📚 Eksplorasi & Komparasi Topik Dokumen
Pencarian topik
Hasil Dokumen
Ditemukan: 5 dokumenDEVELOPMENT OF A NUMERICAL FRAMEWORK FOR FITNESS FOR SERVICE ASSESSMENT OF FATIGUE CRACK GROWTH IN STEAM TURBINE COMPONENTS
Steam turbines are critical components in geothermal power plants because their reliability directly affects power generation continuity. Turbine blades operate under centrifugal load, steam pressure, cyclic excitation, wet steam, and corrosion, which may promote pitting and fatigue crack growth. Once a pit behaves as a crack like flaw, the component requires a defect based assessment to estimate whether it can continue operating safely. This research develops a numerical framework for Fitness for Service (FFS) assessment of fatigue crack growth in steam turbine components. The framework integrates steady computational fluid dynamic (CFD) pressure loading, global finite element analysis (FEA), local cracked submodeling, stress intensity factor (SIF) post-processing, and Paris law based remaining life calculation. A simplified American Iron and Steel Institute (AISI) grade 410 steam turbine blade was used as the main assessment case. The CFD pressure field was applied using a blade passing frequency (BPF) based pressure multiplier to represent cyclic pressure fluctuation. The global model identified the critical stress hotspot, while the local extended finite element method (XFEM) cracked submodel was used to calculate mixed mode stress intensity factors. The result shows that the blade crack reaches the critical region between 6 mm and 7 mm, with an estimated remaining life of approximately 23 years from an initial crack length of 1 mm. A comparative shroud case produced a much lower crack driving force. Analytical validation using an edge cracked plate showed differences below 2%, indicating that the proposed framework is reliable at the analytical benchmark level.
MACHINE LEARNING APPLICATION TO PREDICT REQUIRED COEFFICIENT OF FRICTION DURING HUMAN GAIT USING ACCELERATION DATA OBTAINED FROM INERTIAL MEASUREMENT UNITS
Tergelincir saat berjalan sering terjadi akibat kurangnya friksi antara kaki dan permukaan tanah. Required coefficient of friction (RCOF), yang didefinisikan sebagai rasio puncak antara gaya reaksi tanah horizontal dan vertikal, biasanya diukur menggunakan force plate. Inertial measurement unit (IMU) menawarkan cara baru untuk memprediksi RCOF apabila terbukti ada korelasi antara percepatan center of mass (COM) dan gaya reaksi tanah (GRF) yang digunakan untuk menghitung RCOF. Studi ini memverifikasi korelasi antara GRF dan akselerasi pusat massa (center of mass/COM) menggunakan AIST Gait Database yang dirilis pada 2015. Berdasarkan korelasi tersebut, model pembelajaran mesin Long Short-Term Memory (LSTM) dikembangkan menggunakan MATLAB untuk memprediksi RCOF dari data akselerasi. Model ini dilatih dan diuji menggunakan data dari database, kemudian dievaluasi menggunakan data gait baru yang diukur dengan IMU dan diverifikasi menggunakan data dari force plate. Hasil dari analisis korelasi antara traction coefficient yang didapatkan dari GRF dan akselerasi COM menunjukkan bahwa terdapat korelasi yang sangat kuat. Model pembelajaran mesin yang dikembangkan dalam studi ini memiliki nilai Mean Absolute Percentage Error (MAPE) sekitar 9,5% ketika divalidasi menggunakan data dari AIST Gait Database, yang dianggap sebagai tingkat akurasi yang dapat diterima untuk digunakan dalam memprediksi RCOF berdasarkan percepatan COM manusia. Namun, ketika model dievaluasi menggunakan data IMU yang baru, diperoleh tingkat kesalahan sekitar 19% setelah dilakukan penyesuaian terhadap bias prediksi, yang menunjukkan bahwa model ini belum siap digunakan untuk memprediksi RCOF dalam situasi dunia nyata.
