📚 Eksplorasi & Komparasi Topik Dokumen
Pencarian topik
Hasil Dokumen
Ditemukan: 6 dokumenSTUDI NUMERIK OPTIMASI TOPOLOGI STRUKTUR DUA DIMENSI DAN TIGA DIMENSI BERBASIS METODE ELEMEN HINGGA SERTA PENERAPANNYA PADA STRUKTUR KAKI RODA PENDARAT
Penelitian ini membahas studi numerik optimasi topologi struktur dua dimensi dan tiga dimensi berbasis metode elemen hingga, serta penerapannya pada struktur roda pendarat utama pesawat ringan. Optimasi topologi digunakan untuk menentukan distribusi material yang efisien di dalam domain desain dengan tetap mengevaluasi kekakuan, tegangan, defleksi, dan kontinuitas jalur penyaluran beban. Kajian diawali dengan pemodelan struktur sederhana dua dimensi dan tiga dimensi untuk memahami pembentukan jalur penyaluran beban, pengaruh ukuran mesh, serta perbedaan karakter hasil optimasi akibat pemilihan fungsi objektif dan batasan. Metode penelitian dilakukan melalui analisis elemen hingga awal, uji konvergensi mesh, optimasi topologi berbasis densitas dengan pendekatan SIMP (Solid Isotropic Material with Penalization), rekonstruksi geometri, dan evaluasi pasca-optimasi. Dua formulasi dibandingkan, yaitu minimisasi energi regangan dengan batasan volume dan minimisasi volume dengan batasan tegangan. Formulasi pertama digunakan untuk memperoleh struktur dengan kekakuan global yang baik pada batas volume tertentu, sedangkan formulasi kedua digunakan sebagai pembanding untuk mengevaluasi sensitivitas hasil optimasi terhadap batasan tegangan. Kajian menunjukkan bahwa minimisasi energi regangan dengan batasan volume menghasilkan distribusi material yang lebih stabil dan mudah diinterpretasikan sebagai jalur beban. Sementara itu, minimisasi volume dengan batasan tegangan menunjukkan sensitivitas yang lebih tinggi terhadap mesh dan respons tegangan lokal. Pada model tiga dimensi, formulasi ini menghasilkan pengurangan material yang terlalu agresif sehingga material tersisa tidak membentuk geometri yang kontinu dan layak direkonstruksi. Pada struktur roda pendarat, hasil optimasi topologi tetap perlu direkonstruksi menjadi geometri realistis dan dievaluasi terhadap tegangan, defleksi, perubahan massa, serta kontinuitas jalur penyaluran beban pada kondisi pembebanan yang dikaji.
FINITE ELEMENT ASSESSMENT OF RAILWAY BOGIE STRUCTURES: STATIC STRENGTH AND THE EFFECT OF LOADING FREQUENCY ON FATIGUE DAMAGE DURING FULL-SCALE TESTING
Menjaga integritas struktural bogie kereta merupakan aspek yang sangat penting bagi keselamatan dan keandalan sistem kereta komuter. Penelitian ini menyajikan analisis elemen hingga (finite element analysis) secara komprehensif pada bogie Electric Multiple Unit (EMU) yang dikembangkan oleh PT Industri Kereta Api (PT INKA), dengan memanfaatkan perangkat lunak Abaqus/CAE untuk melakukan simulasi beban statis, dinamis, dan estimasi umur lelah (fatigue life) pada kondisi operasi yang representatif. Tujuan utama penelitian ini adalah untuk mengevaluasi distribusi tegangan, respons dinamis, serta perkiraan umur lelah rangka bogie guna memastikan kesesuaiannya dengan standar keselamatan operasional. Geometri bogie yang disediakan dalam format STEP diidealisasi menggunakan teknik midsurfacing pada Altair HyperMesh untuk mengurangi kompleksitas komputasi sekaligus mempertahankan detail mekanis penting. Elemen shell digunakan untuk proses meshing, sementara interaksi antar komponen dimodelkan untuk merepresentasikan kondisi perakitan yang realistis. Seluruh komponen struktural diasumsikan terbuat dari material baja homogen isotropis jenis S355JR dengan perilaku elastis linier. Skenario pembebanan dan kondisi batas ditentukan berdasarkan standar UIC 615-4 serta referensi desain terkait lainnya. Hasil analisis statis menunjukkan bahwa struktur bogie memenuhi kriteria tegangan yang diizinkan, dengan tegangan von Mises maksimum sebesar 142.5 MPa atau setara dengan 60.2% dari kekuatan izin material. Analisis beban dinamis pada frekuensi eksitasi 1 Hz, 3 Hz, serta kondisi kuasi-statis mengindikasikan bahwa node 8038 merupakan titik paling kritis, dengan nilai total damage factor tertinggi sebesar 0.0727 dan life factor sebesar 15.4148. Estimasi umur lelah, menggunakan kaidah akumulasi kerusakan Palmgren–Miner serta kurva S–N untuk baja S355J2N (m = 7.9071, C = 1.7741×1024, R2 = 0.9782), memprediksi umur lelah total sekitar 1.0×107 siklus pada pembebanan gabungan. Temuan ini menegaskan bahwa bogie memenuhi persyaratan keselamatan serta memberikan wawasan penting mengenai area tegangan kritis dan potensi optimasi struktural untuk meningkatkan ketahanan dan memperpanjang masa layanan.
