c
Gambar. 4.8 a hasil simulasi parking bumper b deformasi pada parking bumper c hasil pengujian parking bumper
Berdasarkan hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa kegagalan pada material yang berbahan polymeric foam bentuk parking bumper diperkuat serat
TKKS yang terjadi tidak dapat diamati. Hal ini dikarenakan keterbatasan alat pengujian. Dari hasil simulasi menggunakan Ansys Rel. 5.4 menunjukkan gaya
tekan maksimum secara keseluruhan pada VonMises adalah 2754,35 N.
4.2.4.2 Hasil Simulasi Uji Tekan Statik
Hasil simulasi uji tekan dengan Ansys dapat dilihat dengan cara: pilih general postprocplot resultcontour plotnodal solution. Distribusi tegangan
yang terjadi ditandai dengan kontur warna. Kegagalan pada hasil simulasi sesuai dengan hasil eksperimental. Warna merah menunjukkan daerah konsentrasi
tegangan dimana tegangan maksimum terjadi di daerah ini, dan pada titik ini pulalah yang paling berpotensi munculnya retakan pertama. Selanjutnya distribusi
tegangan menjalar sesuai dengan warna sampai ke daerah yang paling aman yaitu daerah yang ditunjukkan dengan warna biru.
Universitas Sumatera Utara
Hal ini dapat dilihat pada Gambar 4.9 s.d. 4.12.
Gambar 4.9 Distribusi tegangan normal arah sumbu-x
Pada distribusi tegangan normal arah-x tegangan maksimum yang terjadi adalah sebesar 0,336906 MPa, dan tegangan minimum sebesar -2,025 MPa.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.10 Distribusi tegangan normal arah sumbu –y
Untuk tegangan normal arah-y tegangan maksimum yang terjadi adalah sebesar 0,322509 MPa, harga ini lebih kecil bila dibandingkan dengan tegangan
normal arah-x.
Universitas Sumatera Utara
Gambar. 4.11 Distribusi tegangan normal arah sumbu–z
Pada tegangan normal arah-z tegangan maksimum yang terjadi adalah sebesar -2,347 MPa.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.12 Distribusi tegangan solid von mises
Tegangan solid von mises maksimum adalah sebesar 4,593 MPa dan tegangan minimum 1,439 MPa. Jika dibandingkan antara hasil simulasi dengan
eksperimental, maka daerah dan bentuk retak yang terjadi adalah sama.
4.2.4.2 Hasil Simulasi Uji Tekan Statik Brazilian
Hasil simulasi uji tekan statik dengan Ansys dapat dilihat dengan cara: pilih general postprocplot resultcontour plotnodal solution. Distribusi
tegangan yang terjadi ditandai dengan kontur warna. Kegagalan pada hasil simulasi sesuai dengan hasil eksperimental. Warna merah menunjukkan daerah
Universitas Sumatera Utara
konsentrasi tegangan dimana tegangan maksimum terjadi di daerah ini, dan pada titik ini pulalah yang paling berpotensi munculnya retakan pertama. Selanjutnya
distribusi tegangan menjalar sesuai dengan warna sampai ke daerah yang paling aman yaitu daerah yang ditunjukkan dengan warna biru.
Hal ini dapat dilihat pada Gambar 4.13 s.d. 4.16.
Gambar 4.13 Distribusi tegangan normal arah sumbu-x
Pada distribusi tegangan normal arah-x tegangan maksimum yang terjadi adalah sebesar 0,76342 MPa, dan tegangan minimum sebesar -0,657761 MPa.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.14 Distribusi tegangan normal arah sumbu –y
Untuk tegangan normal arah-y tegangan maksimum yang terjadi adalah sebesar 0,107136 MPa, harga ini lebih kecil bila dibandingkan dengan tegangan normal
arah-x.
