Dinamika Benda Fleksibel dan Kemandirian Rekayasa Indonesia: Dari Flutter Pesawat hingga Crashworthiness Kereta Cepat

1. Pendahuluan

Jika kita diminta menyebut “kemajuan teknologi”, kebanyakan orang akan menunjuk produk akhirnya: pesawat yang lebih cepat, kereta yang lebih nyaman, kendaraan yang lebih aman, atau infrastruktur yang lebih tahan terhadap beban ekstrem. Tetapi di balik semua produk itu, ada satu lapisan yang jarang dibicarakan di ruang publik: kemampuan analisis.

Bagi dunia rekayasa, kemampuan analisis bukan sekadar alat bantu, tetapi fondasi dari kemandirian. Tanpa kemampuan analisis yang kuat, sebuah bangsa akan terus berada pada posisi “pengguna teknologi” yang bergantung pada pihak luar setiap kali harus memastikan keselamatan, keandalan, dan performa produk. Dalam konteks inilah Orasi Ilmiah Prof. Leonardo Gunawan menjadi penting, karena ia mengangkat satu tema yang sangat strategis tetapi sering tidak dianggap “seksi”: pengembangan kemampuan analisis dinamika benda fleksibel.

Mengapa topik ini strategis? Karena hampir semua produk rekayasa modern hidup dalam dua kondisi yang sangat menuntut.

Pertama, mereka menerima beban dinamis. Ini berarti beban berubah terhadap waktu, bisa berupa getaran kecil berulang atau impuls besar dalam waktu singkat. Pada kondisi tertentu, struktur akan merespons dengan osilasi seperti vibrasi sayap pesawat ketika turbulensi. Kedua, struktur juga bisa dipaksa masuk ke wilayah plastis ketika beban besar terjadi, seperti tabrakan, benturan, atau hard landing pesawat yang mengubah bentuk struktur secara permanen.

Dua fenomena ini harus bisa diprediksi sebelum benda dibuat. Dan di sinilah inti pesan orasi ini terasa kuat: kemandirian rekayasa berarti kemampuan memodelkan, mensimulasikan, dan memverifikasi perilaku struktur sebelum produk benar-benar diproduksi dan diuji dalam kondisi nyata. Bukan hanya demi efisiensi biaya, tetapi demi keselamatan manusia.

Pendekatan semacam ini sebenarnya adalah “bahasa” industri modern. Setiap industri yang beroperasi pada risiko tinggi—penerbangan, pertahanan, transportasi cepat—membutuhkan proses desain yang didasarkan pada prediksi yang masuk akal dan dapat dipertanggungjawabkan. Tanpa itu, desain berubah menjadi spekulasi.

Karena itu, menarik ketika Prof. Leonardo menyusun orasinya dengan pola yang langsung membumi: dimulai dari dinamika benda fleksibel di wilayah elastis (getaran, osilasi, stabilitas) lalu bergerak menuju dinamika hingga wilayah plastis (impact, crashworthiness, deformasi permanen). Struktur alurnya menggambarkan dua dunia yang berbeda namun sering bertemu dalam produk nyata.

Di ruang akademik, topik seperti dinamika struktur dan elastisitas sering terasa seperti mata kuliah yang “penuh rumus”. Tetapi dalam orasi ini, sisi praktisnya justru menonjol: dinamika benda fleksibel adalah cara untuk menjaga agar sistem yang bergerak cepat tidak berubah menjadi sistem yang berbahaya.

Pada titik tertentu, pembaca mahasiswa akan menemukan bahwa pembelajaran utama dari orasi ini tidak hanya soal teknik permodelan, tetapi soal logika kerja rekayasa: bagaimana mengubah risiko menjadi sesuatu yang bisa dihitung, dievaluasi, dan diantisipasi.

Dan bagi pembaca pekerja, terutama yang bergelut di sektor manufaktur, transportasi, perancangan, atau keselamatan sistem, pesan utamanya jelas: kemampuan analisis adalah aset strategis. Jika Indonesia ingin mandiri dalam teknologi transportasi dan pertahanan, kemampuan analisis tidak boleh sekadar “pelengkap” setelah pembelian teknologi. Ia harus menjadi keterampilan inti yang tumbuh dari riset, pendidikan, dan kerja sama industri.