ANALISIS KEGAGALAN STATIS DAN TEKUK PADA STRUKTUR KOTAK SAYAP TENGAH PESAWAT BERPENUMPANG 19 KURSI MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA
Sayap pesawat merupakan komponen penting yang bertanggung jawab untuk menghasilkan gaya angkat selama penerbangan. Karena strukturnya yang berdinding tipis, sayap harus menyeimbangkan kekuatan dan karakteristik ringan, sehingga rentan terhadap tekuk (buckling) di bawah kondisi pembebanan tertentu. Tekuk dapat menyebabkan gangguan aerodinamika yang parah dan pengurangan kekakuan, yang berujung pada kegagalan katastropik. Penelitian ini bertujuan untuk menyelidiki perilaku tekuk pada struktur sayap pesawat, khususnya center wing box, dengan menggunakan Analisis Elemen Hingga (FEM). Penelitian ini melibatkan pengembangan model numerik untuk melakukan analisis tegangan dan tekuk pada struktur center wing box, dengan menggunakan metode linier dan non-linier. Analisis tekuk linier digunakan untuk menentukan input ketidaksempurnaan awal, sementara analisis non-linier, khususnya metode Riks, dilakukan untuk menangkap perilaku tekuk aktual dan fenomena snap-through. Analisis tekuk pada panel yang diperkuat (stiffened panel) pertama-tama dilakukan untuk memvalidasi metode Riks. Hasil dari model panel yang diperkuat divalidasi terhadap data eksperimen, menunjukkan kesesuaian yang erat dan membuktikan keandalan metode tersebut. Selain itu, analisis tekuk pada model wing box yang disederhanakan mengungkap zona kegagalan kritis di dekat akar sayap, yang menyoroti risiko potensial pada struktur sayap di dunia nyata. Baik analisis statis maupun tekuk pada model center wing box menunjukkan bahwa spar dari center wing box mengalami tekuk dan tegangan maksimum di bawah jenis pembebanan tertentu.
STUDI KOMPARATIF MODEL KONSTITUTIF TANAH UNTUK ANALISIS GALIAN DALAM PADA TANAH LUNAK MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA DENGAN VALIDASI DATA LAPANGAN: STUDI KASUS PESISIR PANTAI MUARA TAWAR
Pembangunan struktur bawah tanah di Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) Muara Tawar, yang berlokasi di area pesisir dengan karakteristik tanah lempung sangat lunak, menghadirkan tantangan geoteknik yang signifikan yang memerlukan analisis dan perencanaan yang cermat untuk mencegah kegagalan struktural. Penelitian ini mengevaluasi efektivitas sistem dinding penahan sementara, khususnya sheet pile dan strutting, selama proses penggalian dan konstruksi basement Steam Turbine Generator (STG) Blok #4 yang berdekatan dengan struktur eksisting. Dengan memanfaatkan PLAXIS, perangkat lunak Metode Elemen Hingga (FEM) canggih untuk analisis geoteknik, kami memodelkan dan menganalisis interaksi tanah-struktur untuk mengoptimalkan desain dan metodologi konstruksi. Studi ini berfokus pada penentuan sistem penyangga yang tepat untuk penggalian dalam, memastikan stabilitas konstruksi baru dan fasilitas yang sudah ada. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem sheet pile dan strutting yang diusulkan secara efektif mencegah keruntuhan tanah selama konstruksi. Hal ini dibuktikan dengan faktor keamanan yang memuaskan dan nilai defleksi yang dapat diterima yang diperoleh dari analisis numerik. Penelitian ini dilakukan dengan membandingkan tiga model tanah: Mohr-Coulomb, Soft Soil, dan Hardening Soil, untuk menilai akurasi mereka dalam memprediksi perilaku tanah dan memberikan informasi bagi proses konstruksi.
