Perpustakaan Digital ITB

Ekor kuda laut telah menarik perhatian dalam bidang rekayasa karena kemampuannya untuk melengkung melalui kontraksi otot dan menghasilkan bentuk lengkungan yang menyerupai spiral logaritmik. Penelitian sebelumnya telah mengkaji kemampuan model ekor kuda laut untuk menghasilkan gerakan melengkung dengan menggunakan berbagai variasi aktuasi. Namun, pengaruh berbagai parameter desain terhadap bentuk lengkungan yang dihasilkan masih belum banyak dikaji. Penelitian ini menerapkan pendekatan biomimetika untuk merancang struktur lentur yang terinspirasi dari ekor kuda laut dan menghasilkan bentuk lengkungan yang menyerupai spiral emas. Penelitian ini berfokus pada pengaruh berbagai metode aktuasi serta parameter desain geometris dan material terhadap bentuk lengkungan struktur tersebut. Pengujian struktur lentur dilakukan secara komputasi melalui analisis elemen hingga nonlinear pada perangkat lunak Abaqus CAE 2022. Aktuasi dirancang untuk menyerupai kontraksi otot yang menghasilkan gerakan melengkung pada ekor kuda laut. Aktuasi yang paling sesuai kemudian diterapkan pada desain dengan berbagai variasi geometris dan material untuk mengevaluasi pengaruh parameter-parameter tersebut terhadap bentuk lengkungan yang dihasilkan. Selanjutnya, bentuk lengkungan yang dihasilkan dicocokkan dengan spiral logaritmik untuk memperoleh konstanta laju pertumbuhan spiral. Nilai tersebut dibandingkan dengan konstanta laju pertumbuhan spiral emas untuk menentukan konfigurasi desain yang paling mendekati bentuk lengkungan yang ditargetkan. Pemendekan konektor yang meningkat secara linear sebesar 19.7 hingga 32.5% merupakan aktuasi yang paling sesuai untuk menghasilkan bentuk lengkungan yang menyerupai spiral emas. Aktuasi tersebut digunakan dalam seluruh studi parametrik. Hasil studi menunjukkan bahwa geometri engsel lentur, dimensi, pola infill, dan kepadatan infill memengaruhi bentuk lengkungan yang dihasilkan. Berdasarkan hasil tersebut, desain dengan performa terbaik menggunakan engsel lentur berbentuk V yang dilengkapi dengan fillet pada sudut-sudutnya. Variasi ini memiliki 42 segmen dengan panjang engsel acuan sebesar 8 mm pada segmen pertama. Purwarupa desain ini dibuat melalui proses pencetakan 3D menggunakan material ABS dengan pola infill berbentuk segitiga dan kepadatan 100%. Hasil penelitian ini dapat menjadi dasar bagi penelitian, pengembangan, dan penerapan struktur lentur di masa mendatang, seperti robotika lunak, alat penjepit, dan peralatan bedah yang terinspirasi dari bentuk makhluk hidup.