Perpustakaan Digital ITB

Gyroid Lattice Structure (GLS) seringkali digunakan untuk suatu struktur yang biokompatibel. Karena sifat elastisnya yang unik, investigasi akurasi dari prediksi modulus elastisitas GLS ini menjadi penting. Pada riset ini, pemodelan dan analisis elemen hingga dari GLS dilakukan secara komprehensif dengan memvariasikan konfigurasi sel satuan dan massa jenis relatifnya untuk mendapatkan sifat elastisnya. Variasi orientasi dari pembebanan juga dilakukan karena GLS memiliki sifat yang semakin tidak isotropik dengan mengecilnya massa jenis relatif. Voxel-based mesh digunakan untuk meminimalisasi beban komputasi tanpa mensimplifikasi model GLS terlalu jauh. Model GLS dibuat dan dianalisis pada massa jenis relatif 10%, 30%, 50%, dan 75% untuk menggambarkan sifat elastis GLS pada rentang massa jenis relatif yang lebar. Pembebanan quasi-statik diberikan kepada model dengan perpindahan 1% dari regangannya. Ditemukan bahwa kebutuhan minimum sel satuan pada massa jenis relatif 10% adalah 7x7x7, 4x4x4 pada massa jenis relatif 30%, dan terus menurun hingga massa jenis relatif 50% dimana satu sel satuan sudah memberikan modulus elastis yang homogen. Dibandingkan dengan hasil eksperimen, hasil mdel numerik memberikan hasil dengan akurasi lebih baik dalam memprediksi modulus elastisitas dari GLS dengan galat dibawah 2% pada massa jenis relatif 10%. Dikarenakan GLS memilik simetri kubik, perbaikan konstanta model Gibson-Ashby dilakukan pada 3 arah utama: <100>, <110>, dan <111> dengan konstanta C1_<100> = 0.954 dan n<100> = 2.245 untuk arah <100>, C1_<110> = 0.933 dan n<110> = 2.100 untuk arah <110> , serta C1_<111> = 0.892 dan n<111> = 1.841 untuk arah <100> . Model Gibson-Ashby dengan konstanta yang telah diperbaiki menunjukan akurasi yang lebih tinggi dalam memprediksi modulus elastisitas GLS pada massa jenis relative 10% hingga 75% pada ketiga arah utamanya.