Analisis Keandalan Struktur Akibat Beban Kendaraan pada Ramp door Pelat Sandwich Kapal Ro-Ro dengan Metode Monte Carlo

Abstract

Penelitian ini mengevaluasi keandalan struktur pelat konvensional dan pelat sandwich yang digunakan pada ramp door kapal Ro-Ro di bawah kondisi pembebanan kendaraan. Respons struktur dianalisis menggunakan Metode Elemen Hingga (Finite Element Method/FEM) dengan ukuran global mesh sebesar 90 mm. Analisis konvergensi mesh menunjukkan bahwa seluruh kasus pembebanan telah mencapai konvergensi dengan tingkat kesalahan di bawah 2%, sehingga menjamin keakuratan model numerik yang digunakan. Empat variasi beban kendaraan, yaitu sedan, minibus, Truk A, dan Truk B, digunakan dalam penelitian ini. Setiap kendaraan dievaluasi pada tiga konfigurasi posisi roda, yaitu seluruh roda, roda depan, dan roda belakang. Keandalan struktur dianalisis menggunakan metode simulasi Monte Carlo dengan mempertimbangkan ketidakpastian melalui proses pembangkitan sampel acak. Distribusi probabilitas ditentukan menggunakan uji goodness-of-fit Chi-Square, di mana pelat konvensional mengikuti distribusi Eksponensial, sedangkan pelat sandwich mengikuti distribusi Fréchet. Konfigurasi pelat sandwich 5–15–3 mm dipilih karena memiliki nilai indeks kekuatan (strength index R) tertinggi. Simulasi Monte Carlo dilakukan dengan jumlah iterasi mulai dari 10 hingga 1.000.000 sampel untuk mengevaluasi konvergensi dan kestabilan hasil. Nilai keandalan menurun seiring dengan meningkatnya jumlah iterasi, yang menunjukkan bahwa rentang respons struktur dan berbagai kemungkinan skenario kegagalan dapat direpresentasikan secara lebih menyeluruh. Pelat konvensional mencapai kondisi konvergen pada nilai keandalan sebesar 0,946 setelah 1.000.000 iterasi, yang berkorelasi dengan probabilitas kegagalan sebesar 5,4%. Sebaliknya, pelat sandwich menunjukkan nilai keandalan yang lebih tinggi, yaitu sebesar 0,986, dengan probabilitas kegagalan hanya 1,4%, serta telah mencapai konvergensi pada 100.000 iterasi. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pelat sandwich memiliki keandalan struktur yang lebih baik, probabilitas kegagalan yang lebih rendah, serta kinerja yang lebih stabil dalam menghadapi ketidakpastian. Oleh karena itu, pelat sandwich dengan konfigurasi 5–15–3 mm dapat dipertimbangkan sebagai alternatif yang menjanjikan untuk menggantikan pelat konvensional dalam meningkatkan keselamatan dan keandalan struktur ramp door kapal Ro-Ro.