Studi Pengaruh Perubahan Ketebalan Elastomer Berbentuk Silinder sebagai Isolator Getaran terhadap Respons Dinamis Struktur Turbin Angin

Pratiwi, Sonia Yuda (2019) Studi Pengaruh Perubahan Ketebalan Elastomer Berbentuk Silinder sebagai Isolator Getaran terhadap Respons Dinamis Struktur Turbin Angin. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh November.

Text 02111540000032-Undergraduate_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Getaran menjadi masalah utama pada struktur, baik itu struktur bangunan maupun struktur permesinan. Getaran berlebih menyebabkan kerusakan struktur dinamis, salah satu contohnya yaitu struktur turbin angin yang mengalami kegagalan mekanik akibat menerima momen yang besar oleh gaya angin, terjadinya penurunan performa, dan tidak maksimalnya energi yang dihasilkan dari turbin angin. Pada tahun 2018 di Kanada, sebuah turbin angin roboh akibat angin kencang yang menyebabkan terjadinya getaran hebat sehingga salah satu blade rusak yang berujung pada buckling pada tengah tower. Hal tersebut mendorong para peneliti berusaha memberikan isolasi getaran pada struktur turbin angin. Pada penelitian ini akan dilakukan pengujian simulasi dan eksperimen mengenai pengaruh variasi frekuensi dan variasi dimensi elastomer yang berbentuk silinder. Variasi ketebalan elastomer ini sebesar 3 cm, 4 cm, dan 5 cm dengan diameter sebesar 3 cm, sedangkan variasi frekuensi yang digunakan sebagai input antara lain sebsar 3.265 Hz, 6.075 Hz, dan 8.88 Hz. Model struktur turbin angin dibuat persamaannya hingga terbentuk state variable kemudian dibuat blok diagramnya dan disimulasikan menggunakan software Matlab. Pada pengujian eksperimen, elastomer dengan bahan natural rubber dipasang sebagai isolator pada pondasi model struktur turbin angin skala lab yang digerakkan dengan gaya unbalance dari table shaker. Selanjutnya, data diambil menggunakan probe accelerometer yang dihubungkan pada oscilloscope untuk menampilkan respons dinamis berupa percepatan dari tiap tinjauan massa. Hasil yang menunjukkan bahwa penambahan elastomer berbentuk silinder berpengaruh terhadap respons dinamis model turbin angin. Respons percepatan tower mengalami reduksi paling optimal saat dipasang elastomer dengan ketebalan 5 cm pada frekuensi eksitasi 6.075 Hz dengan nilai reduksi eksperimen sebesar 36.777% dan 38.9 % saat simulasi. Disisi lain pada frekuensi dan ketebalan elastomer yang sama, respons perpindahan tower juga mencapai reduksi maksimal sebesar 79.9% dimana nilai reduksi perpindahan semakin optimal seiring bertambahnya ketebalan elastomer. Hasil perbandingan antara eksperimen dengan simulasi memiliki nilai error lebih dari 5%, sehingga dapat disimpulkan bahwa eksperimen yang dilakukan tidak menggambarkan kondisi ideal.
====================================================================================================================================
Vibration is the main problem in the structure, both the structure of the building and the structure of machinery. Excess vibration causes damage to dynamic structures. For instance the structure of a wind turbine has mechanical failure due to recieving large moments by wind forces, decreased performance which makes the energy produced from wind turbines not maximized . In 2018, a wind turbine in Canada collapsed due to strong winds that caused great vibration so one of the blades to break which ended in buckling in the center of the tower. This prompted the researchers to provide vibration isolation to the structure of the wind turbine. In this study, simulation and experimental tests will be conducted on the effect of frequency variations and cylindrical elastomers dimensions variations. The variation of elastomer thickness is 3 cm, 4 cm, and 5 cm with 3 cm diameter, while the frequency variation used as input is 3.265 Hz, 6.075 Hz, and 8.88 Hz. The model of wind turbine structure is transform to equations until state variables form. Then, the state variables transform to a block diagram and simulated using Matlab software In experimental testing, natural rubber elastomers were installed as isolator on the base of a lab scale wind turbine structure model driven by unbalance force from table shakers. After that, the data is taken using an accelerometer probe which is connected to the oscilloscope to display a dynamic response of each mass. The results showed that the addition of cylindrical elastomers affected the dynamic response of the wind turbine model. The acceleration response of the tower has the most optimal reduction when an elastomer with a thickness of 5 cm is installed at an excitation frequency of 6.075 Hz with an experimental and simulation reduction value of 36.777% and 38.9%. On the other hand at the same frequency and elastomeric thickness, the tower displacement response also reaches a maximum reduction of 79.9%. In other words, the thicker the elastomer, the higher the displacement reduction. The results of the comparison between experiments and simulations have an error value of more than 5%, it can be concluded that the experiments conducted do not describe the ideal conditions.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Base isolation, elastomer, turbin angin.
Subjects:	Q Science > QA Mathematics > QA935 Vibration T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ828 Wind turbines
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Sonia Yuda Pratiwi
Date Deposited:	21 Jul 2026 08:30
Last Modified:	21 Jul 2026 08:30
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/65680

Actions (login required)

View Item