Studi Identifikasi Kerusakan Debonding Berbasis Respons Getaran Pada Struktur Kapal Berbahan Material Sandwich

Tuswan, Tuswan (2021) Studi Identifikasi Kerusakan Debonding Berbasis Respons Getaran Pada Struktur Kapal Berbahan Material Sandwich. Doctoral thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text Disertasi Tuswan Final.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2023. Download (11MB) | Request a copy

Abstract

Penerapan material ringan pada struktur kapal menjadi strategi utama dalam meningkatkan kapasitas muat pada operasional kapal. Material sandwich adalah salah satu jenis material ringan yang memiliki potensi yang menjanjikan untuk diaplikasikan pada struktur kapal. Dalam studi penerapan material sandwich ringan pada kapal khususnya tipe hybrid sandwich masih memiliki banyak permasalahan yang disebabkan oleh masih rawannya terhadap berbagai cacat dan kerusakan karena proses manufaktur yang kompleks dan tingkat difusi yang rendah. Identifikasi kerusakan menjadi hal penting untuk menjamin kesehatan struktur dan isu keamanan operabilitas kapal. Oleh karena itu, pada tahap awal telah dilakukan kajian penerapan material hybrid sandwich dengan lokasi struktur yang beragam untuk melihat signifikansi keuntungan penerapan material sandwich secara teknis. Kemudian, pemodelan debonding secara numerik dengan eksperimen dilakukan pada pelat sandwich dan struktur lokal kapal untuk mengkaji hubungan parameter debonding terhadap respon dinamis. Dari respon dinamis yang didapatkan dari
analisis dinamis, algoritma identifikasi besar, lokasi, dan jumlah kerusakan dikembangkan dengan metode k-Nearest Neighbor dan Mode Shape Curvature (MSC) Square. Hasil penelitian menunjukkan kajian aspek teknik penerapan
material sandwich pada struktur kapal memiliki prospek yang menjanjikan dengan pengurangan berat maksimal 17% dan penurunan tegangan maksimal 28%. Selain itu, indeks kerusakan baik respon linear maupun nonlinear yang telah
dikembangkan berhasil menganalisis fenomena hubungan parameter debonding dengan respon dinamis. Pada tahap akhir, algoritma identifikasi besar kerusakan berhasil mendeteksi adanya debonding pada pelat sandwich dengan tingkat akurasi 97,6%. Selain itu, algoritma identifikasi lokasi kerusakan dengan metode MSC Square memiliki akurasi sebesar 99,43%. Pengembangan algoritma identifikasi besar dan lokasi kerusakan masih terbatas menggunakan bentuk debonding yang sensitif yakni squared debonding. Penelitian kedepan dengan bentuk debonding
yang lain dan metode algoritma yang lain perlu kajian lebih lanjut.
==========================================================================================================
The application of lightweight materials on the ship's structure is the main strategy in increasing the loading capacity of ship operations. Sandwich material is one type of lightweight material that has promising potential to be applied to ship structures. In the study of lightweight sandwich materials applications, especially
the hybrid sandwich type on ship structures, there are many problems caused by the sandwich structure which is still prone to various defects and damage due to complex manufacturing processes and low diffusion rates. The identification of damage becomes important to ensure the health of the structure and security issues. At the initial stage, the author conducted a study on the application of hybrid sandwich materials with various structural locations to see the significance of the
advantages of applying sandwich materials technically. Then, numerical debonding modeling with experiments was carried out on sandwich plates and local ship structures to examine the relationship between debonding parameters and dynamic response. From the dynamic response obtained from dynamic analysis, the identification algorithm of the magnitude and location of the damage was developed
using the k-Nearest Neighbor method and the Square Shape Curvature (MSC) Mode. The results showed that the study of technical aspects of the application of sandwich materials on ship structures has promising prospects with a maximum weight reduction of 17% and a maximum stress reduction of 28%. In addition, the damage indices for both linear and nonlinear responses that have been developed have succeeded in analyzing the phenomenon of the relationship between debonding parameters and dynamic responses. In the final stage, the damage identification algorithm succeeded in detecting the presence of debonding on the sandwich plate with an accuracy rate of 97.6%. In addition, the damage location identification algorithm with the MSC Square method has an accuracy of 99.43%. The development of the damage identification algorithm is still limited using a sensitive debonding shape. Future research with other forms of debonding and other algorithmic methods needs to be investigated.

Item Type:	Thesis (Doctoral)
Uncontrolled Keywords:	Sandwich, Struktur Kapal, Debonding, Respon dinamis, k-Nearest Neighbor, Mode Shape Curvature (MSC) Square
Subjects:	V Naval Science > VM Naval architecture. Shipbuilding. Marine engineering > VM156 Naval architecture
Divisions:	Faculty of Marine Technology (MARTECH) > Naval Architecture and Shipbuilding Engineering > 36001-(S3) PhD Thesis
Depositing User:	Tuswan Tuswan
Date Deposited:	01 Sep 2021 14:01
Last Modified:	01 Sep 2021 14:01
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/91193

Actions (login required)

View Item