Pengukuran Helmet Sepeda Motor yang Dikenai Beban Impak Menggunakan Metode Jatuh Bebas

Abstract

A test on a non-standard motor cycle helmet is needed to measure the strength of the helmet resulted from the given impact load. In general, traffic accident is not only influenced by the factor of speed but also the acceleration of earth’s gravity. Therefore, a research was conducted to find out the impact load of free fall occurred to the non-standard helmet. Quite good information about the impact load of free fall on the strength of helmet is good to be informed to the users, industry and government. The purpose of this study was to construct a good test tool to test the strength of non-standard helmet resulted from the free fall impact load, to measure the maximum load that occurs in the helmet, and the capability of the helmet to absorb the energy resulted from the free fall impact load. The researcher in cooperation with the Impact and Fracture Research Center, Magister of Engineering Study Program, Faculty of Engineering, University of Sumatera Utara has made the test tool equipped with a good data acquisition system. The helmet tested is put on the test rig with an adjustable height of fall. To find out the impact time, the test tool is equipped with 8 (eight) inductive proximity censors. The helmet will fall and hit the anvil. The force will be measured using the loadcell put under the anvil. There are four anvils whose forms are adjusted to the real life situation such as flat plat, aligned plat, bullet and a half-spherical anvil. The data will be transferred from loadcell to a data acquisition system which functions to change the form of analogue signal into digital signal. Finally, the data will be saved into PC as a force (N) and time (ms). The result of the experiment done showed that the tool constructed could function well and the reading received has been well-proven. The maximum stress on the flat anvil was 2.465 kPa; the aligned flat anvil was 8.358 kPa; the bullet anvil was 984.70 kPa; and a half-spherical anvil was 5.284 kPa at the elevation of 0.75 m. The minimum energy which caused the fracture on the helmet was 3.24 J at the elevation of 0.3 m.

Pengujian terhadap helmet sepeda motor non-standar dibutuhkan untuk mengukur kekuatan helmet tersebut sebagai akibat beban yang diberikan. Pada umumnya kecelakaan lalu lintas tidak hanya dipengaruhi oleh faktor kecepatan, tetap juga oleh percepatan grafitasi bumi. Oleh karena itu dilakukan kegiatan penelitian untuk mendapatkan dampak beban impak jatuh bebas yang terjadi pada helmet non-standar. Informasi yang diperoleh yang cukup baik mengenai dampak beban impak jatuh bebas terhadap kekuatan helmet kepada pengguna, industri, dan pemerintah. Tujuan penelitian ini ialah untuk membangun alat uji yang baik bagi pengujian kekuatan helmet non-standar akibat beban impak jatuh bebas, mengukur beban maksimum yang terjadi dalam helmet, dan kemampuan penyerapan energi pada helmet tersebut akibat beban impak jatuh bebas tersebut. Peneliti bekerjasama dengan Pusat Riset Impak dan Keretakan Magister Teknik FT-USU telah membangun alat uji tersebut yang dilengkapi dengan sistim data akusisi yang baik. Helmet yang diuji diletakkan pada test rig yang dapat diatur ketinggian jatuhnya. Untuk mengetahui waktu impak, maka pada alat uji dilengkapi dengan 8 buah sensor proximity jenis induktif. Helmet akan jatuh dan menabrak dudukan alas uji yang disebut dengan istilah anvil. Gaya yang dihasilkan akan diukur dengan menggunakan alat sensor pengukuran beban yang disebut dengan loadcell yang diletakkan dibawah anvil. Terdapat empat buah bentuk anvil disesuaikan dengan kondisi kejadian di lapangan, yaitu bentuk plat datar, plat miring, peluru, dan anvil setengah bola. Data akan dipindahkan dari load cell ke suatu sistim data akusisi yang berfungsi untuk merubah bentuk sinyal analog ke bentuk sinyal digital. Akhirnya data akan disimpan dalam PC sebagai gaya (N) dan waktu (ms). Hasil percobaan yang telah dilakukan menunjukkan bahwa alat yang telah dibangun dapat berfungsi dengan baik terbukti dari hasil pembacaan yang diterima. Besarnya tegangan maksimum yang terjadi pada masing-masing anvil ialah: anvil plat datar 2,465 kPa, anvil jenis plat miring sebesar 8,358 kPa, anvil peluru sebesar 984,70 kPa, dan pada anvil setengah bola 5,284 kPa yang dilakukan pada ketinggian yang sama, yaitu 0,75 m. Sedangkan energi terkecil yang menyebabkan helmet rusak terdapat pada jenis anvil peluru, yaitu sebesar 3,24 J pada ketinggian 0,3 m