Perpustakaan Digital ITB

Dalam mendesain struktur pesawat terbang, salah satu fokus permasalahan yaitu bagaimana membuat struktur seringan mungkin tetapi masih dalam batasan aman. Pengurangan berat akan memberikan beberapa keuntungan diantaranya meningkatkan performa pesawat terbang dan mengurangi biaya manufaktur. Sehingga, struktur pesawat terbang harus dioptimasi beratnya. Proses optimasi juga harus dilakukan dalam tahap preliminary design untuk mengurangi penambahan berat secara signifikan pada fase desain yang selanjutnya. Material komposit memiliki rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi jika dibandingkan dengan material logam. Ini berarti untuk kekuatan yang sama, struktur dengan komposit akan lebih ringan dan menjadi sebuah keuntungan bagi pesawat terbang. Sehingga saat ini banyak struktur pesawat seperti sayap yang mgnggunakan material komposit. Pada dunia industri, metode optimasi yang banyak digunakan yaitu gradient-based. Perangkat lunak komersil seperti MSc Nastran menggunakan metode gradient-based untuk melakukan proses optimasi. Pada metode ini perlu dicari titik optimum dimana untuk membuat prosesnya lebih efektif perlu dilakukan analisis sensitivitas. Tujuan tesis ini untuk optimasi multi-constraint single-objective. Optimasi dilakukan untuk mengurangi berat struktur tetapi masih dalam batasan aman. Laminat diatur menggunakan konfigurasi quasi-isotropik. Terdapat beberapa batasan yang digunakan yaitu kekuatan statik, buckling, dan flutter. Akibat adanya batasan buckling, perlu diperhatikan pengaruh susunan sudut lamina terhadap hasil optimasi. Metode optimasi yang digunakan yaitu gradient-based dengan perangkat lunak komersil MSc. Natran. Terdapat dua cara untuk melakukan optimasi multi-constraint single-objective yaitu dengan: 1) proses optimasi independen untuk masing-masing batasan dan 2) Multi Model Optimization (MultiOpt). Pada proses optimasi independen terdapat tiga proses optimasi yang dijalankan diwaktu yang berbeda. Selanjutnya hasil dari optimasi independent ini dievaluasi secara manual dan dipilih mana hasil optimasi dengan batasan yang paling kritikal dan jika dianalisis hasilnya memenuhi semua batasan yang ada. Sedangkan untuk cara optimasi Multi Model Optimization (MultiOpt) proses optimasi dilakukan dengan tiga batasan sekaligus yang dijalankan secara simultan agar hasil optimasi memenuhi semua batasan. Kedua cara metode optimasi ini kemudian dibandingkan dan dievaluasi. Pekerjaan tesis ini merupakan suatu bagian dari pekerjaan besar yang sebelumnya telah dikerjakan yaitu meninjau struktur sayap pesawat tempur dengan konfigurasi multispar konvensional. Beberapa penyempurnaan terus dilakukan agar mendapatkan model yang lebih realistis terkhusus pada bagian skin trailing edge dan leading edge. Berdasarkan hasil proses optimasi, base model atau model struktur awal yang dioptimasi belum aman dari buckling. Pada batasan independent yaitu flutter, kekuatan static, dan buckling memberikan pengurangan berat struktur sebesar 76%, 7%, dan 4%, secara berurutan. Setelah dianalisis, ketiga model yang telah dioptimasi melalui proses independen telah aman dan memenuhi semua batasan. Hasil yang didapatkan pada Multi Model Optimization yaitu terjadi pengurangan berat sebesar 3% dan telah memenuhi semua batasan.