Studi Kekuatan Konstruksi Kapal Berbahan HDPE Akibat Beban Statis Dan Dinamis

Setyawan, Dony (2024) Studi Kekuatan Konstruksi Kapal Berbahan HDPE Akibat Beban Statis Dan Dinamis. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 04111960012001-Dissertation.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 July 2026. Download (23MB) | Request a copy

Abstract

Dalam upaya melakukan peningkatan kekuatan pada kapal kecil, penggunaan material ramah lingkungan untuk aplikasi pada konstruksi kapal perlu dikaji lebih lanjut. Penggunaan material High Density Polyethylene (HDPE) pada kapal memiliki beberapa keuntungan baik untuk aplikasi pembangunan kapal baru hingga kapal recycling. Material HDPE memiliki sifat ketahanan terhadap beban impact dan ramah lingkungan. Meskipun beberapa klasifikas kapal telah mengeluarkan aturan tentang kapal HDPE, namun aturan yang detail dan komprehensif masih belum ada. Penelitian Disertasi ini bertujuan untuk mengkaji kekuatan konstruksi secara numerik dengan eksperimen pada material HDPE PE100, melihat respon statis dan dinamis serta analisis keandalan untuk melihat kekuatan PE100 pada beban maksimalnya guna memastikan keamanan dan keselamatan operasionalnya. Pada pemodelan numerik respon kapal diuji pada kondisi operasional dengan tinggi maksimum gelombang acak 2.0 meter yang sesuai dengan daerah operasi di wilayah pantai (onshore) menurut standar ISO 12215. Adapun metode yang digunakan sebagai pengerjaan antara lain melakukan uji mekanik (mechanical properties) material HDPE, mendesain 4 variasi ukuran kapal kecil (6m, 10.4m, 16m dan 24 m), menghitung beban statis dan dinamis gelombang terhadap struktur kapal, dan menganalisis kondisi operabilitas kapal dengan pendekatan keandalan struktur. Dalam penelitian ini akan dilihat korelasi antara parameter karakteristik bahan HDPE dan kekuatan konstruksi terhadap beban gelombang acak seperti nilai probability density function dan besar persentase keandalan kapal. Hasil dari penelitian ini dapat menunjukkan bahwa material PE100 sangat bagus digunakan sebagai material kapal, dimana sifat mekanik memenuhi aspek kekuatan klasifikasi. PE100 juga mempunyai sifat ketangguhan terhadap retak yang baik. Kapal HDPE juga cukup mampu dioperasikan di daerah pantai (onshore) dengan ketinggian gelombang 2.0 m dimana respon tegangan maksimum hanya 5.11MPa untuk kapal 24m. Nilai keandalan kapal HDPE PE100 pada kondisi ekstrim 96,74% menunjukkan keandalan yang cukup tinggi. Analisis keandalan juga digunakan untuk menentukan safety factor kapal HDPE. Safety factor naik mengikuti ukuran kapal dengan nilai maksimum untuk kapal 24 m sebesar 2,038.
===================================================================================================================================
In an endeavor to enhance the durability of small vessels, further investigation into the utilization of eco-friendly materials in shipbuilding is necessary. High Density polyethylene (HDPE) emerges as a promising material for ship construction due to its resilience to impact and eco-friendly nature. Despite some ship classification bodies having introduced regulations pertaining to HDPE vessels, there remains a lack of comprehensive guidelines in this regard. This dissertation endeavors to evaluate the structural strength through numerical analysis and experimental testing of HDPE PE100 material. The assessment encompasses static and dynamic responses, alongside reliability analysis, to ascertain the material's operational safety under maximum loads. Numerical simulations were conducted under operational conditions, considering a maximum random wave height of 2.0 meters, consistent with coastal operations as per ISO 12215 standards. Methodologies involved mechanical testing of HDPE, designing four different small ship sizes (6m, 10.4m, 16m, and 24m), computing static and dynamic wave loads, and employing structural reliability analysis to assess operability conditions. The research aims to establish correlations between HDPE material characteristics and structural strength against random wave loads, exploring parameters such as probability density function values and ship reliability percentages. Findings suggest that PE100 material exhibits favorable properties for shipbuilding, meeting classification strength requirements and demonstrating good crack toughness. HDPE vessels prove capable of operating within coastal regions with wave heights of 2.0 meters, with the maximum stress response recorded at 5.11MPa for a 24m vessel. The reliability analysis indicates a high reliability of 96.74% for HDPE ships under extreme conditions, with safety factors increasing proportionally with vessel size, reaching a maximum value of 2.038 for a 24m ship

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	Kapal Kecil; HDPE; Kekuatan Kapal; Beban Gelombang; Keandalan Struktur; Small Vessel; HDPE; Ship Strength; Wave Load; Structure Reliability
Subjects:	V Naval Science > VM Naval architecture. Shipbuilding. Marine engineering > VM163 Hulls (Naval architecture)
Divisions:	Faculty of Marine Technology (MARTECH) > Ocean Engineering > 38001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	Dony Setyawan
Date Deposited:	22 Feb 2024 04:14
Last Modified:	22 Feb 2024 04:14
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/107647

Actions (login required)

View Item