ANALISIS AEROFRAKTUR PADA PELAT KOMPOSIT SEARAH MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA DAN DOUBLET LATTICE METHOD
Dalam beberapa dekade terakhir, komposit menjadi elemen penting dalam struktur yang kompleks, seperti struktur pesawat terbang. Penelitian ini bertujuan untuk mencari tau bagaimana orientasi serat dan retak mempengaruhi karakteristik dinamik dan ketidakstabilan aeroelastik. Sebuah sayap berbentuk pelat yang terbuat dari komposit searah dianalisis. Berbagai orientasi serat dan konfigurasi dengan berbagai panjang dan lokasi retak diamati. Analisis modal untuk memperoleh karakteristik dinamik, yaitu modus getar dan frekuensi alami, dilakukan dengan menggunakan Metode Elemen Hingga (MEH). Modal Assurance Criterion (MAC) digunakan untuk mengevaluasi secara kuantitatif kesamaan bentuk modus getar untuk berbagai orientasi serat. Selain itu, analisis aeroelastik dilakukan melalui penerapan Metode P-K. Karakteristik dinamik yang direpresentasikan dengan hasil MAC menunjukkan bahwa urutan enam mode getaran pertama, yaitu modus bending dan torsi, tidak berubah oleh perubahan orientasi. Namun, orientasi serat mempengaruhi nilai frekuensi natural. Selain itu, keberadaan retak dapat mengurangi frekuensi alami secara signifikan. Berdasarkan evaluasi MAC, seiring bertambahnya panjang retak, urutan modus getar berubah dan frekuensi alami suatu modus tertentu menurun. Untuk modus yang fundamental, yaitu bending pertama dan torsi, frekuensi alami menurun hingga 20% ketika retak berada di dekat pangkal sayap. Untuk modus orde lebih tinggi, yaitu bending kedua dan ketiga, frekuensi alami menurun paling banyak ketika retak berada di dekat antinode dari modus tersebut. Berdasarkan hasil ini, sangat mungkin terjadi percampuran dua atau lebih modus ketika frekuensi menjadi lebih dekat. Argumen ini diperkuat dengan hasil yang diperoleh dari analisis aeroelastik. Perubahan orientasi serat mempengaruhi nilai kecepatan divergence dan flutter. Ada beberapa orientasi yang mengalami peningkatan atau penurunan relatif terhadap model tanpa retak. Selain itu, serupa dengan hasil karakteristik dinamik, variasi lokasi retak tidak mempengaruhi kecepatan divergence maupun flutter, sementara panjang retak mempengaruhinya.
ANALISIS PARAMETER MODEL KONSTITUTIF TANAH HARDENING SOIL BANDUNG SOFT CLAY
Dalam pemodelan defleksi dinding diafragma, salah satu parameter penting yang perlu di-input saat pemodelan menggunakan Plaxis 2D adalah model konstitutif tanah. Sejauh ini, salah satu model konstitutif tanah yang paling populer digunakan karena akurasinya dalam mensimulasikan perilaku deformasi tanah di lapangan adalah hardening soil (HS) dan hardening soil with small strain stiffness (HSS). Namun, parameter yang harus diketahui untuk dapat mensimulasikan tanah dengan model konstitutif tersebut masih sulit untuk ditentukan. Penelitian ini dilakukan untuk membantu menentukan rekomendasi paramer HS dan HSS bandung soft clay untuk kemudian dapat digunakan dalam pemodelan defleksi dinding diafragma menggunakan analisis elemen hingga dan dapat dianalisis hasilnya terhadap pengaruh penggunaan efek small strain stiffness. Setelah melakukan iterasi backfitting pada software Plaxis 2D, diperoleh parameter rekomendasi dengan nilai rasio c’ dengan Su, E0 dengan Su, dan E0 dengan E50 yang lebih kecil dibanding korelasi yang sudah umum digunakan. Setelah membuat plotting grafik defleksi lateral dan gaya dalam, diperoleh juga bahwa hasil prediksi defleksi lateral model HSS akan selalu lebih kecil dibanding prediksi model HS sedangkan gaya dalam yang dihasilkan tidak memiliki perbedaan yang menonjol.