Aplikasi Parametric Modelling dan Analisis Finite Element pada Perancangan Ulang Artificial Knee Joint Berdasarkan Ukuran Sendi Lutut Populasi Indonesia

MIFTAKHUDIN, Dr. Suyitno, S.T., M.Sc.

2015 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Parametric modelling merupakan sebuah metode pemodelan dengan memanfaatkan parameter yang ada untuk untuk mengubah parameter yang lain secara berkesinambungan. Teknologi parametric modelling secara signifikan dapat mengurangi waktu yang dibutuhkan perancang untuk memodifikasi rancangan. Perancangan artificial knee joint dilakukan dengan menyesuaikan hasil penelitian antropometri sendi lutut populasi Indonesia dan produk artificial knee joint yang sudah beredar di pasaran. Analisis finite element dilakukan dengan sebuah software FEA. Material yang digunakan dalam simulasi adalah commercially pure titanium grade 2 dan ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE). Simulasi dilakukan dengan mode displacement (tanpa aplikasi beban) pada kondisi statis full extension (0 derajat). Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memperoleh rancangan serta prosedur yang sistematis dari perancangan artificial knee joint yang sesuai untuk ukuran sendi lutut populasi Indonesia dan memperoleh hasil analisis finite element berupa tegangan Von Mises dan displacement dari rancangan artificial knee joint. Hasil analisis finite element pada rancangan artificial knee joint menunjukkan nilai terbesar dari tegangan Von Mises sebesar 650,5 MPa yang terdapat pada komponen tibial part dan nilai terbesar dari displacement sebesar 0,66 mm yang terdapat pada komponen tibial insert.

Parametric modelling is a method of modelling which utilize existing parameter to change other parameters continually. Technology of parametric modelling significantly decrease the time needed by designer to modify the design. The design of artificial knee joint was done by adjusting to the result of research of knee joint anthropometry of Indonesian population and existing artificial knee joint product. Finite element analysis was done by using FEA software. Materials used in the simulation id commercially pure titanium grade 2 and ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE). Simulation was done in displacement mode (without application of load) in full extension (0 degree) static condition. The purpose of this research is to get the design and the systematic procedure of the artificial knee joint design which is suitable for knee joint of Indonesian population and obtain the result of finite element analysis of the design in Von Mises Stress and displacement. The result of finite element analysis of artificial knee joint design shows the highest value of Von Mises Stress of 650,5 MPa which occurred in tibial part and the highest value of displacement of 0,66 mm which occurred in tibial insert.

Kata Kunci : parametric modelling, artificial knee joint, computer-aided design, finite element method