Analisis Pengaruh Karakteristik Struktur Geometri Terhadap Nilai Poisson’s Ratio Pada Kresling Origami Auxetic Metamaterial Menggunakan Metode Elemen Hingga

Sri, Cahyani Suci Damayanti (2023) Analisis Pengaruh Karakteristik Struktur Geometri Terhadap Nilai Poisson’s Ratio Pada Kresling Origami Auxetic Metamaterial Menggunakan Metode Elemen Hingga. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02511940000047-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Metamaterial mekanik adalah material yang dirancang secara artifisial dengan sifat mekanik yang ditentukan oleh strukturnya bukan komposisi kimianya. Perkembangan metamaterial mekanik juga terinspirasi dari origami. Metamaterial origami dapat meningkatan kemampuannya di berbagai aplikasi dengan memungkinkan konfigurasi ulang bentuk dan secara otomatis menyesuaikan sifat mekanik dalam berbagai aplikasi. Untuk menganalisis perilaku struktur Kresling selama pelipatan diperlukan menganalisis nilai rasio Poissons. Pada penelitian ini akan dibahas mekanisme deformasi serta pengaruh variasi parameter struktur geometri Kresling terhadap nilai Poisson’s ratio saat dikenakan beban tekan pada arah sumbu Y dan arah sumbu Z. Pada Kresling Origami Metamaterial nilai Poisson Ratio dipengaruhi tinggi awal (h0) dan sudut lipat (θ0) dari struktur kresling. Hasil didapatkan bahwa nilai Poisson Ratio menjadi semakin menurun seiring besarnya sudut lipat. Lalu, untuk hubungan poisson ratio terhadap tinggi kresling pada arah sumbu Z nilai Poisson Ratio semakin meningkat seiring dengan meningkatnya ketinggian Kresling. Namun, pada arah sumbu Y nilai Poisson Ratio semakin menurun seiring meningkatnya ketinggian Kresling. Untuk nilai Negative Poisson Ratio terdapat pada semua arah sumbu Y. Sedangkan pada arah sumbu Z hanya pada variasi Z4, Z7, dan Z8 yang memiliki nilai Negative Poisson Ratio. Nilai poisson ratio terendah dari Kresling Origami Metamaterial baik material Graphene dan juga material ABS yaitu pada variasi Y9 (70°; 50 mm). Untuk material Graphene sebesar -1,6025, sedangkan untuk material ABS sebesar -0,7975. Untuk nilai poisson ratio tertinggi dari variasi Z3 (40°; 50 mm) yaitu sebesar 4,1875 pada material Graphene dan sebesar 0,90722 pada material ABS. Untuk mekanisme deformasi pada struktur Kresling berbeda untuk pengujian kompresi dalam arah sumbu Z dan arah sumbu Y. Pada deformasi arah sumbu Z dan arah sumbu Y terjadi deformasi disepanjang garis lipatan. Hal ini terbukti pada sumbu Z ketika di kompresi akan mengalami penyusutan ke bagian lipatan valley sesuai dengan garis lipatannya. Sedangkan, ketika dikompresi pada arah sumbu Y akan mengalami penyusutan ke arah samping yaitu bagian mountain.
==================================================================================================================================
Metamaterial mekanik adalah material yang dirancang secara artifisial dengan sifat mekanik yang ditentukan oleh strukturnya bukan komposisi kimianya. Perkembangan metamaterial mekanik juga terinspirasi dari origami. Metamaterial origami dapat meningkatan kemampuannya di berbagai aplikasi dengan memungkinkan konfigurasi ulang bentuk dan secara otomatis menyesuaikan sifat mekanik dalam berbagai aplikasi. Untuk menganalisis perilaku struktur Kresling selama pelipatan diperlukan menganalisis nilai rasio Poissons. Pada penelitian ini akan dibahas mekanisme deformasi serta pengaruh variasi parameter struktur geometri Kresling terhadap nilai Poisson’s ratio saat dikenakan beban tekan pada arah sumbu Y dan arah sumbu Z. Pada Kresling Origami Metamaterial nilai Poisson Ratio dipengaruhi tinggi awal (h0) dan sudut lipat (θ0) dari struktur kresling. Hasil didapatkan bahwa nilai Poisson Ratio menjadi semakin menurun seiring besarnya sudut lipat. Lalu, untuk hubungan poisson ratio terhadap tinggi kresling pada arah sumbu Z nilai Poisson Ratio semakin meningkat seiring dengan meningkatnya ketinggian Kresling. Namun, pada arah sumbu Y nilai Poisson Ratio semakin menurun seiring meningkatnya ketinggian Kresling. Untuk nilai Negative Poisson Ratio terdapat pada semua arah sumbu Y. Sedangkan pada arah sumbu Z hanya pada variasi Z4, Z7, dan Z8 yang memiliki nilai Negative Poisson Ratio. Nilai poisson ratio terendah dari Kresling Origami Metamaterial baik material Graphene dan juga material ABS yaitu pada variasi Y9 (70°; 50 mm). Untuk material Graphene sebesar -1,6025, sedangkan untuk material ABS sebesar -0,7975. Untuk nilai poisson ratio tertinggi dari variasi Z3 (40°; 50 mm) yaitu sebesar 4,1875 pada material Graphene dan sebesar 0,90722 pada material ABS. Untuk mekanisme deformasi pada struktur Kresling berbeda untuk pengujian kompresi dalam arah sumbu Z dan arah sumbu Y. Pada deformasi arah sumbu Z dan arah sumbu Y terjadi deformasi disepanjang garis lipatan. Hal ini terbukti pada sumbu Z ketika di kompresi akan mengalami penyusutan ke bagian lipatan valley sesuai dengan garis lipatannya. Sedangkan, ketika dikompresi pada arah sumbu Y akan mengalami penyusutan ke arah samping yaitu bagian mountain.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Finite Element Method, Mechanical Metamaterials, Origami, Poisson's Ratio. Metamaterial Mekanik, Metode Elemen Hingga, Origami
Subjects:	T Technology > T Technology (General) T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA347 Finite Element Method
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Sri Cahyani Suci Damayanti
Date Deposited:	30 Jul 2023 12:28
Last Modified:	30 Jul 2023 12:33
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/99975

Actions (login required)

View Item