Faizal, Muhammad Taufiq (2015) Studi numerik propagasi gelombang mendeteksi kerusakan pada plat baja. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
3113202015-Master-Thesis.pdf Download (4MB) | Preview |
Abstract
Kerusakan pada struktur plat tipis biasanya terjadi akibat crack yang
berpotensi menyebabkan fatigue. Kerusakan berupa crack tidak bisa dideteksi
dengan destructive test, perlu adanya deteksi secara nondestructive untuk
mendeteksi kerusakan tersebut. Banyak penelitian tentang nondestructive test
dilakukan untuk mendapatkan sensor dan analisa permodelan yang tepat untuk
mendeteksi kerusakan berupa crack pada struktur plat tipis. Nonlinear Lamb wave
adalah teknologi yang telah populer digunakan untuk mendeteksi kerusakan pada
plat karena sensitifitasnya dalam mendeteksi kerusakan yang sangat kecil dan
mampuh menyebarkan dengan jarak yang relative luas dengan sedikit pelemahan.
Untuk mendapatkan sensor yang efisien serta ekonomis maka penggunaan
piezoelectric sangat disarankan. Hal ini dikarenakan piezoelectric tranducers bisa
digunakan sebagai actuator and sensor untuk gelombang (lamb wave). Keuntungan
dari piezoelectric tranducers ini adalah sistem integrasinya yang mudah,
perhitungan massa diabaikan, kekuatan mekanik yang sangat baik, respon
frekuensi yang luas, konsumsi daya yang rendah, impedansi akustik yang rendah
dan biaya yang murah.
Pada penelitian ini studi tentang lamb wave akan dilakukan pada plat besi
tipis dengan menggunakan permodelan finite element analysis (FEM). Excitation
signal (Vt) yang akan dipakai adalah Hanning windowed 5-cycle tone burst dengan
berbabagai variasi jumlah puncak. Permodelan terhadap kerusakan pada internal
plat, surface plat serta pengaruh letak piezoelectric tranducers terhadap titik
kerusakan akan menjadi inti dari penelitian ini. Permodelan dilakukan
menggunakan dua buah PZT-5A yang akan diletakan pada bagian atas plat.
Hasil analisa menunjukan bahwa pola gelombang yang terbentuk pada
plat yang mengalami kerusakan untuk excitation signal (Vt) satu, dua dan lima
ditandai dengan terjadinya penurunan amplitude dan frekuensi. Untuk pengeruh
posisi piezoelectric tranducers terhadap titik kerusakan, hasil analisa menunjukan
bahwa semakin jauh letak piezoelectric tranducers terhadap titik kerusakan,
pembacaan gelombang yang terjadi semakin tidak akurat. Posisi kerusakan dapat
diketahui dari fungsi kecepatan dan waktu gelombang. Propagasi gelombang yang
berbasis pada lamb wave terbukti dapat mendeteksi kerusakan pada plat baja.
================================================================================================
Crack is one of the major issues which potentially can developed due to
fatigue. However, crack damage on thin plate is very difficult to detect with
destructive test, there is a need in nondestructive test for detection of such as
damage. Several researches about nondestructive test have been conducted to obtain
the sensor and proper numerical modeling to detect the damage on thin plate.
Nonlinear lamb wave is one of the technology that has been widely used to detect
the damage on plate due to its sensitiveness to detect the small damage.
Furthermore, the technology is also capable of propagating waves in wide range
with less weakening.
To obtain the economic and efficient sensor, the use of piezoelectric is
highly recommended. This is because of piezoelectric transducers can be used as
actuator and sensor for wave (lamb wave). The advantages of piezoelectric
transducers consist of easy system integration, negligible mass on calculaton,
excellent mechanical test, wide frequency response, low power consumption, low
acoustic impedance, and low cost.
This research is focused to study the lamb wave on thin plate using finite
element analysis (FEM). Damage model at internal and surface of thin plate and
also the location of piezoelectric of transducer toward the damage point was the
primary concern in this study. On the other hand, hanning windowed five-cycle
tone burst with variations of number of peaks as excitation signal (Vt) was used.
Modeling was performed using two PZT-5A at the surface of plate.
The results showed that the damage of plate due to excitation signal with
one-peak, three-peak and five-peak marked by the decrease in the amplitude
frequency. Wave propagation based on lamb wave was proven to detect internal
damage to the surface or plate. For the effect of piezoelectric transducer location to
the damage point, the result showed that more further the location of piezoelectric
transducer from the damage point, the ability of the sensor to detect the wave result
was more inaccurate. The damage point can be identified by using the function of
velocity and time. Wave propagation based on lamb wave was proven to detect
damage on steel plate.
| Item Type: | Thesis (Masters) |
|---|---|
| Uncontrolled Keywords: | SHMS, propagasi gelombang, lamb wave, piezoelectric, hanning windowed 5-cycle tone burst, plat baja |
| Subjects: | T Technology > TN Mining engineering. Metallurgy > TN752.I5 Steel--Heat treatment |
| Divisions: | Faculty of Civil, Environmental, and Geo Engineering > Civil Engineering > 22101-(S2) Master Theses |
| Depositing User: | Mr. Marsudiyana - |
| Date Deposited: | 22 Nov 2019 04:02 |
| Last Modified: | 22 Nov 2019 04:02 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/71966 |
Actions (login required)
 |
View Item |