ANALISIS PENGARUH BAHAN BAKAR BIODIESEL B10, B20, DAN B30 TERHADAP THERMAL STRESS PADA KOMPONEN HOUSING MUFFLER MENGGUNAKAN SIMULASI FINITE ELEMENT ANALYSIS (FEA)

Abstract

Peningkatan penggunaan biodiesel sebagai bahan bakar alternatif terbarukan memberikan dampak terhadap karakteristik termal sistem pembuangan kendaraan bermotor, khususnya pada komponen housing muffler. Variasi campuran biodiesel seperti B10, B20, dan B30 menghasilkan perbedaan temperatur gas buang yang berpotensi memengaruhi distribusi temperatur dan tegangan termal pada struktur muffler. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh penggunaan biodiesel B10, B20, dan B30 terhadap distribusi temperatur serta thermal stress pada housing muffler menggunakan metode Finite Element Analysis (FEA). Metodologi penelitian dilakukan melalui pendekatan sequential coupled thermal-structural analysis. Analisis steady-state thermal digunakan untuk memperoleh distribusi temperatur akibat perpindahan panas konveksi dari gas buang ke permukaan housing muffler. Selanjutnya, hasil distribusi temperatur digunakan sebagai beban termal pada analisis static structural untuk menentukan nilai equivalent stress. Parameter gas buang, properti material stainless steel SUH490L, serta kondisi batas operasional diperoleh dari studi literatur dan digunakan sebagai input simulasi pada perangkat lunak ANSYS 2025 R1. Hasil simulasi menunjukkan bahwa peningkatan fraksi biodiesel menyebabkan kenaikan temperatur maksimum dan gradien temperatur pada housing muffler. Biodiesel B30 menghasilkan temperatur dan thermal stress tertinggi dibandingkan B10 dan B20, terutama pada kondisi brake power maksimum. Meskipun demikian, seluruh nilai tegangan yang diperoleh masih berada di bawah batas tegangan luluh material, sehingga housing muffler dinyatakan aman secara mekanis. Penelitian ini memberikan kontribusi dalam evaluasi keandalan desain muffler kendaraan berbahan bakar biodiesel serta menjadi dasar pengembangan sistem exhaust yang lebih tahan terhadap beban termal tinggi.