ANALISIS FATIGUE PADA RIBS UAV FIXED WING MEDIUM ALTITUDE LONG ENDURANCE (MALE) BERBASIS METODE ELEMEN HINGGA

Hasan, Muhammad Asril (2019) ANALISIS FATIGUE PADA RIBS UAV FIXED WING MEDIUM ALTITUDE LONG ENDURANCE (MALE) BERBASIS METODE ELEMEN HINGGA. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111540000143_Undergraduate_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (6MB) | Request a copy

Abstract

Unmanned Aerial Vehicle (UAV) merupakan pesawat tanpa awak yang dapat dikendalikan dari jarak jauh secara manual melalui controller atau otomatis melalui sebuah program yang diberikan dalam pesawat tersebut. Di berbagai negara sekarang telah dikembangkan pesawat UAV karena kelebihan yang dapat menjelajah di beberapa tempat yang sulit untuk dijangkau jika dibandingkan dengan menggunakan pesawat konvensional. Gaya yang bekerja pada UAV Fixed wing adalah gaya drag, thrust, lift, dan weight. Secara umum gaya-gaya tersebut dapat dianalisis sebagai tegangan statis. Namun dalam proses terbang pesawat terdapat beberapa tahapan yaitu take off, cruise, dan landing, yang mana dari tahap tersebut tidak semua beban yang diterima oleh sayap UAV Fixed Wing menyebabkan terjadinya tegangan statis, melainkan dinamis. Tegangan dinamis berulang tersebut yang menyebabkan terjadinya kelelahan (fatigue) sehingga timbul retak pada ribs di struktur sayap UAV Fixed Wing. Hal ini pernah terjadi pada salah satu UAV Wing Fixed milik tim Bayucaraka ITS yang digunakan ketika latihan terbang sehari-hari untuk persiapan mengikuti perlombaan Kontes Robot Terbang Indonesia (KRTI) mengalami patah pada bagian ribs setelah digunakan latihan terbang selama dua bulan. Berhubung dengan kasus tersebut, pada penelitian ini dilakukan analisa fatigue menggunakan Metode Elemen Hingga (MEH).
Analisis dilakukan ketika pesawat melakukan manuver take off, cruise, dan landing dengan menggunakan simulasi software ANSYS Workbench 18.0. Kemudian dilakukan verifikasi perhitungan hand calculation gaya yang bekerja pada tiap titik di airfoil sayap pesawat untuk tiap kondisi manuver. Setelah itu, dilakukan simulasi static structural pada bagian ribs sayap pesawat yang terbuat dari material Kayu Balsa dengan kondisi fixed support pada bagian dasar sayap pesawat. Kemudian dilakukan simulasi modal untuk mencari getaran frekuensi natural dari geometri. Sebagai tahap proses validasi, hasil analisis fatigue melalui simulasi akan dibandingkan dengan perhitungan manual menggunakan aturan Palmgreen Miner untuk memperoleh fatigue life, fatigue damage dan safety factor. Hasil dari penelitian ini didapatkan bahwa perhitungan fatigue dengan kondisi zero-based, fully-reversed dan ratio menunjukkan bahwa fatigue life dari sayap UAV melebihi design life yang sebesar 1 tahun. Hal ini juga diikuti dengan hasil fatigue damage dan safety factor yang menunjukkan bahwa kontruksi sayap UAV aman dengan kondisi pembebanan tersebut. Hasil ini menjadi bukti bahwa kegagalan karena fatigue tidak akan terjadi hingga melebihi design life.
======================================================================================================================================
Unmanned Aerial Vehicle (UAV) is unmanned aircraft that can be controlled remotely manually via a controller or automatically through a program provided in the aircraft. In various countries UAV aircraft have now been developed because of the advantages that can be explored in some places that are difficult to reach when compared to using conventional aircraft. The force acting on Fixed Wing UAVs is drag, thrust, lift, and weight. In general, these forces can be analyzed as static stresses. But in the process of flying a plane there are several stages, namely take off, cruise, and landing, which from that stage not all loads received by the Fixed Wing UAV wing cause static stress, but dynamic. The repetitive dynamic stress causes fatigue resulting in cracks in ribs in the Fixed Wing UAV wing structure. This has happened to one of the Bayucaraka ITS Fixed UAV Wing used during daily flight training to prepare for the Kontes Robot Terbang Indonesia (KRTI) competition in the ribs after two months of flight training. In connection with the case, this study a fatigue analysis was carried out using the Finite Element Method (MEH). The analysis was carried out when the aircraft carried out take-off, cruise, and landing maneuvers using ANSYS Workbench 18.0 software simulation. Then verify the calculation of the hand calculation force that works at each point on the aircraft wing airfoil for each maneuvering condition. After that, a static structural simulation is carried out on the ribs of an aircraft wing made of Balsa Wood material with the condition of fixed support at the base of the aircraft wing. Then a modal simulation is performed to find the natural frequency vibrations of geometry. As a validation process, the results of fatigue analysis through simulations will be compared with manual calculations using Palmgreen Miner rules to obtain fatigue life, fatigue damage and safety factor. The results of this study show that the calculation of fatigue with zero-based, fully-reversed and ratio conditions shows that the fatigue life of the UAV wing exceeds the design life of 1 year. This is also followed by the results of fatigue damage and safety factors which indicate that UAV wing construction is safe with these loading conditions. This result is proof that failure due to fatigue will not occur until it exceeds design life.

Item Type:	Thesis (Other)
Subjects:	T Technology > TL Motor vehicles. Aeronautics. Astronautics > TL521 Aerodynamics, Hypersonic. T Technology > TL Motor vehicles. Aeronautics. Astronautics > TL671.6. Materials--Fatigue.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Muhammad Asril Hasan
Date Deposited:	21 Jul 2026 04:25
Last Modified:	21 Jul 2026 04:25
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/66514

Actions (login required)

View Item