Finite Element Analysis of Cohesive Contact Degradation Effects on Stiffened Panel Buckling

Abstrak

Ketidakstabilan buckling merupakan salah satu mode kegagalan kritis pada struktur berdinding tipis, khususnya pada aplikasi yang sensitif terhadap berat seperti rekayasa kedirgantaraan. Panel berpengaku (stiffened panels) umumnya digunakan untuk meningkatkan kestabilan struktural sambil mempertahankan desain yang ringan. Namun, interaksi antara panel dan pengaku menimbulkan perilaku mekanis yang kompleks, terutama pada area antarmuka, di mana kondisi kontak sangat memengaruhi kinerja struktur. Penelitian ini menyelidiki pengaruh sifat kekakuan kontak antara pengaku dan panel terhadap perilaku buckling pada panel berpengaku menggunakan simulasi numerik. Lima variasi sifat elastis kohesif (20%, 40%, 60%, 80%, dan 100%) dianalisis untuk mengevaluasi pengaruhnya terhadap beban kritis buckling dan perilaku pasca-buckling. Analisis buckling nilai eigen linear mengidentifikasi beban kritis buckling terendah sebesar 85.537 N (untuk mode 1), yang kemudian digunakan sebagai ketidaksempurnaan awal dalam analisis nonlinier berikutnya. Analisis buckling nonlinier yang dilakukan menggunakan metode Riks termodifikasi menunjukkan bahwa variasi kekakuan kohesif memiliki pengaruh minimal terhadap beban kritis buckling (berkisar antara 112,4 kN hingga 113,1 kN), tetapi secara signifikan memengaruhi perilaku pasca-buckling. Secara khusus, model dengan kekakuan kohesif 80% menunjukkan beban runtuh maksimum tertinggi sebesar 243,9 kN, sedangkan model 20% mengalami penurunan beban yang tajam setelah buckling. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa sifat kekakuan elastis kohesif berperan penting dalam distribusi beban, namun bukan faktor utama yang menentukan ketahanan terhadap buckling. Temuan ini memberikan wawasan mengenai peran kekakuan antarmuka dalam kestabilan struktural, sehingga dapat mendukung perancangan panel berpengaku yang lebih tangguh.