2. Dinamika Benda Fleksibel di Wilayah Elastis: Mengendalikan Vibrasi, Menghindari Ketidakstabilan

Sebelum kita bicara tentang tabrakan dan deformasi permanen, kita perlu memahami fondasi yang lebih umum: dinamika struktur dalam wilayah elastis.

Wilayah elastis adalah kondisi ketika struktur mengalami beban, berubah bentuk, tetapi mampu kembali ke bentuk semula setelah beban dilepas. Fenomena ini mungkin terlihat “ringan” dibanding kecelakaan, tetapi dalam rekayasa, wilayah elastis justru paling sering terjadi dalam operasi normal.

Di sinilah dinamika benda fleksibel menjadi relevan. Ketika suatu sistem fleksibel diberi beban dinamis, respons yang muncul biasanya berupa osilasi. Contoh paling intuitif adalah sayap pesawat yang bergetar saat turbulensi. Getarannya bisa kecil, tetapi kalau tidak dipahami, getaran bisa meningkat atau memicu kelelahan material. Dalam industri penerbangan, getaran bukan hanya masalah kenyamanan, melainkan masalah umur struktur dan keselamatan jangka panjang.

Dalam orasi ini, Prof. Leonardo menunjukkan bahwa untuk memahami respons ini, kita membutuhkan model. Dan model itu dibangun dari parameter yang sangat klasik tetapi tetap fundamental: massa, kekakuan, dan redaman. Input gerakannya bisa berasal dari profil jalan yang tidak rata (untuk kendaraan) atau interaksi dengan aliran udara (untuk struktur aerodinamis seperti sayap).

Kesan “klasik” dari massa-kekakuan-redaman sebenarnya menipu. Karena justru di dalam sistem nyata, tantangan terbesar bukan menemukan rumusnya, tetapi menentukan model yang cukup representatif untuk memprediksi respons yang benar.

Salah satu contoh yang digunakan adalah analisis respons kendaraan akibat ketidakrataan jalan. Secara sederhana, kendaraan menghadapi input dari profil jalan. Tetapi dalam operasi nyata, input ini tidak pernah ideal. Ada variasi permukaan, variasi kecepatan, variasi sistem suspensi, dan variasi kondisi struktur. Tanpa model yang baik, prediksi kenyamanan dan keselamatan akan meleset.

Namun bagian paling menarik dari wilayah elastis justru muncul ketika kita bicara tentang stabilitas dinamika dalam aliran udara, yaitu flutter.

Flutter adalah kondisi osilasi dalam aliran udara yang amplitudonya membesar seiring waktu. Ini bukan sekadar getaran biasa. Flutter adalah ketidakstabilan yang dapat merusak struktur. Dalam desain pesawat, flutter harus berada di luar rentang operasi pesawat atau di luar flight envelope. Artinya, pesawat harus dipastikan aman pada seluruh kondisi terbangnya.

Hal yang membuat flutter menjadi sulit adalah karena modelnya tidak hanya memuat massa, kekakuan, dan redaman, tetapi juga interaksi struktur dengan aliran udara di sekitarnya. Aerodinamika yang terlibat bukan lagi sekadar gaya sederhana, tetapi sesuatu yang berubah terhadap kecepatan dan kondisi.

Untuk pembaca mahasiswa, flutter adalah contoh sempurna dari konsep sistem terkopel: struktur dan fluida saling mempengaruhi. Struktur bergerak, aliran berubah. Aliran berubah, gaya pada struktur berubah. Lalu struktur bergerak lagi. Ini seperti lingkaran umpan balik yang jika tidak stabil, akan “melarikan diri” menjadi osilasi yang merusak.

Lalu orasi ini membawa kita pada contoh yang sangat relevan untuk teknologi transportasi Indonesia: pemodelan kereta cepat dan dinamika badan kereta.

Dalam studi kasus kereta dengan kecepatan 200 km/jam, eksitasi berasal dari ketidakaturan rel berdasarkan standar internasional. Dua model dibuat untuk menggambarkan perbedaannya:

• model pertama menganggap badan kereta sebagai benda kaku, hanya bergerak naik-turun atau pitching

• model kedua memasukkan fleksibilitas badan kereta dan menganalisis modus getar serta frekuensi naturalnya

Hasilnya menarik: pada frekuensi di bawah 10 Hz, respons kedua model relatif mirip. Tetapi di atas 10 Hz, level vibrasi yang diprediksi oleh model fleksibel lebih tinggi dibanding model kaku.

