Studi Numerik Respons Crashworthiness Lokomotif CC206 Berbasis Model Representatif
Main Article Content
Abstract
Peningkatan kecepatan operasi kereta api berbanding lurus dengan meningkatnya risiko dan tingkat keparahan kecelakaan sehingga aspek crashworthiness menjadi isu penting dalam perancangan dan pengoperasian lokomotif. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi respons crashworthiness lokomotif CC206 menggunakan model representatif berbasis metode elemen hingga (MEH). Struktur lokomotif dimodelkan menggunakan elemen shell yang dibagi menjadi empat bagian utama, yaitu kabin depan, underframe, kompartemen mesin, dan kabin belakang. Skenario tumbukan dimodelkan sebagai tabrakan frontal antara lokomotif bermassa 90 ton dengan dinding kaku pada kecepatan awal 27,7 m/s. Material struktur diasumsikan menggunakan baja ASTM A36 dan dimodelkan menggunakan model plastisitas Johnson–Cook untuk merepresentasikan perilaku deformasi nonlinier akibat laju regangan tinggi. Hasil simulasi menunjukkan bahwa energi kinetik lokomotif dengan cepat berubah menjadi energi internal dalam waktu kurang dari 0,1 detik setelah tumbukan. Deformasi signifikan terjadi di kabin depan hingga menghilangkan ruang selamat awak, sementara underframe mengalami gaya angkat yang berpotensi menyebabkan fenomena climbing. Temuan ini menunjukkan bahwa struktur representatif lokomotif CC206 belum mampu memberikan perlindungan optimal bagi awak pada kondisi tumbukan berkecepatan tinggi. Oleh karena itu, penerapan komponen crash energy management (CEM), seperti collision post dan struktur penyerap energi, menjadi sangat penting untuk meningkatkan keselamatan lokomotif.
Downloads
Article Details
Section
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
Usulan Pembuatan Informasi Hak Cipta
1. Kebijakan yang diajukan untuk jurnal yang menawarkan akses terbuka
Syarat yang harus dipenuhi oleh Penulis sebagai berikut:
- Penulis menyimpan hak cipta dan memberikan jurnal hak penerbitan pertama naskah secara simultan dengan lisensi di bawahCreative Commons Attribution License yang mengizinkan orang lain untuk berbagi pekerjaan dengan sebuah pernyataan kepenulisan pekerjaan dan penerbitan awal di jurnal ini.
- Penulis bisa memasukkan ke dalam penyusunan kontraktual tambahan terpisah untuk distribusi non ekslusif versi kaya terbitan jurnal (contoh: mempostingnya ke repositori institusional atau menerbitkannya dalam sebuah buku), dengan pengakuan penerbitan awalnya di jurnal ini.
- Penulis diizinkan dan didorong untuk mem-posting karya mereka online (contoh: di repositori institusional atau di website mereka) sebelum dan selama proses penyerahan, karena dapat mengarahkan ke pertukaran produktif, seperti halnya sitiran yang lebih awal dan lebih hebat dari karya yang diterbitkan. .
Kebijakan yang diajukan untuk jurnal yang menawarkan akses terbuka yang tertunda
Penulis yang menerbitkan dengan jurnal ini setuju pada persyaratan berikut ini:
- Penulis menyimpan hak cipta dan memberikan jurnal hak penerbitan pertama, dengan pekerjaan [TENTUKAN PERIODE WAKTU] setelah penerbitan secara simultan dengan lisensi di bawah: Creative Commons Attribution License yang memudahkan yang lain untuk berbagi karya dengan pengakuan penerbitan awal dan kepenulisan karya di jurnal ini.
- Penulis bisa memasukkan ke dalam penyusunan kontraktual tambahan terpisah untuk distribusi non-ekslusif versi kaya terbitan jurnal (contoh: mempostingnya ke repositori institusional atau menerbitkannya dalam sebuah buku), dengan pengakuan penerbitan awalnya di jurnal ini.
- Penulis diizinkan dan didorong untuk mem-posting karya mereka online (contoh: di repositori institusional atau di website mereka) sebelum dan selama proses penyerahan, karena dapat mengarahkan ke pertukaran produktif, seperti halnya sitiran yang lebih awal dan lebih hebat dari karya yang diterbitkan.Â
Jurnal Transportasi Multimoda oleh Puslitbang Transportasi Antarmoda disebarluaskan di bawah Lisensi Creative Commons Atribusi-NonKomersial-BerbagiSerupa 4.0 Internasional.
Berdasarkan ciptaan pada //balitbanghub.dephub.go.id/ojs/index.php/jurnalmtm.
References
[1] Federal Railroad Administration, Railroad Safety Statistics Annual Report, U.S. Department of Transportation, Washington, DC, USA, 2010.
[2] Z. Tang, F. J. Liu, S. H. Guo, and J. J. Zhang, “Evaluation of Coupled Finite Element/Meshfree Method for a Robust Full-Scale Crashworthiness Simulation of Railway Vehicles,” Advances in Mechanical Engineering, vol. 8, no. 4, 2016, doi: 10.1177/1687814016642954.
[3] P. Drazetic, P. Level, D. Cornette, P. Mongenie, and Y. Ravalard, “One-dimensional Modelling of Contact Impact Problem in Guided Transport Vehicle Crash,” International Journal of Impact Engineering, vol. 16, no. 3, pp. 467–478, 1995, doi: 10.1016/0734-743X(94)00056-3.
