Penerapan Metode Elemen Hingga untuk Simulasi Perambatan Gelombang dalam Material Anisotropik

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis perambatan gelombang dalam material anisotropik dengan menggunakan metode elemen hingga Finite Element Method (FEM). Material anisotropik memiliki sifat mekanik yang berbeda pada setiap arah, sehingga perilaku gelombangnya lebih kompleks dibandingkan dengan material isotropik. Metode FEM dipilih karena kemampuannya dalam menangani geometri yang kompleks, kondisi batas yang bervariasi, serta sifat material yang heterogen. Hasil simulasi menunjukkan bahwa pada kondisi anisotropic (C_x ≠C_y) gelombang tidak lagi menyebar secara simetris, melainkan cenderung terarah (wave steering) mengikuti orientasi sifat material. Distribusi tegangan maksimum teramati pada arah dengan kekakuan dominan, misalnya ketika (C₁₁>C₂₂ ) maka σ_xx menjadi relatif lebih besar dan membentuk pola tegangan sepanjang sumbu x. Selain itu, distribusi energi gelombang juga terbukti tidak merata, dengan intensitas lebih tinggi pada arah anisotropik tertentu. Temuan ini menunjukkan bahwa anisotropi dapat dimanfaatkan untuk mengendalikan propagasi gelombang serta mengarahkan akumulasi energi pada jalur tertentu.