Ini bukan sekadar detail angka. Ini menjelaskan mengapa fleksibilitas tidak boleh diabaikan. Jika badan kereta sebenarnya fleksibel, tetapi desain dan evaluasi menganggapnya kaku, maka prediksi vibrasi akan meremehkan kenyataan. Pada produk nyata, selisih seperti ini bisa berarti penurunan kenyamanan, peningkatan risiko kerusakan komponen, atau kebutuhan perawatan yang lebih sering.

Dengan kata lain, memasukkan fleksibilitas bukan hanya membuat model lebih rumit, tetapi membuat keputusan desain lebih jujur.

Orasi ini juga memberi contoh lain pada pesawat tempur dengan konfigurasi sayap delta. Analisis awal dilakukan pada kondisi tanpa aliran udara untuk melihat frekuensi bending dan torsional. Lalu, untuk analisis flutter, model aerodinamik harus ditambahkan dan evaluasi dilakukan pada berbagai kecepatan udara.

Menariknya, ketidakstabilan flutter pada contoh ini muncul pada kecepatan yang sangat tinggi, jauh di atas kecepatan maksimum pesawat sehingga desainnya aman. Tetapi orasi juga menekankan bahwa evaluasi tidak berhenti di sana, karena konfigurasi pesawat tempur tidak hanya “clean wing”. Ada eksternal store, ada variasi misi, dan ada kondisi pelepasan muatan yang menambah skenario evaluasi.

Dalam desain nyata, kompleksitas bukan pilihan. Ia konsekuensi.

Di akhir pembahasan elastis, orasi menyinggung contoh struktur non-aerodinamis seperti jembatan bentang panjang yang juga bisa mengalami interaksi aliran dengan vibrasi. Bedanya, gaya interaksinya lebih sulit dimodelkan secara matematis sehingga evaluasi sering dilakukan menggunakan model fisik di terowongan angin. Ini mahal dan memakan waktu, sehingga ada dorongan menuju simulasi numerik yang lebih efisien seiring berkembangnya komputasi.

Pesannya tegas: Indonesia butuh kemampuan analisis yang bukan hanya bisa menghitung, tetapi bisa memilih strategi evaluasi yang efektif, baik lewat eksperimen fisik maupun simulasi numerik.

3. Dinamika hingga Wilayah Plastis: Crashworthiness dan Logika Struktur Penyerap Energi

Jika dinamika wilayah elastis berbicara tentang bagaimana struktur bergetar lalu kembali seperti semula, maka dinamika hingga wilayah plastis membahas sesuatu yang lebih “final”: struktur berubah bentuk secara permanen. Inilah wilayah yang sering menjadi batas antara insiden dan tragedi.

Di dunia rekayasa modern, kondisi plastis bukan lagi dianggap sekadar “kegagalan”. Justru dalam banyak produk, deformasi plastis dirancang sebagai mekanisme keselamatan. Artinya, struktur sengaja dibuat agar sebagian tertentu rela “rusak” supaya bagian lain tetap aman.

Konsep inilah yang menjadi dasar crashworthiness, yaitu kemampuan sebuah struktur untuk melindungi manusia di dalamnya ketika terjadi tabrakan atau benturan. Dalam praktik, crashworthiness bukan berarti kendaraan menjadi kebal terhadap kecelakaan. Crashworthiness berarti kendaraan dirancang agar energi benturan diserap oleh komponen yang tepat, sehingga ruang hidup penumpang (survival space) tetap terjaga.

Contoh yang sangat kuat adalah struktur pesawat saat mengalami hard landing. Dalam kondisi ini, dampak vertikal yang besar menyebabkan bagian bawah struktur pesawat mengalami deformasi plastis dan menyerap energi kinetik. Sementara itu, area kabin yang melindungi penumpang harus dijaga agar tidak terdeformasi besar. Dengan kata lain, pesawat “mengorbankan” bagian tertentu agar manusia di dalamnya tetap aman.

