Simulasi Kekuatan Rangka Trainer Sepeda Listrik sebagai Media Pembelajaran SMK dengan Metode Analisis Elemen Hingga

Wendika Okvianda; Ahmad Arif; Wawan Purwanto; M.Yasep Setiawan; Jheri Hermanto

doi:10.24036/jtpvi.v3i4.366

Simulasi Kekuatan Rangka Trainer Sepeda Listrik sebagai Media Pembelajaran SMK dengan Metode Analisis Elemen Hingga

Authors

Wendika Okvianda Departemen Teknik Otomotif, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Padang
Ahmad Arif Departemen Teknik Otomotif, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Padang
Wawan Purwanto Departemen Teknik Otomotif, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Padang
M.Yasep Setiawan Departemen Teknik Otomotif, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Padang
Jheri Hermanto Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Riau

DOI:

https://doi.org/10.24036/jtpvi.v3i4.366

Keywords:

Trainer sepeda listrik, rangka, analisis elemen hingga, tegangan von Mises, faktor keamanan, Baja Chromoly SAE 4130, SolidWork

Abstract

Penelitian ini menganalisis kekuatan struktural rangka trainer sepeda listrik sebagai media pembelajaran di SMK. Rangka dirancang dari pipa baja dan dianalisis menggunakan simulasi Finite Element Analysis pada perangkat lunak SolidWorks 2021. Tiga material dibandingkan, yaitu Baja Chromoly SAE 4130, Aluminium 6061-T6, dan Hi-Ten Steel (AISI 1015). Pembebanan statis 120 kg diterapkan pada titik dudukan pengendara, dengan tumpuan tetap pada titik hubung rangka sehingga diperoleh distribusi tegangan von Mises, displacement, dan safety factor. Hasil simulasi menunjukkan bahwa Baja Chromoly SAE 4130 memiliki kombinasi tegangan, deformasi, dan faktor keamanan paling baik, sedangkan Aluminium 6061-T6 menghasilkan displacement terbesar dan Hi-Ten Steel memiliki margin keamanan terendah. Nilai Safety Factor Minimum seluruh material masih kurang dari satu, sehingga desain rangka perlu dioptimasi. Temuan ini menjadi dasar pemilihan material dan perbaikan desain rangka trainer sepeda listrik di lingkungan pendidikan vokasi untuk mendukung pembelajaran berbasis praktik rekayasa.

This study analyzes the structural strength of an electric bicycle trainer frame used as an instructional medium in vocational high schools. The frame is constructed from steel pipes and evaluated through Finite Element Analysis simulation using SolidWorks 2021. Three materials are compared, namely Chromoly Steel SAE 4130, Aluminum 6061-T6, and Hi-Ten Steel (AISI 1015). A static load of 120 kg is applied at the rider’s seat with fixed supports at frame joints to obtain the distribution of Von Mises Stress, displacement, and safety factor. The results indicate that Chromoly Steel SAE 4130 provides the most favorable combination of Stress, deformation, and structural safety, while Aluminum 6061-T6 exhibits the largest displacement and Hi-Ten Steel the lowest safety margin. The minimum safety factor of all materials is still below one, so the frame design requires optimization. These findings guide material selection and frame redesign for engineering practice–oriented vocational education.

References

[1] S. Anisa, “Implementasi Peraturan Menteri Perhubungan Nomor 45 Tahun 2020 tentang Kendaraan Tertentu dengan Menggunakan Penggerak Motor Listrik (Studi Kasus Pelajar Sebagai Pengguna Sepeda Listrik) di Kecamatan,” Jurnal Kebijakan Publik (PPJ), vol. 2, no. 3, 2025. [Online]. Available: https://stiaamuntai.ac.id/ojs/index.php/ppj/article/view/959. Accessed: Nov. 7, 2025.

[2] J. T. Santoso, Sepeda Listrik: Perencanaan, Perakitan dan Perbaikan. Yayasan Prima Agus Teknik, 2022, ISBN 9786235734828.

[3] M. Awwaluddin, “Analisa Kekuatan Rangka Sepeda Listrik Menggunakan Software SolidWorks,” Piston: Journal of Technical Engineering, vol. 3, no. 1, pp. 5–16, 2019, doi: 10.32493/pjte.v3i1.7486.

