Analisis Toleransi Kerusakan Interfacial Debonding Pada Struktur Kapal Berbahan Plat Sandwich Berbasis Respon Getaran

Siswanti, Heni (2025) Analisis Toleransi Kerusakan Interfacial Debonding Pada Struktur Kapal Berbahan Plat Sandwich Berbasis Respon Getaran. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 7018211003-Doctoral.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (19MB) | Request a copy

Abstract

Sandwich Plate System (SPS) merupakan material hybrid sandwich yang terdiri dari dua lapisan pelat baja yang dipisahkan oleh core matriks polyurethane. Material ini merupakan material ringan yang berpotensi tinggi untuk diaplikasikan pada struktur kapal, karena memiliki rasio kekakuan terhadap berat dan rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi. Akan tetapi, material ini rentan terhadap kerusakan berupa face-core debonds. Meskipun tidak selalu menyebabkan hilangnya kekedapan air, pada rasio tertentu, kerusakan yang berpropagasi dapat menurunkan kekuatan, kekakuan, dan daya dukung beban. Desain struktur sandwich yang optimal memerlukan evaluasi mode kegagalan material yang akurat, sehingga evaluasi dan prediksi mode kegagalan material sandwich menjadi penting untuk dipelajari. Salah satu caranya adalah dengan melakukan analisis toleransi kerusakan pada struktur sandwich. Dalam penelitian ini, mekanisme analisis toleransi kerusakan akan dimulai dengan menganalisis propagasi kerusakan lokal. Interfacial debonding diasumsikan sebagai munculnya retakan core pada interface antara faceplate dan core. Analisis eksperimental berdasarkan prinsip mekanika fraktur dan simulasi numerik menggunakan metode elemen hingga digunakan untuk mengevaluasi perilaku propagasi kerusakan lokal pada spesimen pelat sandwich. Sedangkan pada panel dan struktur sandwich, analisis tegangan dilakukan untuk memprediksi kekuatan sisa dan menilai rasio kerusakan yang dapat ditoleransi. Pada struktur yang kompleks, penurunan kekuatan struktur akibat kerusakan mungkin tidak mudah dideteksi. Oleh karena itu, penilaian toleransi kerusakan akan memanfaatkan perubahan respon getaran struktur karena perubahan respon getaran dapat mengindikasikan timbulnya kerusakan. Sehingga toleransi kerusakan struktur sandwich akan dinilai dengan dua parameter yaitu penurunan kekuatan struktur dan perubahan karakteristik respon getaran. Dari penelitian ini dapat dievaluasi perilaku dan toleransi kerusakan interfacial debonding pada struktur sandwich kapal berdasarkan respon getaran.
====================================================================================================================================
The Sandwich Plate System (SPS) is a hybrid sandwich material consisting of two layers of steel plates separated by a polyurethane matrix core. It is a lightweight material with a high potential to be applied in ship structures due to its high stiffness-to-weight ratio and strength-to-weight ratio. However, this material is prone to damage in the form of face core debonds. Although it may not always causes loss of water-tightness, at a certain ratio, the damage propagated decreases the strength, stiffness, and load-carrying capacity. Optimal sandwich structure design requires an accurate evaluation of material failure modes, so evaluation and prediction of failure modes of sandwich materials become important to study. One way is by conducting a damage tolerance analysis for sandwich structure. In this study, the damage tolerance analysis mechanism will begin by analyzing the local damage propagation. Interfacial debonding is assumed as a core crack onset at the interface between the faceplate and core. Experimental analysis based on the principles of fracture mechanics and numerical simulations using the finite element method was used to evaluate the behaviour of local damage propagation on sandwich plate specimens. While on the sandwich panel and structure, stress analysis is carried out to predict the residual strength and assess the damage ratio that could be tolerated. In complex structures, the decrease in structural strength due to damage may not be easy to detect. Therefore, the assessment of damage tolerance will take advantage of the changes in the structure's vibration response because the changes in vibration response indicate the onset of damage. So the damage tolerance of the sandwich structure will be assessed by two parameters: the structural strength decreases and vibration response characteristics changes. From this research, the behaviour and damage tolerance of interfacial debonding on a ship's sandwich structures based on vibration response can be evaluated.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	interfacial debonding, sandwich, propagasi, getaran, toleransi kerusakan; interfacial debonding, sandwich, propagation, vibration, damage tolerance
Subjects:	V Naval Science > VM Naval architecture. Shipbuilding. Marine engineering > VM156 Naval architecture
Divisions:	Faculty of Marine Technology (MARTECH) > Ocean Engineering > 38001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	Heni Siswanti
Date Deposited:	27 Nov 2025 00:30
Last Modified:	27 Nov 2025 00:30
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/128830

Actions (login required)

View Item