Logika yang sama juga berlaku pada kendaraan otomotif. Struktur luar kabin dapat dirancang sebagai zona penyerap energi, sementara kabin dipertahankan agar tetap stabil. Ini jauh lebih aman dibanding desain kendaraan lama yang seluruh struktur dapat ikut terdeformasi tanpa kontrol, membuat penumpang justru berada di zona bahaya.

Di titik ini, kita melihat bahwa rekayasa keselamatan bukan hanya soal material yang kuat. Ia soal rekayasa deformasi: bagaimana membuat struktur menyerap energi dengan cara yang terkendali, terarah, dan tidak membahayakan manusia.

Tetapi bagaimana memastikan deformasi itu “terkendali”? Di sinilah kemampuan analisis menjadi pusat pesan orasi ini.

Prof. Leonardo menegaskan bahwa fenomena ini harus bisa diprediksi sejak tahap perancangan, sebelum produk dibuat. Dan untuk melakukan itu, dibutuhkan dua hal yang harus berjalan bersama:

1. eksperimen yang relevan untuk memahami fenomena nyata

2. model numerik yang mampu mereplikasi fenomena itu secara konsisten

Orasi ini menunjukkan bahwa untuk memahami deformasi plastis akibat impact, kelompok riset mengembangkan alat uji impact dan Split Hopkinson Pressure Bar. Alat-alat ini bukan sekadar fasilitas lab, tetapi “modal dasar” untuk membangun model numerik yang benar-benar valid.

Kenapa eksperimen begitu penting? Karena deformasi plastis sangat sensitif terhadap sifat material, geometri struktur, dan kondisi pembebanan. Kita tidak bisa mengandalkan asumsi umum. Struktur yang “kelihatannya mirip” bisa menghasilkan pola kerusakan yang berbeda karena detail kecil.

Hal yang menarik dari orasi ini adalah bagaimana eksperimen tidak diposisikan sebagai pembuktian akhir, tetapi sebagai jembatan menuju simulasi yang dapat dipakai lebih luas.

Dalam contoh eksperimen kolom segiempat yang dibebani aksial, deformasi plastis diamati secara fisik. Lalu simulasi numerik dilakukan dengan memasukkan geometri dan sifat material. Hasilnya menunjukkan kesesuaian yang baik: bukan hanya bentuk deformasinya mirip, tetapi hubungan gaya dan panjang deformasi juga cocok. Ini penting karena dua jenis kecocokan tersebut menunjukkan bahwa model tidak hanya “mirip gambar”, tetapi juga mirip secara energi dan respons mekanik.

Dari sini, pesan praktisnya adalah: simulasi yang baik bukan yang menghasilkan visual menarik, tetapi yang menghasilkan perilaku struktur yang konsisten dengan eksperimen.

Lalu ada satu faktor yang mengunci kualitas model dalam kasus impact: sifat material pada laju regangan tinggi (high strain rate).

Dalam beban statis, material punya kurva tegangan-regangan tertentu. Tetapi pada impact, laju regangan meningkat sangat cepat, dan banyak material menunjukkan perilaku “menguat” pada laju tinggi. Ini berarti, kalau model kita hanya menggunakan sifat material statik biasa, prediksi deformasi bisa keliru. Kita bisa terlalu meremehkan atau terlalu melebihkan kekuatan material pada kondisi impact.

Orasi ini memberi gambaran bahwa pengukuran sifat material pada laju regangan tinggi dapat dilakukan hingga sekitar 100 strain per second, dan inilah salah satu bagian fundamental untuk membangun simulasi crashworthiness yang akurat.

Untuk pembaca mahasiswa, bagian ini bisa dibaca sebagai “pelajaran besar” tentang pemodelan: jangan pernah mengira parameter material bersifat universal. Dalam kondisi ekstrem, material berubah perilaku. Maka model pun harus berubah.

Untuk pembaca pekerja, ini adalah pengingat bahwa keamanan produk tidak bisa dibangun hanya dari pengalaman dan trial-and-error. Industri yang mengejar keselamatan dan sertifikasi regulator harus punya basis eksperimen dan simulasi yang kuat, sehingga keputusan desain bisa dipertanggungjawabkan.

Dan pada akhirnya, inilah jantung dari crashworthiness: bukan sekadar membuat struktur kuat, tetapi membuat struktur pintar menyerap energi.

