Studi Numerik pada Kaki Palsu Transtibial dan Transfemoral Berbahan Baku Alumunium

Kadarisman, Muhammad (2021) Studi Numerik pada Kaki Palsu Transtibial dan Transfemoral Berbahan Baku Alumunium. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111740000021-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2023. Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Kaki prostetik merupakan alat untuk membantu pasien yang mengalami amputasi pada anggota gerak bawah. Dua jenis prostetik yang menjadi fokusan adalah transtibial dan transfemoral. Kaki prostetik transtibial dan transfemoral masih menjadi barang mahal di pasaran sehingga dibutuhkan alternatif material yang murah namun tetap mengikuti standar WHO yaitu material dan komponen prostetik tersebut harus kuat, tahan lama, dan aman. Alumunium yang dapat banyak dijumpai di pasaran Indonesia menjadi salah satu alternatif material kaki prostetik. Alumunium 6061 dan alumunium 7075 merupakan dua jenis alumunium yang mudah didapatkan. Alumunium juga terkenal dengan struktur yang ringan namun kuat. Tujuan penelitian ini adalah mendesain kaki prostetik transtibial dan transfemoral yang memiliki kekuatan yang baik dan mempunyai estetika. Analisa pada kaki prostetik transtibial dan transfemoral yang dilakukan adalah deformasi total dan tegangan von-mises. Analisa deformasi dan tegangan von-mises akan berdasarkan dengan standar yang ditetapkan oleh WHO. Nilai tersebut menjadi acuan desain kaki palsu transtibial dan transfemoral tersebut memiliki kekuatan dan keamanan yang cukup sesuai standar WHO. Nilai deformasi dan tegangan VonMises akan didapatkan dari uji simulasi dengan metode elemen hingga. Simulasi dengan metode elemen hingga ini dibantu oleh software ANSYS Workbench 19.2. Diharapkan penelitian ini dapat memberikan rekomendasi desain dan material kaki prostetik jenis transtibial dan transfemoral. Hasil dari penelitian ini adalah dengan berfokus hanya pada tabung teleskopik, dan mengabaikan lutut prostetik. Tegangan von-mises dalam beberapa kondisi masih aman untuk material alumunium 7075. Untuk material 6061 masih belum dapat dikatakan aman karena melebih 75% yield strength. Kaki prostetik transfemoral monocentric terbukti aman untuk semua material, namun hanya satu kondisi pada single axis yang tidak aman. Untuk mengevaluasi hasil yang didapatkan, dilakukan beberapa penyesuaian desain. Pertama dilakukan penyesuaian untuk kategori pengguna. Dari simulasi yang dilakukan kategori transfermoral dan transtibial dapat digunakan untuk semua tipe hanya untuk level P3 yaitu untuk pengguna maksimal 60 kg. Yang kedua adalah dengan perubahan ketebalan tabung pylon, dengan ketebalan awal 2 mm menjadi 4 mm, atau dua kali lipat. Didapatkan hasil, untuk transtibial dapat menggunakan level P8 atau pengguna maksimal 175 kg dengan syarat menggunakan alumunium 7075. Sedangkan untuk tipe kaki prostetik transfemoral dapat digunakan untuk pengguna level P8 untuk bahan baku alumunium 7075, sedangkan dengan bahan baku alumunium 6061 butuh dilakukan penyesuaian Kembali dengan menambahkan ketebalan sedikit. Penambahan ketebalan berdampak pada penambahan berat untuk kaki prostetik.
====================================================================================================
The prosthetic limbs is a device to help patients who have amputations of the lower limbs. The two types of prosthetics are transtibial and transfemoral. Transtibial and transfemoral prosthetic limbs are still expensive items on the market, so cheap alternative materials are needed but still follow WHO standard. Prosthetic materials and components must be strong, durable, and safe. Aluminum, which can be found on the Indonesian market, is an alternative material for prosthetic limbs. Aluminum 6061 and aluminum 7075 are two types of aluminum that are easily available. Aluminum is also known for its light but strong structure. The aim of this study is design transtibial and transfemoral prosthetic feet that have good strength and aesthetics. The transtibial and transfemoral prosthetic limbs analyzes performed were total deformation and von-mises stress. Deformation and Von-mises stress analysis will be based on the standards set by WHO. This value is the reference for the design of the transtibial and transfemoral prosthetic limbs, which have sufficient strength and safety according to WHO standards. The deformation value and Von-Mises stress will be obtained from the simulation test using the finite element method. The simulation with the finite element method is assisted by ANSYS Workbench 19.2 software. It is hoped that this study can provide recommendations for the design and material of transtibial and transfemoral prosthetic feet. The results of this study are to focus only on telescopic tubes, and ignore prosthetic knees. Von-mises stress in some conditions is still safe for aluminum material 7075. For material 6061 it is still not safe because it exceeds 75% yield strength. Monocentric transfemoral prosthetic feet have been shown to be safe for all materials, but only one condition on a single axis was unsafe. To evaluate the results obtained, several design adjustments were made. First an adjustment is made for the user category. From the simulations carried out, the transfermoral and transtibial categories can be used for all types only for the P3 level, namely for a maximum user of 60 kg. The second is by changing the thickness of the pylon tube, with an initial thickness of 2 mm to 4 mm, or double. The results obtained, for transtibial levels, you can use the P8 level or the maximum user is 175 kg provided that you use 7075 aluminum. As for the transfemoral prosthetic leg type, you can use the P8 level for aluminum raw material 7075, while the 6061 aluminum raw material needs to be adjusted again by adding thickness slightly. The increase in thickness results in weight gain for the prosthetic foot.

Item Type:	Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords:	Alumunium 6061, alumunium 7075, ANSYS Workbench 19.2, deformasi total, desain, kaki prostetik, metode elemen hingga, tegangan von-mises, transfemoral, transtibial, WHO
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Muhammad Kadarisman
Date Deposited:	10 Mar 2021 08:54
Last Modified:	10 Mar 2021 08:54
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/84075

Actions (login required)

View Item