OPTIMASI TOPOLOGI DAN GEOMETRI RANGKA GOKART LISTRIK MENGGUNAKAN FINITE ELEMENT METHOD UNTUK PENINGKATAN STABILITAS DAN REDUKSI BOBOT

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan topologi dan geometri rangka gokart listrik guna meningkatkan stabilitas dan mengurangi bobot, menggunakan metode elemen hingga (FEM). Dengan pesatnya perkembangan kendaraan listrik, gokart listrik telah menjadi alternatif yang populer karena karakteristiknya yang ramah lingkungan dan akselerasi instan. Namun, desain rangka gokart listrik menghadapi tantangan unik dalam mencapai keseimbangan antara kekuatan, kekakuan, dan bobot, terutama dengan adanya massa signifikan dari paket baterai. Untuk mengatasi dilema ini, sebuah pendekatan sistematis diusulkan, mengintegrasikan metode komputasi modern. Awalnya, model CAD (Computer Aided Design) rangka dirancang menggunakan SolidWorks sebagai model acuan atau baseline. Material yang dipilih untuk simulasi adalah baja karbon rendah AISI 1020 karena rasio kekuatan terhadap beratnya yang baik dan kemudahan fabrikasinya. Analisis FEM kemudian dilakukan pada model rangka untuk mengevaluasi respons strukturalnya terhadap beban statis. Hasil simulasi menunjukkan bahwa rangka memiliki nilai deformasi dan tegangan yang sangat rendah, dengan faktor keamanan (FoS) yang sangat tinggi. Hal ini mengindikasikan bahwa desain rangka saat ini cenderung memiliki kelebihan dalam kekuatan (over engineered). Oleh karena itu, penelitian ini merekomendasikan optimasi topologi untuk mengidentifikasi area-area di mana material dapat dihilangkan tanpa mengorbankan integritas struktural, sehingga menghasilkan desain yang lebih ringan namun tetap kuat. Melalui proses ini, diharapkan dapat tercipta desain rangka yang tidak hanya lebih ringan, tetapi juga memiliki kekakuan torsional dan stabilitas yang lebih baik, yang pada akhirnya akan meningkatkan performa dan efisiensi energi gokart listrik. Analisis ini juga menjadi dasar untuk penelitian lanjutan yang lebih kompleks, seperti analisis kelelahan material dan optimasi multi-objektif.