Konstruksi Mekanik dan Mesin

Tim Riset Konstruksi Mesin dan Mekanik

Laboratorium Konstruksi Mesin dan Mesin merupakan salah satu fasilitas laboratorium penelitian di Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara, Institut Teknologi Bandung. Program penelitian laboratorium berfokus pada topik berikut: (1) Mekanika multiskala untuk bahan maju, (2) Desain dan Prototipe, (3) Teknik Otomotif, (4) Pengembangan Pemantauan Kesehatan Struktural, dan (5) Teknologi Baterai.

Mikromekanik Bahan Komposit

Penelitian ini mengkaji peran fenomena skala mikro dalam material komposit terhadap kinerjanya sebagai struktur penahan beban utama. Pemodelan mikromekanik komposit diperkenalkan di sini. Prosedur pengujian lanjutan untuk mengevaluasi kinerja komposit dalam skala mikro diusulkan. Fenomena yang terjadi dalam percobaan dijelaskan secara komprehensif dengan simulasi berbagai strategi pemodelan. Pemodelan dan analisis multiskala juga didemonstrasikan untuk mengamati fenomena tersebut. Hasil penelitian ini dapat menambah wawasan tentang pentingnya mikrostruktur komposit, yang akan bermanfaat untuk merancang struktur komposit baru dengan kekuatan dan daya tahan tinggi.

Publikasi

Mauludin, L.M., Budiman, B.A., Santosa, S.P., Zhuang, X. and Rabczuk, T., 2020. Numerical modeling of microcrack behavior in encapsulation-based self-healing concrete under uniaxial tension. Journal of Mechanical Science and Technology, pp.1-7.

Putra, I.S., Budiman, B.A., Sambegoro, P.L., Santosa, S.P., Mahyuddin, A.I., Kishimoto, K. and Inaba, K., 2020. The influence of fiber surface profile and roughness to fiber–matrix interfacial properties. Journal of Composite Materials54(11), pp.1441-1452.

Budiman, B.A., Adziman, F., Sambegoro, P.L., Nurprasetio, I.P., Ilhamsyah, R. and Aziz, M., 2018. The role of interfacial rigidity to crack propagation path in fiber reinforced polymer composite. Fibers and Polymers19(9), pp.1980-1988.

Budiman, B.A., Triawan, F., Adziman, F. and Nurprasetio, I.P., 2017. Modeling of stress transfer behavior in fiber-matrix composite under axial and transverse loadings. Composite interfaces24(7), pp.677-690.

Budiman, B.A., Juangsa, F.B., Aziz, M., Nurprasetio, I.P. and Zaini, I.N., 2017. Experimental verification of interfacial strength effect on the mechanical properties of carbon fiber-epoxy composite. International Journal on Advanced Science, Engineering and Information Technology7(6), pp.2226-2231.

Budiman, B.A., Takahashi, K., Inaba, K. and Kishimoto, K., 2016. Evaluation of interfacial strength between fiber and matrix based on cohesive zone modeling. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing90, pp.211-217.

Budiman, B.A., Takahashi, K., Inaba, K. and Kishimoto, K., 2015. A new method of evaluating interfacial properties of a fiber/matrix composite. Journal of Composite Materials49(4), pp.465-475.

Teknologi Ikatan Perekat

Kekuatan ikatan antara paduan aluminium dan komposit anyaman yang digabungkan dengan perekat Araldite dievaluasi. Kriteria fraktur untuk sambungan yang mengalami pembebanan mode campuran kemudian diusulkan. Untuk pekerjaan ini, spesimen yang terdiri dari paduan aluminium yang dilekatkan pada komposit anyaman oleh Araldite® Standard dibuat dan diuji di bawah pembebanan normal dan geser menggunakan uji balok kantilever ganda, uji sambungan geser-geser, masing-masing. Perilaku fraktur sambungan adhesif diselidiki dengan memantau retakan yang terbentuk pada permukaan adherend. Hasil penelitian menunjukkan bahwa retakan merambat ke dalam komposit anyaman daripada ke dalam paduan aluminium. Lebih lanjut, simulasi elemen hingga dari pengujian ini menunjukkan bahwa model zona kohesif menggambarkan dengan baik perilaku rekahan dari sambungan adhesif. Kekuatan ikatan dalam mode fraktur bukaan dan geser dievaluasi dengan membandingkan beban yang diterapkan secara eksperimental dengan beban simulasi. Studi ini mengungkapkan karakteristik sambungan perekat komposit tenunan paduan aluminium yang berbeda dari sambungan perekat antara penganut sejenis. Akhirnya, lokus kriteria fraktur untuk sambungan adhesif berdasarkan kekuatan ikatan sambungan disajikan.