4. Dari Uji Impact hingga Kendaraan Tahan Ledak: Ketika Simulasi Menjadi Strategi Kemandirian

Bagian ini adalah salah satu bagian paling penting dari orasi Prof. Leonardo karena memperlihatkan bagaimana kemampuan analisis yang dibangun di kampus dapat langsung masuk ke agenda strategis nasional: keselamatan transportasi, pertahanan, dan kemandirian teknologi.

Salah satu contoh yang sangat konkret adalah dukungan terhadap riset standarisasi kendaraan angkut personel (APV) untuk tahan ledakan setara 8 kg TNT, mengacu pada standar NATO STANAG 4569.

Dalam proyek ini, ada prinsip desain yang terlihat sederhana tetapi sangat krusial: kendaraan dipasangi struktur penyerap energi di bagian bawah. Tujuannya agar ketika terjadi ledakan, energi tidak langsung masuk ke kabin. Jadi bukan sekadar “membuat baja lebih tebal”, tetapi membangun sistem perlindungan energi.

Untuk memastikan desain ini bukan sekadar konsep, prosesnya dilakukan dalam dua tahap besar.

Tahap pertama adalah mengembangkan model simulasi beban ledakan dengan metode elemen hingga. Kelompok riset sudah berpengalaman dengan pemodelan struktur, tetapi pemodelan beban ledakan memiliki karakter tersendiri. Tantangannya bukan hanya menghitung tekanan ledak, tetapi memastikan model dapat mereplikasi kerusakan seperti di lapangan.

Karena itu, uji ledak dilakukan pada sampel panel lantai tahan ledak, dengan peledak 8 kg pada jarak sekitar 50 cm. Pengujian dilakukan di fasilitas uji tembak. Hasilnya menunjukkan deformasi plastis dan kerusakan berupa lubang pada panel. Ini adalah informasi berharga karena menjadi target verifikasi simulasi.

Lalu model numerik dituning sampai pola kerusakannya sama. Dari sini muncul temuan yang sangat penting untuk validitas model: pemodelan tidak cukup hanya memasukkan TNT 8 kg saja, tetapi juga struktur pembungkusnya (misalnya baja) harus dimasukkan. Tanpa itu, kerusakan yang diprediksi tidak akan sama.

Ini adalah contoh nyata bagaimana pemodelan sering gagal bukan karena metode matematikanya salah, tetapi karena detail sistem tidak dimasukkan. Dalam dunia simulasi, mengabaikan detail kecil bisa berarti mengabaikan sumber energi utama.

Tahap kedua adalah melakukan desain dan evaluasi sistem secara utuh: kendaraan APV plus struktur tahan ledaknya, termasuk evaluasi terhadap kabin dan penumpang.

Di sini kita melihat bahwa crashworthiness tidak hanya berhenti pada “kabin tidak penyok”. Karena keselamatan penumpang bukan hanya ditentukan oleh apakah kabin utuh, tetapi juga oleh bagaimana tubuh penumpang mengalami percepatan dan benturan internal.

Ini sebabnya, hasil simulasi juga mengarah pada kebutuhan modifikasi kursi. Ada dua skenario yang dibandingkan:

• kondisi pertama: kaki penumpang relatif dekat ke lantai

• kondisi kedua: jarak kaki lebih jauh karena desain kursi dimodifikasi

Hasilnya menunjukkan bahwa pada kondisi pertama, lantai menghantam kaki dengan keras dan penumpang terdorong ke atas hingga berpotensi membentur langit-langit, yang bisa menyebabkan cedera parah. Pada kondisi kedua, hantaman lantai lebih kecil dan penumpang tidak terdorong ke atas secara ekstrem, sehingga tingkat keamanan meningkat.

Ini pelajaran yang sangat penting bagi rekayasa keselamatan: desain perlindungan bukan hanya pada struktur, tetapi juga pada sistem interior dan ergonomi keselamatan. Kursi bukan sekadar komponen kenyamanan, tetapi bagian dari sistem proteksi manusia.

Tahap selanjutnya adalah uji ledak model realistis. Hasilnya memperlihatkan sesuatu yang sangat bernilai: meskipun roda dan komponen transmisi mengalami kerusakan besar, kabin tidak mengalami deformasi signifikan. Ini menunjukkan bahwa strategi desain penyerap energi berfungsi sesuai tujuan.

