Analisis Pengaruh Karakteristik Lattice Parameter Terhadap Nilai Shear Modulus Dan Bulk Modulus pada Diamond-Type Pentamode Metamaterial Menggunakan Metode Elemen Hingga

Togatorop, Sylvia Margareth (2023) Analisis Pengaruh Karakteristik Lattice Parameter Terhadap Nilai Shear Modulus Dan Bulk Modulus pada Diamond-Type Pentamode Metamaterial Menggunakan Metode Elemen Hingga. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02511940000020_Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 September 2025. Download (7MB) | Request a copy

Abstract

Metamaterial pentamode adalah jenis metamaterial yang mampu menunjukkan kekakuan yang sangat tinggi dalam satu arah dan kelenturan yang sangat tinggi dalam arah lainnya. Dalam penelitian ini, fokus ditujukan pada pengaruh diameter (D) dan rasio kaki pentamode (p) terhadap bulk modulus dan shear modulus pentamode metamaterial. Bulk modulus mengukur kekakuan volume material dan shear modulus mengukur kekakuan geser. Pada penelitian ini, pentamode didesain menggunakan Solidwork dan kemudian disimulasikan menggunakan MSC Apex. Adapun parameter yang digunakan berupa diameter tengah kerucut (D), diameter ujung kerucut (d) dan rasio kaki atau rasio simpul kerucut (p). Simulasi menggunakan metode Finite Element Method (FEM), kemudian dilakukan tes kompresi dan tes shear. Untuk tes kompresi dilakukan pada aksis y ke arah negatif 8 untuk mendapatkan nilai force yang digunakan untuk mencari nilai bulk modulus. Dan Shear test dilakukan pada aksis x ke arah positif 8 untuk mendapatkan nilai force, untuk mencari shear modulus. Pada simulasi ini juga digunakan sifat mekanik dari material Visijet M3 Crystal (MJP) karena sifat transparan dan ketahanannya yang baik, yang relevan dengan beberapa aplikasi metamaterial pentamode. Adapun variasi dari percobaan ini terdapat 12 variasi. Pada semua variasi p peningkatan diameter akan meningkatkan nilai bulk modulus dan shear modulus. Sedangkan pada semua variasi diameter pengaruh penambahan rasio kaki p akan menurunkan bulk modulus dan fluktuasi terhadap nilai shear modulus. Pada variasi pentamode, nilai rasio Poisson berada dalam rentang sekitar 0.2-0.5. Di saat rasio kaki p berada pada titik 0.45 rasio Poisson tiba-tiba turun menjadi sampai sekitar kurang dari 0.2. Rasio Poisson yang lebih tinggi mengartikan bahwa pentamode material tersebut akan mengalami perluasan yang lebih besar. Untuk mendapatkan sifat B/G pada pentamode metamaterial anisotropi yang optimal maka rasio kaki P harus dibuat mendekati centroid, dengan diameter berada di antara 0.3-0.4 mm.
==============================================================================================================================
Metamaterial pentamode is a type of metamaterial capable of exhibiting extremely high stiffness in one direction and high flexibility in another direction. In this research, the focus is on the influence of the diameter (D) and the pentamode leg ratio (p) on the bulk modulus and shear modulus of the pentamode metamaterial. The bulk modulus measures the material's volume stiffness, while the shear modulus measures its shear stiffness. The pentamode is designed using Solidwork and then simulated using MSC Apex. The parameters used are the cone's central diameter (D), the cone's end diameter (d), and the leg ratio or cone vertex ratio (p). The simulation utilizes the Finite Element Method (FEM), followed by compression tests and shear tests.For the compression test, it is performed along the negative y-axis to obtain the force values used to determine the bulk modulus. The shear test is conducted along the positive x-axis to obtain the force values for determining the shear modulus. The mechanical properties of the Visijet M3 Crystal (MJP) material are also used in the simulation due to its transparency and good durability, which are relevant to several pentamode metamaterial applications. The experiment comprises 12 variations. In all variations, an increase in the diameter (D) will increase both the bulk modulus and shear modulus values. However, when the leg ratio (p) is increased for all diameter variations, it will decrease the bulk modulus and show fluctuations in the shear modulus values.In the pentamode variations, the Poisson's ratio values range from approximately 0.2 to 0.5. However, when the leg ratio (p) reaches the point of 0.45, the Poisson's ratio suddenly drops to less than 0.2. A higher Poisson's ratio indicates that the pentamode material will undergo greater expansion. To obtain an optimal B/G (bulk modulus-to-shear modulus) ratio for anisotropic pentamode metamaterial, the leg ratio (p) should be made close to the centroid, with the diameter ranging from 0.3 to 0.4 mm.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	bulk modulus, pentamode metamaterial, rasio B/G, shear modulus, bulk modulus, pentamode metamaterial, rasio B/G, shear modulus.
Subjects:	T Technology > T Technology (General) > T57.62 Simulation
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Sylvia Margareth Togatorop
Date Deposited:	26 Jul 2023 01:17
Last Modified:	26 Jul 2023 01:17
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/99198

Actions (login required)

View Item