Studi numerik propagasi gelombang mendeteksi kerusakan pada plat baja

Faizal, Muhammad Taufiq (2015) Studi numerik propagasi gelombang mendeteksi kerusakan pada plat baja. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img]
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 View Item