Prof. Tatacipta Dirgantara : Mekanika Komputasional untuk Kemandirian Bangsa

Selasa, 22 - Agustus - 2017, 19:35:44 - ( update : 28-08-2017 )

Oleh Gilang Audi Pahlevi

Editor Gilang Audi Pahlevi

BANDUNG, itb.ac.id- Kemajuan di era digital adalah sebuah kenyataan yang tidak bisa ditampik lagi. Pada era ini, hampir tidak ada lagi batasan akan apa yang dapat dilakukan oleh teknologi digital. Jika dahulu kita hanya bisa membuat titik dan garis menggunakan teknologi digital, kini pemodelan struktur 3 dimensi hingga analisis fenomena yang terjadi pada struktur tersebut dapat dilakukan secara digital. Alhasil, uji coba maupun analisis tidak perlu lagi dilakukan secara langsung, melainkan cukup dimodelkan dalam komputer. Perkembangan ini telah banyak menghemat waktu dan biaya, sekaligus menghasilkan desain produk yang jauh lebih mutakhir. Perkembangan ini dapat diraih berkat penerapan metode mekanika komputasional.

Prof. Tatacipta Dirgantara mengangkat topik ini dalam orasi ilmiahnya pada Sabtu (19/08/17). Bertempat di Aula Barat Institut Teknologi Bandung, orasi ilmiah ini merupakan kegiatan rutin yang diadakan oleh Forum Guru Besar Institut Teknologi Bandung. Dalam orasinya, professor yang tergabung dalam Kelompok Keahlian Struktur Ringan Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara Institut Teknologi Bandung (FTMD ITB) ini menjelaskan urgensi pembuatan struktur yang aman digunakan hingga aplikasi metode mekanika komputasional dalam ranah tersebut.

Bermula dari Petaka

Pada periode awal penggunaan kereta api, kecelakaan terjadi hampir setiap tahun. Pada tahun 1845, terjadi kecelakaan kereta api terjadi di dekat Versailles, Prancis yang menelan lebih dari 200 korban jiwa. Kecelakaan ini menjadi kecelakaan kereta api terparah pada masanya. Kecelakaan tersebut, sebagaimana kecelakaan lainnya di masa tersebut, disebabkan karena kegagalan struktur poros gandar yang tidak kuat menahan beban sehingga patah dan akhirnya menyebabkan kereta keluar jalur.

Ketika manusia telah mampu mengembangkan moda transportasi udara, bahaya kecelakaan yang disebabkan oleh kegagalan struktur masih terus mengintai. Kecelakaan yang berturut-turut terjadi pada pesawat DH-106 Comet di tahun 1953-1954 mendorong para ahli untuk melakukan investigasi. Hasil investigasi menyebutkan bahwa kecelakaan pada pesawat terjadi karena kegagalan pada pojok jendela berbentuk segiempat. Konsentrasi tegangan yang terjadi pada titik tersebut kemudian merambat menjadi retak yang lebih besar dan pada akhirnya merobek badan pesawat ketika berada di udara.

Rangkaian petaka yang terus terjadi, seolah tidak bisa hilang dari dunia transportasi, membuat para ahli mekanika terus mengembangkan metode desain dan analisis yang semakin komprehensif guna menciptakan struktur yang semakin aman. Dengan semakin rumitnya struktur yang dibuat oleh manusia, mekanika teoretikal dan eksperimental dirasa tidak lagi mampu mencukupi kebutuhan. Maka dikembangkanlah metode mekanika komputasional. Mekanika komputasional adalah cabang disiplin ilmu bidang rekayasa yang menggunakan metode komputasi untuk mempelajari berbagai fenomena alam berdasarkan prinsip-prinsip mekanika. Disiplin ilmu ini ditopang oleh ilmu mekanika, matematika dan komputer. Dengan demikian, desain dan analisis dapat dilakukan secara digital, memudahkan pekerjaan yang melibatkan banyak komponen, geometri yang rumit dan material yang beragam. Berkat metode ini, biaya dan waktu untuk perancangan dan analisis struktur dapat dipangkas secara signifikan.

Aplikasi Mekanika Komputasional

Setelah memperoleh gelar PhD dari Department of Engineering Queenmary University of London pada tahun 2000, Prof. Tatacipta Dirgantara menggunakan keahliannya di bidang mekanika komputasional ke berbagai aplikasi. Pada bidang mekanika retak, perangkat lunak bernama MSDina merupakan software yang mampu melakukan analisis tegang cacat dan kasus multiple side damage yang vital bagi manufaktur pesawat terbang dan perawatan pesawat tua. Software ini dikembangkan melalui kerjasama oleh KK Struktur Ringan FTMD ITB, PT Dirgantara Indonesia dan Puslitbang Perhubungan Udara Kementerian Perhubungan sejak tahun 2014.

Pada bidang mekanika impak, mekanika komputasional digunakan untuk mendesain dan menganalisis crashbox pada mobil. Crashbox adalah perangkat yang terdapat di bagian mobil yang berguna untuk menyerap impak jika terjadi tabrakan. Crashbox harus dapat berdeformasi plastis agar menyerap energi yang dihasilkan tabrakan sehingga penumpang tetap terlindungi. Uji drop weight impact pada berbagai model crashbox telah dilakukan dalam kerjasama FTMD ITB dengan KAIST Korea Selatan pada tahun 2007-2010 .

Adapun terobosan yang lebih revolusioner adalah penerapan mekanika komputasional di bidang medis. Bekerja sama dengan Fakultas Kedokteran Gigi Universitas Padjadjaran, pemodelan dilakukan untuk pemasangan gigi implan. Melalui pemodelan ini, maka pemasangan gigi implan dapat lebih tepat dan tahan lama. Masih di bidang medis, telah dikembangkan juga lutut buatan dengan kualitas baik dan harga terjangkau. Lutut buatan ini lebih ringan dan fleksibel karena dapat digunakan untuk duduk bersila dan melakukan gerakan-gerakan dalam ibadaha shalat. Penngembangan lutut buatan ini mengantarkan Prof. Tatacipta Dirgantara dan Dr. Sandro Mihradi memperoleh penghargaan Dosen Berprestasi di bidang Karya Inovasi.

Mekanika komputasional membuka kemungkinan kolaborasi lintas bidang, yang menurut Prof. Tatacipta Dirgantara penting untuk mendorong bangsa ini agar mandiri dan bermartabat.