Courtesy of InterestingEngineering

Teknologi Baru Buat Lubang di Struktur Terlihat Hilang dari Gaya Mekanik

Mengembangkan teknik baru dengan mikrostruktur di sekitar lubang untuk membuat lubang tersebut 'hilang' dari pandangan gaya yang bekerja pada struktur sehingga dapat menghilangkan konsentrasi tegangan dan memperkuat struktur tanpa efek samping stres tambahan.

06 Mei 2025, 17.30 WIB

99 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Teknik baru ini dapat meningkatkan integritas struktur dengan lubang.
Mikrostruktur yang dirancang dengan tepat dapat mengarahkan gaya dan mengurangi konsentrasi stres.
Penelitian ini membuka peluang aplikasi baru dalam berbagai bidang teknik dan rekayasa.

Atlanta, Georgia, United States - Dalam banyak struktur teknik, keberadaan lubang seperti pada jendela pesawat atau kabel mesin dapat menyebabkan masalah karena lubang tersebut menjadi titik konsentrasi tegangan yang memperlemah struktur. Biasanya, metode penguatan dilakukan tetapi dapat menimbulkan masalah baru.

Sekarang, para insinyur dari Princeton dan Georgia Tech mengembangkan teknik dengan menggunakan mikrostruktur khusus di sekitar lubang. Mikrostruktur ini mengalihkan gaya dan tegangan seolah-olah lubang itu tidak ada, sehingga memperkuat struktur tanpa mengisi lubang secara fisik.

Inspirasi datang dari pohon yang memiliki simpul pada ranting atau akarnya, yang secara alami membelokkan dan mengalihkan gaya sehingga pohon tetap kuat meskipun ada intrusi seperti cabang atau akar.

Para peneliti fokus pada beberapa kondisi beban terburuk yang dapat bekerja pada struktur, kemudian mendesain mikrostruktur yang optimal agar dapat menangani beban-beban tersebut secara simultan dan omnidirectional.

Metode ini dianggap terobosan karena aplikasinya sangat luas, termasuk dalam penggantian jaringan organ, modifikasi struktur mesin atau bangunan, dan bahkan restorasi karya seni, serta telah dipublikasikan di jurnal bergengsi National Academy of Sciences.

--------------------

Analisis Kami: Pendekatan menggunakan mikrostruktur untuk mengelabui gaya mekanik sangat cerdas dan membuka peluang revolusi dalam teknik material, terutama untuk aplikasi yang selama ini sulit diprediksi beban dinamisnya. Namun, implementasi dan produksi mikrostruktur tersebut mungkin akan menantang dari sisi biaya dan proses manufaktur massal dalam jangka pendek.

--------------------

Analisis Ahli:

Davide Bigoni: Metodologi optimasi yang diperkenalkan benar-benar mengubah paradigma karena memungkinkan kekebalan dari cacat struktur tanpa bergantung pada arah gaya eksternal, sehingga membuka banyak kemungkinan aplikasi baru.

--------------------

What's Next: Di masa depan, teknik mikrostruktur ini dapat menjadi standar dalam desain struktur yang membutuhkan bukaan, mengurangi risiko kerusakan dan memperpanjang umur pemakaian berbagai konstruksi dan perangkat.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/mechanical-cloak-holes-disappear-structures