PEMODELAN FENOMENA SQUEEZING PADA TEROWONGAN DALAM
Fenomena squeezing ground merupakan bentuk deformasi plastis massa batuan yang berkembang secara bertahap akibat redistribusi tegangan setelah penggalian terowongan, terutama pada batuan lemah seperti lempung, shale, atau mudstone. Deformasi ini dapat memicu kerusakan signifikan pada sistem penyanggaan dan mengancam kestabilan terowongan jika tidak diantisipasi secara tepat. Penelitian ini bertujuan untuk memodelkan perilaku squeezing pada beberapa terowongan sipil dengan tingkat squeezing berbeda menggunakan metode numerik berbasis elemen hingga (FEM) pada perangkat lunak RS2. Pemodelan dilakukan dengan pendekatan penambahan zona plastis secara progresif, yang merepresentasikan evolusi deformasi dan kerusakan batuan seiring waktu. Lima terowongan dalam dianalisis berdasarkan kategori squeezing yang terdiri atas: no squeezing, minor squeezing, severe squeezing, very severe squeezing, dan extreme squeezing. Simulasi awal dilakukan pada kondisi penyanggaan aktual, kemudian dibandingkan dengan hasil pemodelan menggunakan sistem penyanggaan yang direkomendasikan. Hasil analisis menunjukkan bahwa terjadi penurunan signifikan terhadap nilai konvergensi dan ketebalan zona plastis pada seluruh kategori setelah diterapkannya sistem penyanggaan rekomendatif. Hal ini membuktikan bahwa desain sistem penyanggaan yang fleksibel dan adaptif terhadap deformasi plastis mampu meningkatkan kestabilan terowongan secara signifikan. Dengan demikian, metode pemodelan zona plastis progresif terbukti efektif dalam mengevaluasi dan merancang sistem penyanggaan yang sesuai pada kondisi squeezing, serta dapat dijadikan rujukan dalam desain teknis terowongan yang dibangun di batuan lemah atau zona tekanan tinggi.
NUMERICAL STUDY OF LATTICE FILLED HEXAGONAL CRASH BOX STRUCTURE UNDER AXIAL QUASI STATIC LOAD
The increase in the number of vehicles, driven by the rising demand for transportation as a means of mobility, affects the high number of motor vehicle accidents. An important component in the impact safety aspect that can improve safety in an accident is the crash box. A crash box is a thin-walled column that absorbs energy from impacts by undergoing plastic deformation, allowing the energy transmitted to passengers to be controlled. The crash box has undergone rapid development, evolving from simple cross-section shapes to complex structures, such as multi-cell, foam-filled, and lattice-filled designs. To attain better specific energy absorption (SEA) performance, the development of the crash box is also accompanied by the advancement of lattice-filled hexagonal column. This research aims to numerically model the crushing of hexagonal crash box filled with modified hexagonal close-packed lattice structure (HCP-M) under quasi static axial loading. Through this research, numerical simulations will be conducted on lattice structure for energy absorption and their implementation in hexagonal crash box structures. An analysis of the addition of lattice structures to the crash box will be carried out to identify the parameters that most significantly impact the performance of the crash box under quasi-static axial loading.
STUDI NUMERIK PENENTUAN KOEFISIEN MODIFIKASI RESPONS STRUKTUR DINDING BATA TERKEKANG (CONFINED MASONRY)
Sebagian besar bangunan di Indonesia dapat dikategorikan sebagai bangunan nir-rekayasa yang menggunakan struktur dinding bata, salah satunya struktur dinding bata terkekang. Struktur dinding bata terkekang memiliki kemampuan menahan beban gempa, yang apabila dibangun dengan baik dapat mengurasi potensi kerusakan bangunan akibat gempa. Akan tetapi, di Indonesia belum terdapat standar resmi terkait bangunan dengan struktur dinding bata terkekang. Studi ini dilakukan untuk menentukan koefisien modifikasi respons (R) yang dapat digunakan dalam perencanaan bangunan dinding bata terkekang tahan gempa. Penentuan nilai R dilakukan berdasarkan hasil studi eksperimental dinding bata terkekang terdahulu, dengan asumsi bahwa besar energi pada sistem inelastis dari hasil eksperimen sama dengan energi pada sistem elastis yang diidealisasi dalam penelitian. Digunakan dua metode dalam penelitian ini, yaitu metode grafis di mana energi dihitung berdasarkan kurva envelope dan metode analisis respons dinamik yang menggunakan Linear Time History Analysis dengan input energi dari kurva histeresis. Metode analisis respons dinamik juga mencakup respons struktur akibat beban gempa yang bersifat acak. Analisis dilakukan terhadap Fcrack dan Fmax pada dinding bata terkekang, yang masing-masing menghasilkan nilai R dan R?. Perbedaan metode menghasilkan nilai R yang berbeda, tetapi menunjukkan tren yang sama terhadap karakteristik dinding. Nilai R yang dihasilkan bergantung pada detailing yang diberikan pada dinding. Semakin baik detailing yang diberikan pada dinding bata terkekang, nilai R semakin tinggi. Dari analisis yang dilakukan, direkomendasikan koefisien rekomendasi respons (R) sebesar 1,5 untuk dinding bata terkekang tanpa detailing, 3 untuk dinding bata terkekang dengan detailing pada hubungan balok-kolom, serta 4,5 untuk dinding bata terkekang dengan detailing pada hubungan balok-kolom dan hubungan dinding-kolom.