Analisis Pengaruh Penyusunan Arah Orientasi Sudut Serat Komposit Pisang Dan Resin Epoxy Terhadap Kekuatan Dari Pylon Kaki Prostesis Sederhana Menggunakan Metode Elemen Hingga

Ridho, Aldi Muhammad (2022) Analisis Pengaruh Penyusunan Arah Orientasi Sudut Serat Komposit Pisang Dan Resin Epoxy Terhadap Kekuatan Dari Pylon Kaki Prostesis Sederhana Menggunakan Metode Elemen Hingga. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111840000131-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 March 2024. Download (7MB) | Request a copy

Abstract

Indonesia sebagai salah satu negara dengan jumlah penduduk terbesar keempat di dunia, masyarakatnya yang bekerja memiliki angka kecelakaan kerja yang tinggi. Beberapa dari kecelakaan tersebut mengakibatkan beberapa korban mengalami amputasi baik tangan, kaki ataupun organ tubuh lainnya. Untuk membantu aktivitasnya, korban ini dapat menggunakan alat prostesis, namun alat bantu prostesis ini memiliki nilai harga yang cukup tinggi. Berdasarkan penelitian terdahulu, dinyatakan bahwa ada natural komposit yang mampu menggantikan beberapa material di alat bantu prostesis. Dengan didukungnya hasil pertanian dan perkebunan di Indonesia yang melimpah, pada penelitian ini ingin menggantikan material alat bantu prostesis terutama pada alat bantu prostesis kaki yakni pada bagian pylon dengan komposit natural yang diharapkan akan menekan harga produksi dari alat prostesis sehingga membantu korban-korban disabilitas serta memanfaatkan alam Indonesia yang berlimpah.
Pada penelitian ini material dasar pylon yang biasa digunakan yakni Alumunium 6061 digantikan dengan komposit dengan matrix epoxy dan reinforcement-nya adalah serat pisang yang mana pisang sendiri cukup melimpah di Indonesia. Digunakan natural komposit dengan fraksi volum 20% dan orientasi unidirectional yang didasari dari penelitian terdahulu. Tujuan dari penelitian ini ialah ingin mengetahui pengaruh kekuatan dari natural komposit tersebut jika diberi variasi arah orientasi serat dengan varian (0/θ) dan (90/θ) dengan θ bernilai 0, 30, 60, dan 90. Untuk pembebanan yang akan diaplikasikan terdiri dari pembebanan kompresi, torsi, dan axial bending dengan diasumsikan pembebanan torsi diberi beban momen sebesar 50 Nm dan untuk kompresi beserta axial bending diberi beban sebesar 900 N dengan jarak sumbu pada axial bending sebesar 100 mm. Pylon komposit juga akan divariasikan ketebalannya dari 3 mm sampai 14 mm dengan inklinasi 1 mm dan dibandingkan dengan alumunium.
Berdasarkan hasil analisis dan simulasi, pada kasus pembebanan kompresi, bending, dan axial bending didapat variasi [90°/90°]3 yang paling baik, dikarenakan nilai faktor kegagalan Tsai-Wu yang paling rendah dibandingkan variasi lainnya pada penelitian ini. Total deformasi yang dialami juga sangat rendah dibandingkan variasi lainnya. Dengan penambahan ketebalan hingga 14 mm, nilai safety factor pylon komposit mulai hampir menyamai dari pylon alumunium pada pembebanan kompresi dan axial bending. Pada pembebanan torsi nilai safety factor pylon komposit masih terlampau jauh dikarenakan pada dasarnya material natural komposit memiliki properties material yang masih jauh dibawah properties material alumunium 6061.
===================================================================================================================================
Indonesia, one of the countries with the fourth-largest population in the world, has a high rate of work accidents among its workers. Some of these accidents resulted in several victims being amputated, either hands, feet, or other organs. To help with their activities, this victim can use a prosthesis, but this prosthetic device has a fairly high price value. Based on previous research, it is stated that there are natural composites that can replace some materials in prostheses. With the support of abundant agricultural and plantation products in Indonesia, in this study, we want to replace the prosthesis aids material, especially in the foot prosthesis, namely the pylon part, with natural composites which are expected to reduce the production price of the prosthesis so that it helps victims of disability and takes advantage of Indonesia's abundant nature.
In this study, the commonly used pylon base material, Aluminum 6061, was replaced with a composite with an epoxy matrix. Banana fiber is used as reinforcement, since bananas are plentiful in Indonesia. Based on previous studies, natural composites are used with a volume fraction of 20% and a unidirectional orientation. The study aimed to determine the effect of the strength of the natural composite if given variations in the direction of fiber orientation with variants (0/θ) and (90/θ) with values of 0, 30, 60, and 90. The loading to be applied consisted of compression, torsion, and axial bending. It is assumed that torsion are given a moment load of 50 Nm, and for compression and axial bending, they are given a load of 900 N with an axis distance of 100 mm. Composite pylon will also be varied in thickness from 3 mm to 14 mm with an inclination of 1 mm compared to aluminum.
Based on the analysis and simulation results, in the case of compression, bending, and axial bending, the variation [90°/90°]3 was the best due to the Tsai-Wu failure factor value and the lowest total deformation compared to other variations in this study. The total deformation experienced is also very low compared to other variations. With the addition of a thickness of up to 14 mm, the safety factor of the composite pylon begins to almost match that of the aluminum pylon in compression and axial bending loading. In torsion loading, the safety factor value of the composite pylon is still too far because natural composite materials have material properties that are still far below the properties of aluminum 6061.

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	RSM 620.118 Rid a-1
Uncontrolled Keywords:	aluminum 6061, composite, fiber orientation, pylon, Tsai-Wu factor of failure
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA347 Finite Element Method T Technology > TL Motor vehicles. Aeronautics. Astronautics > TL240.5 Composite materials
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	- Davi Wah
Date Deposited:	26 Apr 2023 06:21
Last Modified:	26 Apr 2023 06:21
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/97890

Actions (login required)

View Item