Pengujian juga melibatkan dummy yang dipasangi sensor, sehingga data akselerasi dan tekanan bisa dianalisis untuk mengestimasi potensi cedera. Ini memperlihatkan bahwa standar keselamatan modern tidak lagi hanya menilai “benda rusak atau tidak”, tetapi mengukur efeknya pada tubuh manusia.

Lalu orasi ini menutup contoh aplikasinya dengan agenda yang dekat dengan masa depan transportasi Indonesia: pengembangan kereta cepat Merah Putih. Tim bertanggung jawab untuk desain dan analisis badan kereta dan bogi, termasuk aspek tabrakan.

Evaluasi dilakukan pada kecepatan tabrak 10 m/detik sesuai standar nasional Indonesia 8826. Berbagai skenario tabrakan disimulasikan, dan harapannya pada tahap berikutnya dapat dilakukan uji tabrak skala tertentu (misalnya 1 banding 2 atau 1 banding 4), karena uji skala penuh sangat mahal.

Di sini terlihat pola pikir yang matang: kemandirian teknologi bukan berarti selalu melakukan uji paling mahal, tetapi membangun kombinasi antara simulasi yang tervalidasi dan eksperimen yang realistis sesuai kapasitas.

Bagi mahasiswa, bagian ini memberi contoh bagaimana ilmu struktur, material, dan simulasi numerik bisa menjadi “pekerjaan yang menyelamatkan nyawa”, bukan hanya nilai ujian.

Bagi pekerja, bagian ini menunjukkan bahwa investasi pada kemampuan analisis bukan semata kebutuhan akademik, tetapi kebutuhan industri dan negara. Dalam dunia transportasi dan pertahanan, ketergantungan pada pihak luar untuk analisis keselamatan akan selalu menjadi titik lemah. Sebaliknya, kemampuan internal yang kuat memungkinkan desain lebih cepat, lebih murah, dan lebih sesuai konteks Indonesia.

Dan pada akhirnya, orasi ini menyampaikan sesuatu yang sangat penting: kemampuan analisis dinamika benda fleksibel yang berkembang di kampus diharapkan dapat berkontribusi dalam kegiatan rekayasa di bidang transportasi, pertahanan, dan bidang lainnya di Indonesia.

5. Kemampuan Analisis sebagai Simbol Kemandirian Rekayasa: Bukan Sekadar Bisa Membuat, Tapi Bisa Membuktikan Aman

Kalau kita tarik garis besar dari orasi Prof. Leonardo Gunawan, inti pesannya bukan hanya tentang dinamika benda fleksibel sebagai bidang ilmu. Pesannya lebih strategis: Indonesia hanya bisa mandiri di teknologi rekayasa jika Indonesia mandiri dalam kemampuan analisis.

Kalimat “mendukung kemandirian rekayasa” bukan slogan. Dalam industri berisiko tinggi seperti penerbangan, pertahanan, kereta cepat, dan transportasi publik, setiap desain harus bisa dipertanggungjawabkan melalui dua hal: bukti dan prediksi. Bukti biasanya datang dari eksperimen dan pengujian. Prediksi datang dari pemodelan dan simulasi. Jika sebuah negara hanya menguasai proses manufaktur tanpa menguasai dua hal ini, maka negara tersebut tetap bergantung pada pihak luar untuk memutuskan apakah produknya aman.

Itulah mengapa orasi ini terasa relevan untuk dibaca bukan hanya oleh mahasiswa teknik, tetapi juga oleh pekerja yang sehari-hari berhadapan dengan sertifikasi, audit, standar keselamatan, dan target industri.

Bagian awal orasi menekankan bahwa fenomena elastis dan plastis harus bisa diprediksi sebelum suatu benda dibuat. Ini bukan hanya pernyataan akademik, melainkan kebutuhan industri. Produk yang dibangun tanpa kemampuan prediksi pada dasarnya sedang “mencoba nasib” dalam skala besar.

Dalam dunia elastis, isu utamanya adalah stabilitas dan vibrasi. Flutter pada pesawat misalnya adalah contoh bagaimana kegagalan dinamika bukan muncul saat pesawat rusak, tetapi saat pesawat masih utuh. Struktur bisa runtuh karena osilasi yang membesar, bukan karena materialnya rapuh. Ini menegaskan bahwa keselamatan bukan sekadar kekuatan statik, tetapi stabilitas dinamika dalam kondisi nyata.

