat-affected zone (from 245 HV to 224 HV) after treatment. Metallographic observation indicated coarsening of the pearlite phase due to thermal exposure.
KARAKTERISASI BONE GRAFT CAMPURAN HIDROKSIAPATIT DAN GELATIN MENGGUNAKAN METODE SOLVENT CASTING Eko Bagas Saputra; Rifky Ismail; Sri Nugroho
JURNAL TEKNIK MESIN Vol 14, No 2 (2026): VOLUME 14, NOMOR 2, APRIL 2026
Publisher : Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar

Abstract

Kerusakan tulang yang diakibatkan fraktu memerlukan tindakan medis tambahan dikarenakan kemampuan alami tubuh untuk memulihkan jaringan tulang tidak memadai. Bone graft menjadi salah satu arternatif, bone graft  dapat meningkatkan stabilitas tulang dan dan mempercepat proses regenerasi sehingga penyembuhan fraktur dapat berlangsung lebih optimal. Hidroksiapatit (HA) mempunyai sifat bioaktif dan osteokonduktifitas, serta dapat mendukung pembentukan tulang baru, sifat tersebut menjadikan HA sebagai kandidat kuat untuk bone graft. HA yang digunakan berasal dari cangkang kerang hijau yang melalui proses kalsinasi dan microwave yang memiliki kesamaan struktur dan komposisi dengan mineral utama penyusun tulang manusia. Gelatin mempunyai Biokompatibilitas, biodegradabilitas, dan fleksibilitas menjadikannya sebagai salah satu biomaterial penting untuk berbagai aplikasi biologis. Penambahan gelatin pada HA terbukti mendukung regenerasi tulang. Dikarenakan scaffold campuran HA dan gelatin ini bersifat fleksibel, memiliki permeabilitas tinggi, dan mampu mempercepat proses regenerasi jaringan tulang. Dalam penelitian ini menggunakan komposisi 5% gelatin dan 95% HA metode solvent casting. Hasil Karakterisasi menunjukkan gugus fungsi hidroksiapatit PO43, CO32-, OH-, dan gelatin amide I (C=O), amide A (N-H). Densitas sebesar 1,44 g/cm³, kekerasan 0,78 kg, swelling 5,23%, dan porositas aktual 51,52%.
ANALISIS VON MISES STRESS PADA BIOMATERIAL PENGGANTI DISKUS INTERVERTEBRALIS MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA Steven Yordan Sinarpaska; Sri Nugroho; Jamari Jamari
JURNAL TEKNIK MESIN Vol 12, No 2 (2024): VOLUME 12, NOMOR 2, APRIL 2024
Publisher : Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar

Abstract

Nyeri pada tulang belakang menjadi salah satu penyakit yang biasa diderita orang dewasa pada punggung bagian bawah. Nyeri ini bisa menjalar ke bagian bawah paha, terutama pada sisi posterior-lateral hingga ke lutut dan dapat menyebabkan penurunan performa dalam beraktivitas. Penyakit ini biasa disebabkan oleh degenerasi intervertebralis (IVD), dimana gerakan segmen tulang belakang menjadi tidak normal. Salah satu penggunaan biomaterial pada dunia medis ialah pembuatan implan penggantian diskus total sebagai salah satu metode untuk mengatasi penyakit degenerasi diskus. Hal ini dapat mengembalikan gerakan tulang belakang, menyerap getaran antar tulang belakang, serta memulihkan ketinggian antar ruas tulang belakang yang menurun akibat penyakit degenerasi diskus. Berbagai biomaterial dikembangkan diantaranya stainless steel 316L, ultra-high-molecular-weight polyethylene (UHMWPE), polyetheretherketone (PEEK), dan carbon fiber-reinforced-polyetheretherketone (CFRPEEK) sebagai implan pengganti diskus. Simulasi analisis elemen hingga dilakukan untuk mengetahui kemampuan diskus pada model lumbal 1 hingga lumbal 2 dengan pemberian beban 500 N – 2500 N menggunakan aplikasi Ansys. Hasil yang diperoleh menunjukkan peningkatan nilai von mises stress pada material stainless steel 316L, CFRPEEK, dan PEEK dengan inlay UHMWPE. Dimana nilai peningkatan memiliki presentase yang sama pada setiap pembebanannya. Desain PEEK sebagai superior/ inferior endplate dengan inlay UHMWPE menjadi material rekomendasi yang dapat digunakan sebagai implan pengganti diskus invertebralis ditinjau dari persentase peningkatan nilai von mises stress paling rendah dibandingkan material lain.
SIMULASI STATIS METODE ELEMEN HINGGA PADA KONTAK PINION HELIKS SHAFT DRIVE PULLEY SEKUNDER DAN COUNTER GEAR CONTINOUSLY VARIABLE TRANSMISSION SEPEDA MOTOR Muhammad Robith Al Anam; Sri Nugroho; Rifky Ismail
JURNAL TEKNIK MESIN Vol 13, No 2 (2025): VOLUME 13, NOMOR 2, APRIL 2025
Publisher : Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar

Abstract

Shaft drive pulley sekunder pada Continously Variable Transmission (CVT) sepeda motor berperan meneruskan putaran ke gear train melalui pinion heliks. Tegangan yang dihasilkan pada kontak antara pinion heliks dengan counter gear dapat memicu kegagalan jika melebihi kekuatan luluh material shaft drive. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi kondisi pembebanan dan kontur konsentrasi tegangan yang dihasilkan oleh kontak pinion heliks shaft drive pulley sekunder dan counter gear. Studi literatur dilakukan untuk mengetahui sifat material penyusun shaft drive, yaitu AISI 5130. Langkah-langkah simulasi statis metode elemen hingga meliputi menggambar desain tiga dimensi, menerapkan sifat material, meshing, menerapkan kondisi pembebanan dan tumpuan, dan menjalankan simulasi. Kondisi beban yang diterapkan adalah torsi berdasarkan perhitungan rasio CVT yang bernilai 1 – 3. Hasil menunjukkan bahwa torsi yang besar dengan rasio CVT bernilai tinggi dapat menghasilkan tegangan von Mises yang tinggi pula pada lokasi kontak shaft drive dengan counter gear.
ANALISIS KEGAGALAN VALVE IN (KATUP MASUK) PADA MOTOR KAPASITAS 155 CC Vinder Harapan Pardosi; Sri Nugroho; Gunawan Dwi Haryadi
JURNAL TEKNIK MESIN Vol 12, No 4 (2024): VOLUME 12, NOMOR 4, OKTOBER 2024
Publisher : Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar

Abstract

Kegagalan material terjadi ketika komponen logam mengalami kerusakan akibat tekanan mekanis yang berulang, perubahan suhu yang ekstrem, atau paparan lingkungan yang korosif. Ini bisa menyebabkan keausan, retak, atau kerusakan total pada komponen. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui penyebab kegagalan pada katup masuk (valve in) motor 4 tak berkapasitas 155 cc yang bengkok. Dalam hal ini, dilakukan evaluasi untuk memahami faktor-faktor penyebab kegagalan, dampak panas berlebih, dan pemeliharaan yang tidak teratur. Evaluasi yang dilakukan menggunakan pengujian komposisi kimia dan metalografi, untuk melihat struktur material dan sifat mekanis katup. Dari hasil pengujian didapatkan bahwa katup yang terbuat dari baja tahan karat X40CrSiMo10-2, sudah melalui proses pengerasan (hardening) dan tempering, sehingga memiliki struktur yang keras dan sesuai standar. Simulasi menggunakan metode elemen juga menunjukkan tegangan maksimum sebesar 746,68 MPa, melebihi kekuatan luluh material sebesar 560 MPa, sehingga menyebabkan katup berubah bentuk secara permanen. Pengujian buckling menyebabkan batang katup mengalami kegagalan pada beban sebesar 29.361,7 N. Hal ini mengindikasikan bahwa kerusakan pada katup masuk diakibatkan karena adanya benturan dengan piston serta keausan pada batang katup, bukan karena cacat material, sehingga dibutuhkan pemeliharaan yang teratur dan pemilihan material yang sesuai untuk menjaga performa dan keandalan katup dalam mesin.
ANALISIS PENGARUH GEOMETRI MODEL PADA MEKANIKA KONTAK ASPERITAS BENTUK SINUSOIDAL MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA Muhammad Nur Afi; Sri Nugroho; Jamari Jamari
JURNAL TEKNIK MESIN Vol 12, No 3 (2024): VOLUME 12, NOMOR 3, JULI 2024
Publisher : Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar

Abstract

Permukaan material memiliki kekasaran permukaan dengan profil lembah dan bukit yang tidak beratuan atau disebut dengan asperitas. Pengamatan perilaku kontak mekanik pada tingkat asperiti perlu dilakukan untuk meningkatkan efisensi kerja. Pemodelan sederhana dilakukan guna merepresentasikan kekasaran permukaan untuk dilakukan analisis. Salah satu model yang sering digunakan untuk menggambarkan kekasaran permukaan adalah bentuk sinusoidal. Pada penelitian ini dilakukan analisis pengaruh kondisi geometri pemodelan kontak asperitas menggunakan metode elemen hingga. Pengamatan berfokus pada model asperitas kondisi bebas dimana terdapat material dibawahnya dan kondisi terisolasi. Model geometri dilakukan studi konvergensi mesh dan didapatkan ukuran mesh efektif sebesar 0,001 mm. Selanjutnya validasi dengan solusi analitik kontak Westergaard dilakukan dan dihasilkan grafik yang memiliki nilai tidak jauh berbeda dengan tren yang mirip pada pengamatan luas area kontak. Berdasarkan hasil simulasi yang dilakukan, kedalaman material tidak mempengaruhi luas area kontak dan tegangan permukaan yang terjadi pada permukaan asperitas.
STUDI KONVERGENSI MESH PADA KONTAK DUA HEMISPHERE MENGGUNAKAN METODE FINITE ELEMENT Muhammad Ryan; Sri Nugroho; Jamari Jamari
JURNAL TEKNIK MESIN Vol 14, No 1 (2026): VOLUME 14, NOMOR 1, JANUARI 2026
Publisher : Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar

