Electronic Theses and Dissertation

Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan bentuk struktur sandwich honeycomb yang digunakan pada inti komposit sandwich dengan memanfaatkan metode topology optimization berbasis simulasi numerik menggunakan perangkat lunak ANSYS Workbench 2023 R1. Proses ini dilakukan untuk meningkatkan efisiensi penggunaan material tanpa menghilangkan kekuatan dari struktur tersebut. Model spesimen yang digunakan dihomogenisasi menjadi solid body, dengan konfigurasi skin dan core menggunakan material aluminium honeycomb dan model spesimen mengacu pada standar ASTM C393. Three point bending dilakukan sebelum dan sesudah dioptimasi dengan variasi parameter percent to retain (PtR) dari 90% hingga 20%, yang merepresentasikan seberapa besar massa material yang dipertahankan. Hasil simulasi menunjukkan bahwa variasi PtR sebesar 50% menghasilkan bentuk paling ideal, di mana nilai tegangan maksimum turun dari 21,892 MPa menjadi 20,963 MPa, sementara nilai regangan menurun dari 0,33749 mm/mm menjadi 0,2944 mm/mm, dan nilai deformasi maksimum tetap stabil di sekitar 4 - 5 mm. Hasil ini menunjukkan bahwa pengurangan material hingga 50% tidak hanya efektif dalam cost production material, tetapi juga mampu mempertahankan performa dari struktur tersebut. Oleh karena itu, topology optimization terbukti menjadi pendekatan yang efisien dalam desain struktur ringan dan kuat untuk aplikasi rekayasa struktural

This study aims to optimize the shape of a honeycomb structure used as the core in a sandwich composite by employing topology optimization based on numerical simulations using ANSYS Workbench 2023 R1. The process is carried out to improve material efficiency without compromising the structural strength. The specimen model was homogenized into a solid body, with a skin and core configuration made of aluminum honeycomb material, and the specimen design refers to ASTM C393 standards. Three-point bending tests were performed before and after optimization, using variations of the percent to retain (PtR) parameter ranging from 90% to 20%, representing the proportion of material mass retained. Simulation results show that a PtR of 50% yields the most ideal configuration, where the maximum stress down from 21,892 MPa to 20,963 MPa, while the strain decreases from 0.33749 mm/mm to 0.2944 mm/mm, and the maximum deformation remains stable at around 4 - 5 mm. These results indicate that reducing material usage by up to 50% is not only effective in cutting production costs but also maintains the structural performance. Therefore, topology optimization proves to be an efficient approach in designing lightweight and high-strength structures for structural engineering applications.