UB Mengukuhkan Dua Guru Besar Fakultas Teknik
Malang - Awal tahun 2021, Universitas Brawijaya (UB) kembali mengukuhkan dua guru besar, yakni Dr. Eng. Anindito Purnowidodo, S.T., M.Eng dan Ir. Djarot B. Darmadi, MT., PhD. Keduanya berasal dari jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik, Rabu (17/2/2021).
Sekadar diketahui, Anindito merupakan guru besar pada bidang Ilmu Kekuatan Material, sementara Djarot pada bidang Ilmu Teknologi dan Pemodelan pengelasan Logam.
Dalam pidato ilmiahnya yang berjudul "Memprediksi Umur Komponen Meningkatkan Keamanan", Anindito mengatakan, jika kegagalan dari suatu struktur terjadi pada komponen yang menerima beban dinamis, dan jarang sekali terjadi pada komponen yang menerima beban statis.
Kegagalan suatu komponen yang menerima beban dinamis disebabkan karena adanya inisiasi dan perambatan retak. Jika panjang retak ini mencapai panjang kritisnya maka dapat menyebabkan kegagalan strukturnya. Dalam mengevaluasi umur komponen dari suatu struktur, ada dua hal penting yang harus diperhatikan yaitu umur untuk inisiasi dan umur untuk perambatan retak.
Beberapa contoh kegagalan struktur, yakni ada di kehidupan sehari-hari, di antaranya pada peralatan rumah tangga, dunia kesehatan, sampai pada struktur besar.
Pada struktur besar semisal jembatan, pembangkit listrik dan kendaraan yang beresiko tinggi yakni pesawat. Ada tiga perilaku utama perambatan retak lelah (fatigue crack), yang pertama adalah perambatan retak lelah yang disebabkan beban dinamis dengan siklus konstan (constant cyclic loads). Perambatan retak ini, umur retak lelahnya dapat diprediksi dengan mudah.
"Kondisi ini sangat jarang ditemui, karena pada umumnya suatu komponen menerima beban dinamis dengan siklus yang bervariasi (variable cyclic loads)," bebernya.
Selanjutnya, siklus beban jenis ini dapat menyebabkan perambatan retak yang tertunda (delay crack growth), dan ini menyebabkan bertambahnya umur suatu komponen. Sebaliknya siklus beban dinamis juga dapat meningkatkan laju rambat retak (acceleration crack growth). Jika ini yang terjadi maka dapat membahayakan integeritas struktur karena umurnya lebih pendek dari yang diharapkan.
"Permasalahan yang dihadapi para insyinyur dalam memprediksi umur komponen dari suatu struktur adalah ketidakpastian perilaku rambat retak (constant, delay atau acceleration)," imbuhnya.
Oleh karena itu, metode untuk memprediksi umur komponen dari suatu struktur lebih akurat dengan menggunakan hubungan laju rambat retak (da/dN) dan faktor intesitas tegangan efektif adalah penting untuk menjaga intergritas struktur. Faktor intesitas tegangan efektif dapat diketahui dengan cara mendeteksi besar tegangan yang mana retak mulai membuka.
Metode ini dapat diterapkan pada berbagai kondisi siklus beban dinamis pada komponen dari suatu struktur yang terbuat dari logam seperti baja, almunium atau komposit. Selanjutnya menggabungkan metode tersebut dengan sistem pengawasan secara langsung yang memanfaatkan teknologi informasi, maka disamping perilaku rambat retak dan prediksi umur komponen, kegagalan pada struktur dapat dihindari.
Sementara Djarot mengambil pidato ilmiah berjudul "Simulasi Komputer sebagai Kontrol Intelektual Proses Pengelasan".
Djarot menjelaskan, komputer sebagai alat analisa telah memasuki hampir semua bidang ilmu, termasuk proses pengelasan. Salah satu peran komputer dalam proses pengelasan adalah membuat model dan mensimulasikannya. Simulasi komputer proses pengelasan terus berkembang hingga sekarang untuk mendapatkan model terbaik. Selain merepresentasikan proses pengelasan, simulasi juga bisa menjelaskan sebab atau alasan terjadinya suatu fenomena tertentu.
Kendati belum sempurna, simulasi komputer proses pengelasan telah memberikan kontribusi nyata pada kegiatan studi parameter (parametric study), studi kemamputerapan (feasibility study) dan memprediksi karakter fisik pada tempat-tempat yang sulit diukur (karena posisi atau ukurannya).
Untuk menghasilkan model yang benar-benar mewakili proses pengelasan tidaklah sederhana, karena proses pengelasan melibatkan analisa non linear yang sangat kompleks dan melibatkan berbagai disiplin ilmu. Dalam proses pengelasan sering melibatkan fasa cair dari material yang dilas. Salah satu konstribusi yang diberikan adalah memodelkan material yang mengalami fasa cair dengan elemen yang kehilangan kekakuan (stiffness) dan kehilangan regangan plastisnya (remain plastic strain). Terbukti dengan model tersebut, dapat dihasilkan prediksi tegangan sisa yang lebih mendekati hasil pengukuran.
Kontribusi yang lain, adalah melibatkan model fasa padat tempered martensite (sering disebut juga sebagai aged martensite) yaitu elemen dengan susunan atom sama dengan martensite tetapi memiliki tegangan plastis dan tegangan luluh lebih tinggi, dan juga telah terbukti dengan melibatkan model tempered martensite diperoleh prediksi tegangan sisa yang lebih baik.
Di masa mendatang akan dicoba untuk dikembangkan penggunaan Metode Volume Hingga (Finite Volume Method) bagi model proses las gesek (Friction Stir Welding – FSW), untuk mengatasi kesulitan memodelkan perpindahan massa (mass transfer) jika menggunakan metode elemen hingga (Finite Element Method – FEM) seperti selama ini dilakukan. Pemodelan fenomena retak tegangan korosi (Stress Corrosion Cracking – SCC) dari sambungan las, merupakan fenomena yang menarik untuk dibuat simulasi modelnya di masa yang akan datang dikarenakan urgensinya dalam kondisi praktis serta kompleksitasnya.
"Namun, membuat model proses pengelasan untuk disimulasikan bukanlah pekerjaan mudah dan akan terus disempurnakan oleh para peneliti di bidang ini di masa mendatang," terangnya.
Kontribusi yang telah diberikan dalam pembuatan model proses pengelasan adalah membuat model elemen dengan kekakuan dan regangan plastis tersisa sama dengan nol untuk memodelkan material yang mencair. Kontribusi lain adalah dengan memodelkan tempered martensite dengan model elemen yang memiliki susunan atom sama dengan prime martensite tetapi memiliki tegangan luluh dan tegangan yield lebih tinggi. Dengan dua hal tersebut di atas, dapat dihasilkan prediksi tegangan sisa yang lebih mendekati hasil pengukuran.