Dalam dunia plastis, isu utamanya adalah penyerapan energi yang terkendali. Konsep crashworthiness menunjukkan bahwa desain keselamatan sering berarti mengatur kerusakan, bukan menghilangkan kerusakan. Struktur yang baik bukan struktur yang “tidak bisa rusak sama sekali”, tetapi struktur yang tahu bagian mana yang boleh rusak dan bagian mana yang harus tetap melindungi manusia.

Dua dunia ini membutuhkan kemampuan analisis yang berbeda, tetapi benang merahnya sama: tanpa model yang baik, keputusan desain akan salah arah.

Masalahnya, membangun kemampuan analisis tidak hanya soal membeli software.

Ini poin yang sering tidak disadari di banyak organisasi: perangkat lunak simulasi bisa dibeli, tetapi pemahaman sistem tidak bisa dibeli instan. Simulasi yang benar membutuhkan validasi. Validasi membutuhkan eksperimen. Eksperimen membutuhkan fasilitas, metode, dan kompetensi. Inilah yang membuat investasi kemampuan analisis menjadi investasi jangka panjang.

Orasi ini menunjukkan bahwa kompetensi tidak dibangun melalui satu proyek besar, tetapi melalui rangkaian pengalaman yang konsisten:

1. membangun model dinamika elastis untuk kebutuhan transportasi

2. mengembangkan pengujian impact dan pemetaan perilaku material pada laju regangan tinggi

3. menyatukan eksperimen dan simulasi hingga hasilnya konsisten

4. menerapkan kemampuan itu ke proyek strategis nasional: kendaraan tahan ledak dan kereta cepat

Di sini terlihat sebuah jalur pembelajaran: dari teori ke kasus, dari kasus ke metodologi, dari metodologi ke kapasitas nasional.

Kemandirian rekayasa juga punya dimensi yang lebih luas, yaitu hubungan dengan regulator dan standar.

Produk seperti pesawat dan kereta cepat tidak bisa “berhasil” hanya karena bisa berjalan. Ia harus lolos standar keselamatan. Dalam konteks flutter, misalnya, desain harus menunjukkan bahwa kondisi ketidakstabilan berada di luar rentang operasi pesawat. Ini adalah bahasa yang dipahami regulator. Tanpa analisis yang solid, klaim keselamatan tidak bisa disampaikan dengan cara yang dapat diterima.

Hal yang sama berlaku pada crashworthiness. Standar keselamatan tabrakan kereta mengharuskan evaluasi pada kondisi tertentu, dan desain harus mampu menunjukkan bagaimana energi diserap serta bagaimana deformasi dikelola. Bahkan pada kendaraan tahan ledak, evaluasi tidak cukup berhenti pada “kabin tidak hancur”, tetapi juga harus memikirkan bagaimana penumpang mengalami percepatan dan potensi cedera.

Kemandirian dalam konteks ini berarti: Indonesia bisa menyusun argumen keselamatan berdasarkan data sendiri, bukan hanya menerima kesimpulan dari pihak luar.

Jika dibaca sebagai pelajaran untuk mahasiswa, bagian ini mengajarkan bahwa kemampuan analisis bukan sekadar nilai mata kuliah numerik atau dinamika. Ia adalah keterampilan yang menentukan apakah suatu desain bisa dipercaya.

Jika dibaca sebagai refleksi untuk pekerja, bagian ini memberi kerangka pikir bahwa pengembangan teknologi seharusnya tidak berhenti di perakitan atau produksi. Ia harus dipasangkan dengan kemampuan verifikasi, validasi, dan evaluasi risiko. Tanpa itu, industri akan rapuh: bisa membuat, tetapi belum tentu bisa meyakinkan.

Dan ketika sebuah negara tidak bisa meyakinkan, negara tersebut akan selalu berada di posisi rentan dalam rantai pasok teknologi global.

6. Kesimpulan: Dinamika Benda Fleksibel sebagai “Mesin” di Balik Keselamatan dan Kemandirian

Orasi Prof. Leonardo Gunawan bisa dirangkum sebagai satu argumen yang koheren: dinamika benda fleksibel adalah salah satu fondasi teknis yang menentukan keselamatan produk rekayasa dan menentukan kemandirian teknologi Indonesia.

