Berikut adalah silabus “Simulasi Perilaku Mekanis Material Komposit pada Struktur Pesawat Terbang dengan ANSYS Mechanical”:
Sesi 1: Pengantar ANSYS Mechanical dan Material Komposit
- Pengenalan ANSYS Mechanical.
- Konsep dasar material komposit dan aplikasi pada struktur pesawat terbang.
- Tujuan simulasi dan cakupan studi kasus.
Sesi 2: Teori Dasar Material Komposit
- Jenis-jenis material komposit (serat karbon, fiberglass, dll).
- Sifat mekanik material komposit.
- Keunggulan dan kelemahan material komposit dibandingkan material konvensional.
Sesi 3: Pemodelan Geometri Struktur Pesawat
- Pengenalan geometri dasar struktur pesawat (sayap, fuselage, dll).
- Teknik pembuatan model 3D di ANSYS.
- Impor geometri dari perangkat lunak CAD.
Sesi 4: Pengaturan Material di ANSYS Mechanical
- Definisi dan penugasan material komposit di ANSYS.
- Pengaturan properti material komposit (modulus elastisitas, Poisson ratio, dll).
- Penggunaan material library di ANSYS.
Sesi 5: Pembuatan Model Laminate Komposit
- Pemahaman laminasi komposit (ply stacking, orientation).
- Definisi layup komposit pada model.
- Penentuan urutan lapisan dan orientasi serat.
Sesi 6: Mesh Generation untuk Struktur Komposit
- Pemilihan tipe elemen dan metode meshing.
- Pembuatan mesh pada model komposit.
- Tips untuk mesh yang akurat pada model komposit.
Sesi 7: Boundary Conditions dan Loading
- Definisi boundary conditions untuk struktur pesawat.
- Penerapan beban mekanik dan termal pada model.
- Simulasi skenario beban standar (beban angin, tekanan internal).
Sesi 8: Linear Static Analysis
- Pelaksanaan analisis statik linear untuk struktur komposit.
- Interpretasi hasil tegangan dan deformasi.
- Identifikasi area kritis pada struktur.
Sesi 9: Non-Linear Analysis pada Material Komposit
- Pengenalan analisis non-linear (material non-linearitas, large deflections).
- Penerapan non-linear material properties pada model komposit.
- Analisis perilaku komposit di bawah beban ekstrem.
Sesi 10: Modal Analysis untuk Struktur Pesawat
- Pengenalan modal analysis dan aplikasi pada struktur pesawat.
- Identifikasi mode getaran alami dan frekuensi natural.
- Simulasi respon getaran pada struktur komposit.
Sesi 11: Buckling Analysis
- Konsep dasar buckling pada material komposit.
- Pelaksanaan buckling analysis pada struktur pesawat.
- Evaluasi faktor keamanan terhadap buckling.
Sesi 12: Fatigue Analysis
- Pengenalan fatigue pada material komposit.
- Definisi cycle loading pada struktur pesawat.
- Prediksi umur fatigue struktur komposit.
Sesi 13: Analisis Impak pada Struktur Komposit
- Definisi dan simulasi beban impak.
- Analisis dampak tabrakan burung pada sayap pesawat.
- Evaluasi kerusakan akibat impak.
Sesi 14: Thermal Analysis pada Material Komposit
- Efek suhu tinggi dan rendah pada material komposit.
- Pelaksanaan thermal analysis (steady-state dan transient).
- Simulasi efek termal pada struktur pesawat.
Sesi 15: Simulasi Kerusakan Material Komposit
- Pemodelan kerusakan material komposit (delaminasi, cracking).
- Penggunaan cohesive zone modeling di ANSYS.
- Evaluasi respon struktur terhadap kerusakan.
Sesi 16: Optimasi Desain Struktur Komposit
- Pengenalan metode optimasi di ANSYS.
- Definisi parameter optimasi (tebal lapisan, orientasi serat).
