📚 Eksplorasi & Komparasi Topik Dokumen
Pencarian topik
Hasil Dokumen
Ditemukan: 2 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.
DESAIN DAN OPTIMASI TOPOLOGI STRUKTUR LATTICE UNTUK APLIKASI CRASH BOX
Struktur laik tabrak pada kendaraan dikembangkan untuk mengurangi risiko kecelakaan pada penumpang. Penelitian ini dilakukan untuk memperoleh topologi struktur optimum pada kolom crash box berdinding tipis yang diperkuat dengan struktur lattice dengan skema metode Design for Six Sigma (DFSS) menggunakan metode Taguchi. Optimasi topologi dilakukan menggunakan perangkat lunak INSPIRE yang merupakan perangkat lunak berbasis metode elemen hingga. Studi optimasi topologi dilakukan dengan pembebanan statis dalam arah aksial. Evaluasi dilakukan dengan melihat karakteristik tegangan dan regangan pada struktur lattice. Bentuk lattice yang dioptimasi dalam penelitian ini yaitu tetrahedron, piramida, dan 2 tipe rhombic-dodekahedron dengan variasi densitas relatif 0,1, 0,2 dan 0,3. Bentuk topologi lattice optimum yaitu rhodecube dengan densitas 0,15 yang memberikan energi serap sebesar 34,54 kJ/kg. Struktur optimum lattice ini kemudian digunakan sebagai core pada struktur kolom crash box berdinding tipis. Optimasi pada struktur crash box dengan core struktur lattice dilakukan dengan skema DFSS menggunakan metode Taguchi. Variasi parameter yang digunakan adalah bentuk core yaitu rhombicdodecahedron modifikasi, rhodecube dan rhodentrant, densitas relatif, material lattice (AA 6061-T5, AlSi12 dan AlSi10Mg), dan ketebalan kolom. Dengan parameter optimasi tersebut digunakan matriks ortogonal Taguchi L9 yang membutuhkan 27 sampel harga SEA dari hasil simulasi metode elemen hingga. Simulasi numerik metode elemen hingga dilakukan menggunakan perangkat lunak LS-DYNA. Proses optimasi DFSS menghasilkan konfigurasi optimum yaitu rhodecube, densitas relatif 0,3, material AlSi10Mg dan ketebalan kolom 2 mm. Konfigurasi optimum memiliki kapasitas SEA sebesar 24,25 kJ/kg. Dibandingkan dengan SEA konfigurasi baseline sebesar 20,78 kJ/kg, konfigurasi ini memberikan gain SEA sebesar 3,46 (peningkatan 16,6%). Analisis ANOVA menunjukkan parameter yang paling berpengaruh adalah ketebalan kolom. Serta terdapat interaksi antara struktur lattice dan struktur kolom berdinding tipis yang memberikan reinforcement factor sebesar 1,49 lebih tinggi dari struktur lattice sendiri.