Perpustakaan Digital ITB

Biomimetika atau biomimikri merupakan cabang ilmu yang menerapkan, meniru, atau mengadaptasi prinsip-prinsip organisme biologis pada desain dan perkembangan material dan teknologi baru. Inspirasi untuk mendesain suatu teknologi atau material dapat berasal berbagai sumber, salah satunya dari struktur internal tumbuhan untuk optimasi struktur menjadi lebih ringan. Pada penelitian ini, dilakukan analisis struktur biomimetika bambu dengan tujuan memperoleh kurva gaya terhadap perpindahan menggunakan simulasi numerik, membandingkan dengan hasil eksperimen, dan mengetahui beban yang dapat diterima struktur terhadap massa serta membandingkannya dengan model lain. Struktur rekonstruksi bambu dibuat dengan jaringan pembuluh yang didekati dengan bentuk heksagon dan diapit oleh dinding bagian dalam dan luar. Simulasi numerik yang dilakukan menggunakan ABAQUS dan material 3D-printed PLA adalah pengujian tekan secara kuasi-statik sesuai eksperimen. Model direkonstruksi pada ABAQUS kemudian dilakukan assembly dan diaplikasikan properti material, section, interaksi, serta mesh. Pada penelitian ini dilakukan 15 simulasi numerik pada model rekonstruksi bambu dengan parameter yang bervariasi. Perubahan parameter material pada simulasi seperti modulus elastisitas, yield stress, plastic strain, ductile damage, dan damage evolution ditemukan dapat mempengaruhi karakteristik respons struktur. Diperoleh hasil gaya maksimum paling mendekati eksperimen pada simulasi 15, dengan simulasi terhenti pada 6,93 mm akibat tidak mencapai konvergensi. Parameter yang digunakan pada simulasi tersebut diaplikasikan pada model pelat silinder dan sandwich silinder tipe I yang lebih sederhana. Simulasi pada model pelat silinder dapat mencapai konvergen, sedangkan simulasi pada sandwich silinder mengalami divergensi pada 37,72 mm sehingga diperoleh kesimpulan semakin kompleks model yang dianalisis, semakin cepat model mengalami divergensi. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh locking atau kondisi kekakuan berlebih pada analisis numerik struktur kompleks dan sifat anisotropik pada material yang dimanufaktur menggunakan 3D-printing sehingga sulit untuk memprediksi respons non linear dengan simulasi. Perbandingan antara beban dan massa pada model rekonstruksi bambu, pelat silinder, dan sandwich silinder menghasilkan kesimpulan bahwa model rekonstruksi bambu mampu menahan beban tertinggi dan memiliki massa terberat, dengan nilai 59.306 N dan 0,14 kg.