Penyelidikan respon dinamik suatu material atau struktur merupakan rangkaian kegiatan dalam mempelajari perubahan bentuk atau kerusakan akibat
pembebanan tertentu. Kegiatan tersebut merupakan tindakan dasar untuk menanggulangi terjadinya kegagalan material dalam aplikasi teknik. Salah satu
kegiatan yang paling dasar adalah melakukan pengujian dengan pembebanan tertentuterhadap sejumlah sampel. Setelah respon material secara kuantitatif
diperoleh dari hasil pengujian atau data yang tersedia, maka kesempatan untuk berhasil dalam mendesain suatu struktur tertentu dapat dievaluasi
2.7 Uji Tekan Statik
Pengujian tekan dilakukan dengan menggunakan standar ASTM D1621-00, yaitu standarisasi khusus untuk material. Gambar spesimen seperti terlihat pada gambar
2.9
Gambar 2.9 Spesimen uji tekan standar ASTM D1621-00
Respon mekanik yang terjadi terhadap Polimer busa dapat dilihat melalui kurva tegangan dan regangan. Kurva tersebut memberi informasi yang khas untuk
setiap jenis pembebanan. Menurut Gibson dan Ashby 1999, di sepanjang garis kurva terdapat tiga tingkat respon, yaitu: perilaku elastis elastisitas linier,
plastisitas plateau, dan densification yang ditandai dengan peningkatan tegangan
Universitas Sumatera Utara
yang sangat cepat. Untuk beban tekan statik aksial, tipikal kurva tegangan regangan ditunjukkan seperti Gambar 2.10
Gambar 2.10 Tipikal Kurva Respon Tegangan-Regangan terhadap Material Busa akibat beban Tekan Statik
Disepanjang garis kurva terdapat tiga tingkat respon, yaitu: perilaku elastis linear-elastic respon
, plastisitas plateau, dan densification yang ditandai dengan peningkatan tegangan yang sangat cepat.
Pada phasa pertama linear- elastic respon
tegangan bertambah secara linear dengan perubahan bentuk dan regangan yang terjadi. Phasa kedua plateau adalah karakteristik yang ditandai
dengan perubahan bentuk yang kontinu pada tegangan yang relatif konstan yang dikenal dengan stress atau collapse plateau. Dan phasa ketiga dari deformasi
adalah densifikasi dimana tegangan stress meningkat tajam dan busa mulai merespon pemadatan solid. Pada phasa ini stuktur sel dimana material busa
mengalami kegagalan dan deformasi selanjutnya memerlukan penekanan dari material busa padat tersebut. Mekanisme yang dikaitkan dengan collapse plateau
adalah berbeda-beda tergantung pada sifat dinding cell Untuk busa yang fleksible, collapse plateau
terjadi karena elastik tekuk elastic buckling dari dinding sel. Untuk kekakuan dan kegetasan busa, plastik yield dan brittle crushing dinding sel
adalah mekanisme utama kegagalan yang berulang-ulang. Nilai modulus elastisitas Polimer busa dapat diketahui melalui slope garis elastisitas linear.
Universitas Sumatera Utara
Sehingga secara matematis, nilai modulus elastisitas akibat beban statis dapat diketahui melalui persamaan 2.1 hukum Hooke.
E =
σ� 2.1
dimana E adalah modulus elastisitas, σ adalah tegangan normal, dan ε adalah
regangan. Tegangan normal akibat beban aksial tekan dapat ditentukan berdasarkan Pers 2.2.
σ = �� 2.2
. Dimana:
E = Modulus elastisitas MPa σ = Tegangan normal MPa
ε = Regangan
F = Beban tekan N. A = Luas penampang yang dikenai beban tekan mm
2
.
Secara skematik, beban tekan statik yang diberikan terhadap material ditunjukkan pada Gambar 2.13
Gambar 2.11 Diagram Uji Tekan Statik
Akibat beban statik tekan tersebut diperoleh persamaan regangan berikut ini:
Universitas Sumatera Utara
ε
= �
ℓ 2.3
dimana; δ = defeksi yang terjadi mm
ℓ = Panjang awal mula-mula mm.
Dengan mensubsitusi pers 2.2 dan pers 2.3 ke pers 2.1 diperoleh hasil
:
E =
�.ℓ �.δ
Sehingga
δ
=
�.ℓ �.�
2.4
2.8 Kerangka Konsep Penelitian