Publikasi

Nurprasetio, I.P., Budiman, B.A. and Aziz, M., 2018. Evaluation of bonding strength and fracture criterion for aluminum alloy–woven composite adhesive joint based on cohesive zone model. International Journal of Adhesion and Adhesives85, pp.193-201.

Desain dan Pembuatan Prototipe

Kelompok peneliti perancangan mesin ahli dalam mengembangkan berbagai desain dan prototipe untuk kebutuhan industri dan masyarakat luas. Beberapa prototipe yang telah diproduksi dan diimplementasikan adalah (1) mesin pencacah plastik dan bedengan fluidized untuk industri sampah plastik, (2) PLTMH, mesin penghancur ember, roda keramba, dan aplikator kompos untuk industri pertanian dan kehutanan, dan (3) listrik sasis kendaraan, komponen kereta api, dan teknologi baterai untuk mobilitas masa depan. Prototipe tersebut dibangun untuk memenuhi kebutuhan industri dan masyarakat.

Publikasi

Halimah, P.N., Budiman, B.A. and Sambegoro, P.L., 2020, April. Mechanical properties of pouch battery constituents. In AIP Conference Proceedings (Vol. 2217, No. 1, p. 030097). AIP Publishing LLC.

Masyhur, A.H., Nurprasetio, I.P., Budiman, B.A., Adhinugraha, A. and Putra, A.E., 2019, November. Prototyping of Bluetooth-Based Wireless Strain Measurement System for Freight Overload Prevention. In 2019 6th International Conference on Electric Vehicular Technology (ICEVT) (pp. 345-348). IEEE.

Masyhur, A.H., Nurprasetio, I.P., Budiman, B.A. and Utomo, T.P.B., 2019, November. Design and Prototyping of Weigh-In-Motion and Overload Detection System for Freight Vehicle. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering (Vol. 694, No. 1, p. 012003). IOP Publishing.

Juangsa, F.B., Budiman, B.A., Aziz, M. and Soelaiman, T.A.F., 2017. Design of an airborne vertical axis wind turbine for low electrical power demands. International Journal of Energy and Environmental Engineering8(4), pp.293-301.

Nurprasetio, I.P., Rahardian, S., Budiman, B.A. and Prawisudha, P., 2017. Perancangan Dan Pembuatan Prototype Alat Pengering Cacahan Plastik Daur Ulang. Mesin26(2), pp.66-79.

Nurprasetio, I.P., Budiman, B.A. and Triawan, F., 2017. Failure investigation of plastic shredding machine’s flange coupling based on mechanical analysis. Indonesian Journal of Science and Technology2(2), pp.124-133.

Budiman, B.A., Suharto, D., Djodikusumo, I., Aziz, M. and Juangsa, F.B., 2016. Fail-safe design and analysis for the guide vane of a hydro turbine. Advances in Mechanical Engineering8(7), p.1687814016658178.

Teknik Otomotif

Penelitian ini dilakukan untuk mengevaluasi dan mengoptimalkan performa berkendara kendaraan roda tiga melalui sebuah eksperimen. Di sini, peran sistem suspensi dalam kualitas pengendaraan kendaraan diselidiki untuk menentukan sistem suspensi yang cocok untuk optimalisasi pengendaraan kendaraan tersebut. Hasil dari penelitian ini menyarankan metode eksperimental dan analisis untuk menentukan sifat suspensi yang dibutuhkan untuk kendaraan yang dioptimalkan untuk berkendara secara kuantitatif. Selain itu, parameter signifikan yang mempengaruhi ketidakstabilan Kendaraan Listrik Roda Tiga juga diungkapkan. Evaluasi dilakukan dengan metode analitik dan simulasi menggunakan software dinamis multi-body. Dengan mempertimbangkan semua parameter yang dievaluasi dalam penelitian ini, kendaraan mencapai stabilitas dan kinerja manuver yang optimal.