- Simulasi optimasi struktur untuk kekuatan dan berat minimum.
Sesi 17: Simulasi Crashworthiness untuk Pesawat
- Konsep crashworthiness dan pentingnya pada pesawat terbang.
- Simulasi benturan dan evaluasi performa struktur.
- Analisis deformasi dan absorpsi energi.
Sesi 18: Perancangan Eksperimen Simulasi (DOE)
- Konsep Design of Experiments (DOE) pada simulasi.
- Penerapan DOE untuk mengevaluasi variasi parameter komposit.
- Analisis sensitivitas parameter pada hasil simulasi.
Sesi 19: Analisis Joint dan Fasteners pada Struktur Komposit
- Pemodelan sambungan mekanis pada struktur komposit.
- Simulasi distribusi beban pada sambungan.
- Evaluasi kerusakan dan ketahanan sambungan.
Sesi 20: Simulasi Pengaruh Cacat pada Struktur Komposit
- Pemodelan cacat (voids, porosity) pada material komposit.
- Simulasi efek cacat pada perilaku mekanis.
- Evaluasi kinerja struktur dengan cacat.
Sesi 21: Keterhubungan antara Analisis CFD dan FEA pada Pesawat
- Pemahaman interaksi fluida-struktur (FSI).
- Simulasi coupling antara CFD dan FEA untuk analisis tekanan.
- Studi kasus pada sayap pesawat.
Sesi 22: Post-Processing dan Interpretasi Hasil Simulasi
- Teknik post-processing hasil simulasi di ANSYS.
- Visualisasi tegangan, strain, dan deformasi.
- Ekstraksi data untuk laporan teknis.
Sesi 23: Verifikasi dan Validasi Simulasi
- Pendekatan untuk verifikasi hasil simulasi.
- Perbandingan hasil simulasi dengan data eksperimen.
- Teknik validasi model komposit.
Sesi 24: Studi Kasus 1 – Analisis Sayap Pesawat dengan Material Komposit
- Pemodelan lengkap sayap pesawat menggunakan material komposit.
- Simulasi beban operasional dan analisis hasil.
- Diskusi hasil dan optimasi desain.
Sesi 25: Studi Kasus 2 – Analisis Fuselage Pesawat dengan Material Komposit
- Pemodelan dan analisis fuselage pesawat.
- Simulasi respon struktur terhadap tekanan kabin.
- Evaluasi distribusi tegangan dan deformasi.
Sesi 26: Studi Kasus 3 – Analisis Stabilizer Vertikal dengan Material Komposit
- Pemodelan dan analisis stabilizer vertikal.
- Simulasi beban aerodinamis pada stabilizer.
- Evaluasi performa struktural dan fatigue.
Sesi 27: Penggunaan Macros dan Scripting di ANSYS
- Pengenalan scripting di ANSYS menggunakan APDL dan Python.
- Pembuatan dan penggunaan macro untuk simulasi otomatis.
- Contoh aplikasi scripting untuk material komposit.
Sesi 28: Penggunaan Parameterisasi dalam Simulasi
- Pengenalan parameterisasi dan automasi di ANSYS.
- Definisi parameter geometri dan material.
- Studi kasus penggunaan parameterisasi untuk optimasi desain.
Sesi 29: Presentasi Hasil Simulasi dan Dokumentasi
- Teknik presentasi hasil simulasi.
- Pembuatan laporan teknis dan visualisasi.
- Diskusi kesimpulan dan rekomendasi desain.
Sesi 30: Tinjauan Akhir dan Evaluasi Proyek
- Tinjauan ulang seluruh sesi dan hasil simulasi.
- Diskusi tantangan dan solusi dalam simulasi material komposit.
- Evaluasi dan perbaikan untuk studi lanjutan.
Semoga silabus ini dapat membantu merancang sesi pembelajaran yang komprehensif untuk topik simulasi material komposit pada struktur pesawat terbang menggunakan ANSYS Mechanical!
