Perpustakaan Digital ITB

Penggunaan material komposit pada struktur baling-baling pesawat turboprop menawarkan rasio kekuatan terhadap berat yang tinggi, namun menuntut validasi integritas struktural yang ketat akibat paparan beban dinamis yang ekstrem. Penelitian ini bertujuan untuk memodelkan aerodinamika baling-baling menggunakan Blade Element Momentum Theory (BEMT), menganalisis distribusi tegangan dan regangan dengan Finite Element Method (FEM), serta mengevaluasi inisiasi kerusakan menggunakan Kriteria Kegagalan Hashin. Struktur bilah dimodelkan dengan konfigurasi panel sandwich yang terdiri dari skin komposit Carbon/Epoxy dengan variasi ketebalan, spar berketebalan konstan sebagai tulang punggung penahan beban, dan foam core Polyurethane. Simulasi dieksekusi di bawah kombinasi pembebanan operasional maksimum berupa gaya sentrifugal pada putaran 1200 RPM dan momen lentur akibat gaya dorong. Hasil komputasi menunjukkan bahwa komponen spar secara efektif berfungsi sebagai jalur utama transmisi beban, di mana komponen ini mengabsorpsi porsi terbesar tegangan aksial dan kompresi akibat lenturan. Konsentrasi tegangan ekstrem secara spesifik teridentifikasi di area tumpuan pangkal dan pada zona diskontinuitas akibat ply drop-off di elemen skin. Berdasarkan evaluasi Kriteria Hashin, struktur bilah terbukti aman dan tidak mengalami kerusakan awal. Indeks kegagalan tertinggi tercatat sebesar 0,786 pada mode tarik matriks di bagian skin, yang mana masih berada jauh di bawah ambang batas kritis kegagalan (?1,0). Kesimpulannya, desain baling-baling dengan penguat spar ini memiliki stabilitas penampang yang baik terhadap fenomena tekuk dan terbukti mumpuni untuk menahan siklus pembebanan operasional turboprop.