Argumen ini dibangun melalui dua wilayah besar.

Pertama, dinamika dalam daerah elastis.

Di sini fokusnya adalah vibrasi dan stabilitas. Kendaraan yang bergerak cepat akan selalu mengalami eksitasi dari lingkungan, seperti ketidakrataan jalan atau rel. Struktur aerodinamis seperti sayap pesawat menghadapi risiko flutter, yaitu osilasi yang membesar dan bisa merusak struktur. Model yang akurat harus memasukkan massa, kekakuan, redaman, serta interaksi struktur dengan aliran udara.

Contoh pemodelan badan kereta menunjukkan bahwa memasukkan fleksibilitas dapat mengubah prediksi vibrasi, terutama pada frekuensi tertentu. Ini berarti prosedur desain yang mengabaikan fleksibilitas berisiko menghasilkan keputusan yang terlalu optimistis.

Kedua, dinamika hingga daerah plastis.

Di sini fokusnya adalah impact, deformasi permanen, dan crashworthiness. Struktur dirancang untuk menyerap energi benturan melalui deformasi plastis yang terkendali, sambil mempertahankan ruang aman bagi penumpang. Prediksi fenomena ini membutuhkan kombinasi eksperimen dan simulasi numerik yang tervalidasi, termasuk pemahaman material pada laju regangan tinggi.

Aplikasi nyata pada kendaraan tahan ledak menunjukkan bahwa keberhasilan desain bukan hanya soal bertahan terhadap beban ekstrem, tetapi juga mengurangi potensi cedera penumpang melalui perbaikan struktur dan interior, seperti desain kursi yang mengubah respons tubuh terhadap percepatan.

Sementara pada kereta cepat, kemampuan analisis tabrakan menunjukkan bahwa pengembangan transportasi nasional membutuhkan standar evaluasi yang kuat, serta strategi pengujian yang realistis secara biaya melalui kombinasi simulasi dan uji skala.

Pada akhirnya, pesan penting dari orasi ini sangat relevan untuk konteks Indonesia saat ini:

• kemampuan analisis adalah modal strategis, bukan pelengkap

• keselamatan adalah hasil dari pemodelan yang benar dan validasi yang disiplin

• kemandirian rekayasa tidak cukup dengan bisa memproduksi, tetapi harus bisa memverifikasi dan mempertanggungjawabkan desain

• kampus dan industri harus berada dalam satu ekosistem pembelajaran agar kapasitas ini tumbuh

Bagi mahasiswa, ini adalah pengingat bahwa bidang yang terlihat “matematis” seperti dinamika struktur dan metode numerik sebenarnya punya dampak manusiawi yang langsung: melindungi penumpang, mengurangi korban, dan meningkatkan kepercayaan publik pada teknologi.

Bagi pekerja, ini adalah ajakan untuk melihat pengembangan teknologi sebagai pembangunan sistem kompetensi. Sebuah proyek teknologi tanpa kapasitas analisis yang mandiri hanya akan menghasilkan ketergantungan baru, bukan kemajuan yang berkelanjutan.

Dan untuk Indonesia, kemampuan analisis dinamika benda fleksibel adalah bagian dari jawaban besar: bagaimana menjadi negara yang tidak hanya ikut memakai teknologi, tetapi ikut menentukan standar keselamatan dan arah pengembangannya.

Daftar Pustaka

Institut Teknologi Bandung. Orasi Ilmiah Guru Besar ITB Prof. Leonardo Gunawan: Pengembangan Kemampuan Analisis Dinamika Benda Fleksibel untuk Mendukung Kemandirian Rekayasa di Indonesia. 2024.

European Union Agency for Railways. Crashworthiness requirements and railway vehicle safety concepts. (diakses 2026).

FAA. Advisory Circulars and guidance on aeroelasticity and flutter evaluation in aircraft certification. (diakses 2026).

NATO. STANAG 4569: Protection Levels for Occupants of Logistic and Light Armoured Vehicles. (diakses 2026).

ISO. ISO 2631: Mechanical vibration and shock — Evaluation of human exposure to whole-body vibration. (diakses 2026).