View/Open

Author

Date Published
21 Aug 2026

Advisor

Subject
Teknik Mesin

Publisher

Penelitian ini bertujuan untuk merancang, mendesain dan menganalisis metamaterial yang mampu merespon perubahan tebal kayu balsa melalui pergeseran frekuensi resonansi, magnitudo transmisi dan bandwidth. Selanjutnya hasil metamaterial sebagai Non-Destructive Testing (NDT) dibandingkan dengan Destructive Testing yaitu Three-point Bending menggunakan alat Universal Testing Machine Zwick Roell 250 kN. Rancangan desain dan simulasi metamaterial dilakukan menggunakan software CST Studio Suite 2019 dengan rentang frekuensi 0,1-6 GHz. Setelah diperoleh desain dengan respons yang sesuai selanjutnya dilakukan eksperimen menggunakan alat Vector Network Analyzer (VNA). Desain metamaterial yang dibuat berbentuk Ring Pyramid dengan 2x1 unit cell (2 horizontal dan 1 vertikal) dengan menggunakan material substrat PCB FR-4 dengan lapisan tembaga setebal 0,035 mm. Varasi tebal kayu balsa yang dideteksi yaitu 10 mm, 20 mm, 30 mm, 40 mm, dan 50 mm. Setiap kelompok ketebalan terdiri atas tiga sampel spesimen dan pengambilan data pada setiap sampel dilakukan pengujian ulang sebanyak lima kali guna memperoleh konsistensi dan tingkat akurasi hasil pengukuran yang lebih baik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan ketebalan kayu balsa menyebabkan magnitudo transmisi eksperimen meningkat secara bertahap dari 0,4811 menjadi 0,4972, sementara frekuensi resonansi relatif stabil pada kisaran 1,77–1,78 GHz. Pengujian mekanik menunjukkan nilai Modulus of Elasticity (MOE) dan Modulus of Rupture (MOR) tertinggi masing-masing sebesar 4,206 GPa dan 19,686 MPa pada ketebalan 10 mm. Analisis regresi memperlihatkan korelasi yang sangat kuat antara parameter elektromagnetik dan sifat mekanik, dengan koefisien determinasi R^2=0,994 untuk MOE dan R^2=0,998 untuk MOR. Temuan ini menunjukan bahwa metode NDT berbasis metamaterial berpotensi dikaji lebih lanjut sebagai indikator karakteristik mekanik kayu balsa secara non-destruktif.

URI
https://repo.itera.ac.id/depan/submission/SB2608200002

Keyword
Metamaterial gelombang mikro S21 kayu balsa tebal kayu frekuensi resonansi magnitudo transmisi bandwidth kekuatan bending modulus elastis modulus patah