Rancang bangun alat penggerak kendaraan air berbasis getaran struktur

Abstract

Penggunaan gerak osilasi sirip (termasuk badannya) oleh hewan air untuk penggerak telah menginspirasi perancangan sistem penggerak kendaraan air dalam program ini. Para peneliti banyak mengkaji analisis getaran struktur untuk menyimulasikan getaran pada bangunan atau jembatan. Frekuensi pribadi atau frekuensi alami memiliki peranan penting dalam analisis tersebut. Sebagai contoh, bangunan atau jembatan akan mencapai titik runtuh (secara mikro) pada frekuensi pribadinya dengan energi yang minimum. Oleh karena itu, dapat diasumsikan bahwa penggunaan getaran struktur pada frekuensi alaminya sebagai propulsi (penggerak) kendaraan air akan mengurangi konsumsi energi. Tujuan dari penelitian ini adalah merancang sistem penggerak untuk kendaraan air menggunakan getaran struktur, menyimulasikan model untuk menghasilkan material dan frekuensi terbaik dengan energi minimum, dan menghitung kebutuhan energi dari kendaraan air melalui sebuah model. Solidworks (software) dan analisis digunakan untuk memodelkan dan menyimulasikan sistem. Hasil terbaik pada tipe fixed hinge menunjukkan bahwa struktur tipe 1.3 dengan dimensi panjang 300 mm, lebar 30 mm, dan tebal 3 mm yang bergetar di dalam air dapat menghasilkan gaya dorong sebesar 0,13 N yang dapat digunakan untuk menggerakkan model kendaraan air (dengan luas permukaan basah 0,72 m2) sampai batas kecepatan 0,22 m/s. Indeks energi kinetik yang dihasilkan cukup rendah dibandingkan yang lain. Kebutuhan daya listrik sebesar 1,09 VA lebih baik dari pada tipe lain pada parameter yang sama. Bahan terpilih yang digunakan adalah stainless steel yang dikuatkan, karena memiliki nilai modulus elastisitas yang tinggi dan korosivitas yang rendah.