Electronic Theses and Dissertation

Pegas ulir merupakan komponen utama sistem suspensi kendaraan yang berfungsi menyerap getaran serta menahan beban statis dan dinamis. dalam kondisi operasional, pegas ulir rentan mengalami kegagalan lelah akibat pembebanan siklik berulang, terutama jika terdapat cacat awal pada material. penelitian ini bertujuan untuk menganalisis distribusi tegangan statik dan dinamik serta mengevaluasi faktor intensitas tegangan pada suspensi depan pegas ulir mobil tipe sedan menggunakan metode elemen hingga (meh). pemodelan tiga dimensi pegas ulir dilakukan menggunakan perangkat lunak computer aided design (cad) dan dianalisis menggunakan femap dengan material astm a227. analisis dilakukan pada dua kondisi, yaitu pegas ulir tanpa cacat dan pegas ulir dengan cacat awal pada ulir kedua. beban operasional sebesar 3922 n per pegas diterapkan secara statik dan dinamik. hasil simulasi menunjukkan bahwa pegas tanpa cacat menghasilkan tegangan von mises maksimum sebesar 683,1 mpa pada kondisi statik dan 717,67 mpa pada kondisi dinamik, masih di bawah tegangan luluh material sebesar 731 mpa. sebaliknya, pegas dengan cacat awal mengalami peningkatan tegangan maksimum hingga 2157,3 mpa (statik) dan 2341,3 mpa (dinamik). nilai faktor intensitas tegangan rata-rata sebesar 103,42 mpa√m pada kondisi statik dan 107,82 mpa√m pada kondisi dinamik, melebihi nilai ketangguhan retak material astm a227 sebesar 80,4 mpa√m. hal ini menunjukkan potensi perambatan retak yang dapat menyebabkan kegagalan lelah pada pegas ulir.

Coil springs are primary components of vehicle suspension systems that function to absorb vibrations and support static and dynamic loads. Under operational conditions, coil springs are prone to fatigue failure due to repeated cyclic loading, particularly when initial material defects are present. This study aims to analyze the static and dynamic stress distribution and to evaluate the stress intensity factor of the front suspension coil spring of a sedan-type vehicle using the Finite Element Method (FEM). Three-dimensional modeling of the coil spring was carried out using Computer Aided Design (CAD) software and analyzed using FEMAP with ASTM A227 material properties. The analysis was conducted under two conditions: a defect-free coil spring and a coil spring with an initial defect at the second coil turn. An operational load of 3922 N per spring was applied under static and dynamic loading conditions. The simulation results show that the defect-free coil spring produced a maximum Von Mises stress of 683.1 MPa under static loading and 717.67 MPa under dynamic loading, both of which remain below the material yield strength of 731 MPa. In contrast, the coil spring with an initial defect experienced a significant increase in maximum stress, reaching 2157.3 MPa under static loading and 2341.3 MPa under dynamic loading. The average stress intensity factors were 103.42 MPa√m for static conditions and 107.82 MPa√m for dynamic conditions, exceeding the fracture toughness of ASTM A227 material of 80.4 MPa√m. These results indicate a high potential for crack propagation leading to fatigue failure of the coil spring.