Publikasi

Kusuma, C. F., Budiman, B. A., Nurprasetio I. P., Islameka M., Masyhur, A. H., Aziz, M., and Reksowardojo, I. K. (2021). Energy Management System of Electric Bus Equipped with Regenerative Braking and Range Extender. International Journal of Automotive Technology, 22(6), 1651-1664.

Reksowardojo, I.K., Arya, R.R., Budiman, B.A., Islameka, M., Santosa, S.P., Sambegoro, P.L., Aziz, A.R. and Abidin, E.Z., 2020. Energy Management System Design for Good Delivery Electric Trike Equipped with Different Powertrain Configurations. World Electric Vehicle Journal11(4), p.76.

Arifurrahman, F., Budiman, B.A. and Santosa, S.P., 2018, October. Static Analysis of an Electric Three-Wheel Vehicle. In 2018 5th International Conference on Electric Vehicular Technology (ICEVT) (pp. 218-223). IEEE.

Arifurrahman, F., Indrawanto, I., Budiman, B.A., Sambegoro, P.L. and Santosa, S.P., 2018. Frame modal analysis for an electric three-wheel vehicle. In MATEC Web of Conferences (Vol. 197, p. 08001). EDP Sciences.

Pemantauan Kesehatan Struktural

Kerusakan retak sering ditemukan pada struktur CFRP selama layanan operasi. Dalam teknologi Structural Health Monitoring (SHM), deteksi retakan pada material komposit sangat penting. Grup kami memperkenalkan metode untuk mendeteksi panjang retak dan orientasi yang terjadi pada CFRP tenunan polos menggunakan pengukuran perubahan hambatan listrik. Untuk mengukur resistansi CFRP digunakan metode pengukuran empat kabel sehingga perubahan nilai resistansi dapat diperoleh secara tidak langsung pada saat terjadi retakan pada CFRP. Karakteristik komposit tenunan polos diselidiki dengan mengamati regangan listrik dan hubungan regangan mekanis selama pengujian tarik. Beberapa hasil signifikan yang ditemukan adalah komposit tenunan polos memiliki piezoresistivitas positif non linier, yang harus diperhatikan dalam mengembangkan pemantauan kesehatan struktural.

Publikasi

Nurprasetio, I.P., Budiman, B.A., Afwan, A.A., Halimah, P.N., Utami, S.T. and Aziz, M., 2020. Nonlinear Piezoresistive Behavior of Plain-Woven Carbon Fiber Reinforced Polymer Composite Subjected to Tensile Loading. Applied Sciences10(4), p.1366.

Teknologi Baterai

Penelitian ini bertujuan untuk menemukan terobosan teknologi baterai generasi berikutnya yang dapat diterapkan pada kendaraan listrik. Penelitian ini berfokus pada karakterisasi dan pemodelan mekanik dan listrik baterai untuk berkontribusi dalam meningkatkan keamanan baterai. Baterai yang kuat, andal, kepadatan energi tinggi, dan baterai tahan lama diharapkan menjadi daya tarik dari hasil penelitian.

Publikasi

Budiman, B. A., Saputro, A., Rahardian, S., Aziz, M., Sambegoro, P., & Nurprasetio, I. P. (2022). Mechanical damages in solid electrolyte battery due to electrode volume changes. Journal of Energy Storage52, 104810.

Budiman, B. A., Rahardian, S., Saputro, A., Hidayat, A., Nurprasetio, I. P., & Sambegoro, P. (2022). Structural integrity of lithium-ion pouch battery subjected to three-point bending. Engineering Failure Analysis138, 106307.

Widyantara, R. D., Naufal, M. A., Sambegoro, P. L., Nurprasetio, I. P., Triawan, F., Djamari, D. W., … & Aziz, M. (2021). Low-Cost Air-Cooling System Optimization on Battery Pack of Electric Vehicle. Energies14(23), 7954.