Optimasi Pada Struktur Thin-walled Bionic- Bamboo Dengan Metode Taguchi Untuk Meningkatkan Crashworthiness

Abstract

Abstrak

Bio-Inspired telah menjadi perhatian beberapa tahun terakhir karena memiliki struktur yang baik dan memiliki fitur mekanik yang unik. Desain tabung Thin-Walled yang menerapkan struktur Bio-Inspired Rib pada bambu dengan konfigurasi multi-cell, dengan tujuan menambah specific energy absorption (SEA). Rib pada Bambu memiliki kekuatan yang baik karena mampu menahan beban lingkungan seperti angin dan hujan. Inspirasi pada desain rib bambu akan dioptimasi pada struktur Thin-Walled dengan konfigurasi 4 cross-sectional rib dengan desain (I-Shape),(V-Shape),(O-Shape) dan (X-Shape). Efek dari cross-sectional rib akan dievaluasi meggunakan metode finite element. Untuk menghasilkan nilai specific energy absorption (SEA) optimal dibutuhkan desain faktor input yang sesuai. Metode Taguchi akan digunakan untuk menentukan desain faktor yang cocok untuk pengujian ini, terdapat 2 desain faktor yaitu desain rib dan ketebalan dengan masing masing faktor memiliki 4 jumlah level, maka dengan hal ini dilakukan eksperimen sebanyak 16 kali, hal ini berdasarkan L16 (42) full factorial pada orthogonal array. Untuk hasil pengolahan data yang telah dilakukan desain faktor optimal pada faktor desain adalah pada Level 4 dengan bentuk rib X- dan Shape pada faktor ketebalan 1.8mm yang menghasilkan nilai specific energy absorption (SEA) 67.022 J/g.

Kata kunci: Thin-Walled, metode taguchi, finite element, Bionic-Bamboo, Bio-Inspired

Abstract


Bio-Inspired has been a concern in recent years because it has a good structure and has unique mechanical features. Thin-walled tube design that applies the Bio-Inspired Rib structure to bamboo in a multi-cell configuration, with the aim of increasing specific energy absorption (SEA). Rib on Bamboo has good strength because it is able to withstand environmental loads such as wind and rain. Inspiration on bamboo rib design will be optimization in Thin-Walled structures with 4 cross-sectional rib configurations with designs (I-Shape), (VShape), (O-Shape) and (X-Shape). The effects of cross-sectional rib will be evaluated using the finite element method. To produce the optimal specific energy absorption (SEA) value, an appropriate input factor design is needed. The Taguchi method will be used to determine the design factors that are suitable for this test, there are 2 design factors, namely the rib design and thickness with each factor having 4 number of levels, then with this experiment carried out 16 times, this is based on L16 (42) full factorial on orthogonal arrays. For the results of data processing that has been done the optimal factor design on the design factor is at Level 4 with the rib X-Shape shape and at a thickness factor of 1.8mm which results in a specific energy absorption (SEA) value of 67,022 J / g.

Keywords: Thin-Walled, Taguchi Method, finite element, Bionic-Bamboo, Bio-Inspired