Abstract

Analisis kontak antara dua hemisphere merupakan permasalahan penting dalam mekanika kontak yang sering dianalisis menggunakan metode Finite Element (FEM). Akurasi hasil simulasi sangat dipengaruhi oleh ukuran dan kerapatan mesh, terutama pada daerah kontak. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan studi konvergensi mesh pada model dua dimensi (2D) dari kontak dua hemisphere menggunakan FEM. Model 2D dibuat dengan pemberian kondisi batas dan beban tekan untuk mensimulasikan interaksi kontak. Variasi ukuran mesh diterapkan untuk mengevaluasi pengaruhnya terhadap hasil tegangan kontak dan deformasi. Hasil menunjukkan bahwa semakin halus mesh yang digunakan, nilai hasil simulasi cenderung konvergen dan lebih stabil. Studi ini menegaskan pentingnya pemilihan mesh yang tepat untuk memperoleh hasil analisis FEM yang akurat pada permasalahan kontak.
ANALISIS KEGAGALAN PADA PISTON HEAD TIPE KPH UNTUK JENIS MOTOR BEBEK Anang Arfan Ramadhan; Sri Nugroho; Mohammad Tauviqirrahman
JURNAL TEKNIK MESIN Vol 12, No 3 (2024): VOLUME 12, NOMOR 3, JULI 2024
Publisher : Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar

Abstract

Salah satu bagian penting dalam blok mesin kendaraan ialah kepala piston, dimana piston dalam mesin berfungsi untuk melakukan pembakaran energi dan membuat kendaraan berjalan. Kerusakan atau kegagalan piston dapat menyebabkan masalah serius dalam performa kendaraan dan keandalan sistem pembakaran di ruang bakar. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik material piston yang mengalami kegagalan beserta mekanisme kegagalan yang terjadi dan penyebab kegagalan dengan fokus pada bahan aluminium alloy 4032. Metode uji yang digunakan pada penelitian yaitu pengamatan visual untuk mengetahui secara garis besar kerusakan yang terjadi, pengujian metalografi untuk memeriksa struktur makro serta mikro dari komponen uji, uji mekanik berupa tes microvickers hardness pada piston yang telah digunakan, uji komposisi kimia dari material, dan anlisis ansys untuk mendukung data pengujian yang sudah dilakukan sebelumnya. Dari penelitian ini di dapatkan bahwa piston yang mengalami kegagalan mengandung alumunium sebesar 84% dan silikon 13%. Sedangkan kerusakan yang terjadi diakibatkan oleh pemakaian yang berlebihan dan adanya pembesaran ukuran piston yang menyebabkan clearance dinding silinder menyempit sehingga piston mengalami aus.
MECHANICAL ANALYSIS ON HEAVY DUTY ROLLER Adzan Jati Prasetyo; Sri Nugroho; Rifky Ismail
JURNAL TEKNIK MESIN Vol 12, No 2 (2024): VOLUME 12, NOMOR 2, APRIL 2024
Publisher : Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro

Show Abstract | Download Original | Original Source | Check in Google Scholar

Abstract

Mechanical analysis is a critical aspect of engineering that aims to understand the root causes of component failures and develop strategies to prevent future occurrences. This thesis presents a comprehensive failure analysis of heavy-duty rollers used in industrial applications, focusing on identifying the mechanisms that lead to their premature failure. Heavy-duty rollers are subjected to extreme operational conditions, including high loads, varying speeds, and harsh environmental factors, making them prone to wear and failure. The study involved a detailed examination of failed roller samples using various analytical techniques, including visual inspection, metallurgical analysis, scanning electron microscopy (SEM). The results revealed that the primary failure mechanisms were fatigue, abrasive wear, and improper lubrication. Fatigue failures were characterized by the presence of micro-cracks that propagated over time due to cyclic loading. Abrasive wear was identified through the examination of surface topography, indicating that particles entrapped between rolling surfaces led to significant material removal. Additionally, improper lubrication was found to exacerbate both fatigue and wear by increasing friction and thermal stresses. The analysis also highlighted several contributing factors to these failure mechanisms, such as material defects, manufacturing inconsistencies, and inadequate maintenance practices. Metallurgical analysis indicated the presence of non-metallic inclusions and improper heat treatment as significant factors compromising the material integrity. These include material selection enhancements, optimized heat treatment processes, improved lubrication strategies, and rigorous maintenance protocols. Implementing these recommendations is expected to significantly reduce the failure rate and extend the operational lifespan of heavy-duty rollers in industrial settings. This study underscores the importance of a systematic approach to failure analysis and provides a framework for addressing similar issues in other critical components. The insights gained from this research contribute to the broader field of reliability engineering and have practical implications for industries relying on heavy-duty roller systems.