[4] PT Steel Pipe Industry Indonesia Tbk, “Mengenal Berbagai Jenis-Jenis Rangka Sepeda Motor dan Fungsinya,” SPINDO. [Online]. Available: https://www.spindo.com/mengenal-berbagai-jenis-jenis-rangka-sepeda-motor-dan-fungsinya/

[5] M. Z. Falah, W. T. Handoko, A. I. Syah, F. M. Triana, G. F. Al’alam, and F. I. Kusuma, “Utilization of Electric Bicycle Trainers as Learning Media to Support the Challenges of the Industrial Revolution 4.0 at SMK N 2 Probolinggo,” Bulletin of Community Engagement, vol. 4, no. 3, pp. 355–365, 2024. [Online]. Available: https://attractivejournal.com/index.php/bce/

[6] UIN Suska Riau, “BAB II: Dasar Teori,” 2016.

[7] M. A. Nabil and A. Faizin, “Analisis Pengaruh Dimensi dan Ketebalan Hollow ST 37 terhadap Kekuatan Rangka Sepeda Motor Listrik dengan Metode Elemen Hingga (FEM),” Journal of Mechanical Engineering, vol. 2, no. 3, p. 11, Jul. 2025, doi: 10.47134/jme.v2i3.4794.

[8] SolidWorks Corporation, “Designing for Strength and Durability: How Strong Is the Bike Frame?,” SOLIDWORKS Blog, Sep. 2023. [Online]. Available: https://blogs.solidworks.com/solidworksblog/2023/09/getting-started-with-simulation-on-the-3dexperience-platform-4-how-strong-is-the-frame.html

[9] H.-M. Dai, B.-H. Chen, C.-M. Hsu, C.-L. Lin, and C.-F. Yang, “Analyses of Full-load, Modal, and Fatigue Life of Electric Motorcycle Frame Using Finite Element Software ANSYS,” Sensors and Materials, vol. 35, no. 8, pp. 2817–2829, 2023, doi: 10.18494/SAM4461.

[10] F. A. Budiman, A. Septiyanto, Sudiyono, A. D. N. I. Musyono, and R. Setiadi, “Analisis Tegangan von Mises dan Safety factor pada Chassis Kendaraan Listrik,” Jurnal Rekayasa Mesin, vol. 16, no. 1, pp. 100–108, 2021, doi: 10.21776/ub.jrm.2021.016.01.14.

[11] G. E. Pramono, A. Hidayat, and R. Waluyo, “Perancangan dan Simulasi Desain Rangka Sepeda Motor Listrik Tipe Trellis Menggunakan Finite Element Analysis,” JTERA (Jurnal Teknologi Rekayasa), vol. 5, no. 2, pp. 319–326, 2020, doi: 10.31544/jtera.v5.i2.2020.319-326.

[12] A. Mutiara, “SolidWorks: pengertian, fungsi, jenis,” Telkom University—D3 Teknologi Telekomunikasi. [Online]. Available: https://dte.telkomuniversity.ac.id/solidworks-pengertian-fungsi-jenis/

[13] M. D. Mustaqim and D. T. Santoso, “Design and Structural Evaluation of an Electric Motorcycle Frame Using FEA,” Metrotech (Journal of Mechanical and Electrical Technology), vol. 4, no. 3, pp. 168–178, Sep. 2025, doi: 10.70609/metrotech.v4i3.7249.

[14] I. Muhlisin and N. Feblidiyanti, “Comparison of strength and stability of bicycle frames made from 6061-T6 Aluminum (SS) and Commercially Pure CP-Ti UNS R50700 Grade 4 (SS) materials,” Teknika: Jurnal Sains dan Teknologi, vol. 20, no. 1, pp. 132–140, 2024, doi: 10.62870/tjst.v20i1.24163.

[15] Artizono, “Baja Hi-Ten vs Baja Chromoly: Apa Perbedaannya?,” Artizono, May 24, 2025. [Online]. Available: https://artizono.com/id/Hi-Ten-steel-vs-Chromoly-steel-apa-bedanya

[16] D. W. Rachmawati, B. Nasution, H. Firmansyah, S. Asiah, and A. Ridho, Teori & Konsep Pedagogik. Cirebon, Indonesia: Penerbit Insania, 2021, ISBN 6235770316.

Downloads

Published

2025-11-28

How to Cite

Okvianda, W., Arif, A., Purwanto, W., Setiawan, M., & Hermanto, J. (2025). Simulasi Kekuatan Rangka Trainer Sepeda Listrik sebagai Media Pembelajaran SMK dengan Metode Analisis Elemen Hingga. JTPVI: Jurnal Teknologi Dan Pendidikan Vokasi Indonesia, 3(4), 935–946. https://doi.org/10.24036/jtpvi.v3i4.366