[4] L. Zhang, Y. Guo, Z. Cheng, W. Dou, and S. Stichel, “Integrated Topology Optimization Method for Crashworthiness of Metal-FRP Hybrid Thin-Walled Tubes: A Review and Analysis,” Chinese Journal of Mechanical Engineering, vol. 39, 2026, Art. no. 100046, doi: 10.1016/j.cjme.2025.100046.
[5] T. Zhu, S. Liu, S. N. Xiao, and Q. Che, “Train Collision Dynamic Model Considering Longitudinal and Vertical Coupling,” Advances in Mechanical Engineering, vol. 11, no. 1, 2019, Art. no. 1687814018823966, doi: 10.1177/1687814018823966.
[6] T. Zhu, S. Xiao, C. Lei, X. Wang, J. Zhang, and B. Yang, “Rail Vehicle Crashworthiness Based on Collision Energy Management: An Overview,” International Journal of Rail Transportation, vol. 9, no. 2, pp. 101–131, 2021, doi: 10.1080/23248378.2020.1777908.
[7] Association of American Railroads, Locomotive Crashworthiness Requirements, Standard S-580, Washington, DC, USA, 2008.
[8] B. H. Li, Y. W. Liu, L. Wang, X. Q. Chen, and W. J. Zuo, “Crashworthiness Optimization for Frontal-End Structure of Rail Vehicle Constrained with Absorbed Energy and Crushed Displacements,” Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition), vol. 53, no. 4, pp. 982–988, 2023, doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb.20210824.
[9] J. Dižo, M. Blatnický, V. Ishchuk, M. Kostrzewski, S. Semenov, and E. Mikhailov, “Passive Safety in Railway Vehicles: A Review,” Transportation Research Procedia, vol. 74, pp. 403–410, 2023, doi: 10.1016/j.trpro.2023.11.161
[10] P. Llana and R. Stringfellow, “Preliminary Development of Locomotive Crashworthy Components,” in Proceedings of the ASME/ASCE/IEEE Joint Rail Conference (JRC2011), Pueblo, CO, USA, 2011.
[11] European Committee for Standardization, EN 15227: Railway Applications – Crashworthiness Requirements for Railway Vehicle Bodies, Revised Edition, Brussels, Belgium, 2020.
[12] L. Ling, M. Dhanasekar, D. Thambiratnam, and Y. Q. Sun, “Lateral Impact Derailment Mechanisms, Simulation and Analysis,” International Journal of Impact Engineering, vol. 94, pp. 36–49, 2016, doi: 10.1016/j.ijimpeng.2016.04.001.
[13] C. Yang, L. Zhang, Y. Lu, N. Xu, Y. Zhou, Q. Li, and Z. Ren, “State of the Art Review On The Crashworthiness of Railway Vehicles,” Chinese Journal of Mechanical Engineering, vol. 38, Art. no. 119, 2025, doi: 10.1186/s10033-025-01287-7.
[14] S. Iwnicki, J. C. O. Nielsen, and G. Tao, “Out-of-round Railway Wheels and Polygonisation,” Vehicle System Dynamics, 2023, doi: 10.1080/00423114.2023.2194544.
[15] S. Xie, X. Du, H. Zhou, and Z. Feng, “Analysis of the Crashworthiness Design and Collision Dynamics of a Subway Train,” Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, vol. 234, no. 10, 2019, doi: 10.1177/0954409719880770.
[16] Y. P. D. S. Depari, A. Syaifudin, Y. A. Handoko, A. D. Permana, Hendrato, B. Halfina, and J. M. Valentino, “Crashworthiness Analysis of The Impact Modules of Indonesian High-Speed Train Considering EN 15227,” Majalah Ilmiah Pengkajian Industri (Journal of Industrial Research and Innovation), vol. 17, no. 2, pp. 33–40, 2023, doi: 10.55981/mipi.2023.1665.
[17] G. Belloni, A. Girotti, and A. Lo Conte, “Crashworthiness of Thin Walled Structures: Results of Numerical Analyses,” WIT Transactions on Modelling and Simulation, vol. 30, 2001, doi: 10.2495/CMEM010361.
[18] T. Okino, K. Nagata, K. Horikawa, and H. Kobayashi, “Evaluation Method for Crashworthiness of Railway Vehicles Based on The Correlation with The Degree of Passenger Injury,” Transactions of the JSME (in Japanese), vol. 86, no. 881, 2020, doi: 10.1299/transjsme.19-00249.
[19] J. J. Jiménez de Cisneros Fonfría, E. Olmeda, S. Sanz, M. Garrosa, and V. Díaz, “Failure Analysis of a Train Coach Underframe,” Engineering Failure Analysis, vol. 156, 2024, Art. no. 107756, doi: 10.1016/j.engfailanal.2024.107756.
[20] P Llana, R Stringfellow, R Mayville. Finite Element Analysis and Full-Scale Testing of Locomotive Crashworthy Components. Proceedings of 2013 ASME/IEEE Joint Rail Conference, Knoxville, TN, USA, April 15–18, 2013: 1–11.
[21] International Union of Railways, Safety Management Systems and Crashworthiness in Railway Vehicles, Paris, France, 2021.
[22] European Union Agency for Railways, Technical Specifications for Interoperability – Locomotives and Passenger Rolling Stock, Valenciennes, France, 2023.
[23] W. Guo, P. Xu, C. Yang, J. Guo, L. Yang, and S. Yao, “Machine Learning-Based Crashworthiness Optimization for The Square Cone Energy-Absorbing Structure of The Subway Vehicle,” Structural and Multidisciplinary Optimization, vol. 66, no. 8, 2023, doi: 10.1007/s00158-023-03629-2.