Panduan Simulasi Multi Body Dynamics pada Rotary Engine Menggunakan MSC Adams Modeler
Dunia teknik otomotif terus berkembang untuk mengoptimalkan performa mesin, dan salah satu mesin yang paling ikonik adalah mesin rotary atau mesin Wankel. Tutorial terbaru dari PT Tensor memberikan panduan langkah demi langkah tentang cara melakukan simulasi Multi Body Dynamics (MBD) pada mesin rotary menggunakan perangkat lunak MSC Adams Modeler.
Mengenal Mesin Rotary dan MSC Adams Modeler
Mesin rotary, yang terkenal digunakan dalam mobil sport seperti Mazda RX-7 dan RX-8, memiliki mekanisme unik dibandingkan mesin piston konvensional. Untuk memahami pergerakan komponen dalamnya secara akurat, diperlukan perangkat lunak simulasi seperti MSC Adams Modeler. Perangkat lunak ini merupakan alat MBD yang dikembangkan oleh Hexagon dan saat ini tersedia dalam versi student yang dapat diunduh secara gratis.
Dalam simulasi ini, terdapat empat komponen geometri utama yang diimport, termasuk rotor segitiga dan crankshaft (poros engkol) yang menjadi penggerak utama sistem.
Langkah-langkah Persiapan Simulasi
Proses simulasi dalam Adams Modeler melibatkan beberapa tahapan teknis untuk memastikan model berfungsi sesuai dengan hukum fisika yang benar.
1. Impor Geometri dan Definisi Sambungan (Join)
Langkah pertama dimulai dengan mengimpor file geometri (format IGS, Parasolid, STL, atau SolidWorks). Setelah itu, pengguna perlu mendefinisikan join atau sambungan rotasi:
- Crankshaft: Diberikan sambungan putar sebagai penggerak utama.
- Rotor: Rotor segitiga diberikan definisi putaran yang dikoneksikan dengan sistem gear.
- Casing: Komponen luar atau rumah mesin ditetapkan sebagai fix (tetap) untuk mencegah getaran yang tidak realistis saat simulasi dijalankan.
2. Pengaturan Pergerakan (Motion) dan Material
Pergerakan didefinisikan menggunakan fungsi kecepatan (velocity) dalam satuan radian. Pengguna dapat mengatur formula berdasarkan waktu untuk mensimulasikan peningkatan kecepatan putaran secara bertahap. Dari sisi material, perangkat lunak menyediakan pilihan seperti baja (steel), aluminium, dan titanium, di mana pengguna dapat menyesuaikan nilai kerapatan (density) dan modulus plastisitasnya.
3. Definisi Kontak (Contact)
Untuk mencegah komponen saling tumpang tindih atau keluar dari jalur, metode impact digunakan. Hal ini memastikan rotor tetap bersentuhan dengan dinding rumah mesin (case) saat berputar, sehingga meniru kondisi nyata di dalam blok mesin.
Analisis Data dan Post-Processing
Setelah simulasi dijalankan selama durasi yang ditentukan (misalnya 10 detik), data yang dihasilkan dapat dianalisis melalui tahap post-processing.
Visualisasi Pergerakan dan Slow Motion
Melalui mode post-process, pengguna dapat melihat animasi pergerakan mesin secara realistis. Jika putaran terlalu cepat, fitur slow motion dapat digunakan untuk mengamati bagaimana rotor berinteraksi dengan gear dan dinding rumah mesin secara mendetail.
Analisis Grafik Torsi dan Kecepatan
Kelebihan utama Adams Modeler adalah kemampuannya menghasilkan grafik data yang presisi:
- Grafik Kecepatan: Menampilkan peningkatan kecepatan putar rotor seiring berjalannya waktu.
- Grafik Torsi (Torque): Mengidentifikasi lonjakan torsi yang terjadi. Dalam tutorial ini, lonjakan torsi terdeteksi karena desain poros (shaft) yang tidak sejajar secara simetris, yang merupakan karakteristik khas mesin rotary.
Kesimpulan: Keunggulan Simulasi MBD
Simulasi ini membuktikan bahwa MSC Adams Modeler adalah alat yang sangat kuat untuk menguji desain mekanikal sebelum prototipe fisik dibuat. Dengan memahami lonjakan torsi dan interaksi antar komponen, insinyur dapat melakukan perbaikan desain untuk meningkatkan daya tahan dan efisiensi mesin.
Tutorial ini menunjukkan bahwa proses yang terlihat kompleks dapat disederhanakan dengan alur kerja yang tepat di Adams Modeler, menjadikannya keahlian yang sangat berharga bagi mahasiswa maupun profesional di bidang dinamika mesin.