Universitas Sumatera Utara
Gambar. 4.15 Distribusi tegangan normal arah sumbu–z
Pada tegangan normal arah-z tegangan maksimum yang terjadi adalah sebesar 0,102038 MPa.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.16 Distribusi tegangan solid von mises
Tegangan solid von mises maksimum adalah sebesar 0,608941 MPa dan tegangan minimum 0,001284 MPa. Jika dibandingkan antara hasil simulasi
dengan eksperimental, maka daerah dan bentuk retak yang terjadi adalah sama.
Universitas Sumatera Utara
Kemudian distribusi tegangan normal pada material polymeric foam diperkuat serat TKKS ini dapat dibandingkan dengan material beton dengan
simulasi ansys rel. 5.4. Material bahan beton memiliki nilai modulus elastisitas, massa jenis dan
tegangan maksimum sebagai berikut: Modulus elastisitas E
: 17-31 GPa Massa jenis
: 2300 kgm
3
Tegangan maksimum : 10-70 GPa
Rasio poisson : 0,1-0,2
Dari permodelan ansys yang diberikan dapat ditampilkan countour plot penjalaran tegangan maksimum yang terdistribusi pada bahan beton yang
diberikan. Distribusi tegangan merupakan respon yang terjadi akibat beban tekan statik yang dtunjukkan pada Gambar 4.17 sd 4.20.
Gambar 4.17 Distribusi tegangan normal arah sumbu-x
Universitas Sumatera Utara
Pada distribusi tegangan normal arah-x tegangan maksimum yang terjadi adalah sebesar 1,44 MPa, dan tegangan minimum sebesar -0,97531 MPa.
Gambar 4.18 Distribusi tegangan normal arah sumbu –y
Untuk tegangan normal arah-y tegangan maksimum yang terjadi adalah sebesar 1,904 MPa, dan tegangan minimum sebesar -0,988678 MPa.
Universitas Sumatera Utara
Gambar. 4.19 Distribusi tegangan normal arah sumbu–z
Pada tegangan normal arah-z tegangan maksimum yang terjadi adalah sebesar 4,948 MPa.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.20 Distribusi tegangan solid von mises Tegangan solid von mises maksimum adalah sebesar 6,506 MPa dan
tegangan minimum 0,156966 MPa. Untuk lebih jelas secara detil perbandingan tegangan maksimum yang
terjadi melalui simulasi numerik dapat dilihat pada Tabel 4.3. Tabel 4.3 Perbandingan tegangan maksimum polymeric foam dengan beton
Bahan Distribusi
teg.maks. Arah X
MPa Distribusi
teg.maks. Arah Y
MPa Distribusi
teg.maks. Arah Z
MPa Distribusi
teg.maks. VonMisses
MPa Polymeric
foam+TKKS 0,336906
-2,025 -2,347
4,593
Beton 1,44
1,904 4,948
6,506
Universitas Sumatera Utara
Dari hasil yang diperoleh bahwa distribusi tegangan maksimum VonMises melalui simulasi ansys rel. 5.4 pada material beton sebesar 6,506 MPa
dibandingkan dengan bahan polymericfoam+TKKS sebesar 4,593 MPa. Perbedaan ini diakibatkan pada jenis material, nilai modulus elastsitas, massa
jenis dan tegangan maksimum yang diperoleh. Beton merupakan material dimana modulus elastisitasnya lebih besar dari polymericfoam+TKKS. Sehingga
menyebabkan nilai material ini lebih kuat. Pada penelitian ini, penulis membandingkan antara nilai beton dengan
komposit. Dan ternyata perbandingan nilai komposit tidak jauh berbeda. Komposit merupakan bahan baru dari polymericfoam+TKKS yang nantinya dapat
digantikan sebagai fungsi logam dan dapat digunakan untuk pembuatan produk salah satu bahan utamanya adalah parking bumper. Karena bahan polymericfoam
diperkuat serat TKKS selain kuat juga ringan, dan biaya yang rendah.
Universitas Sumatera Utara
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian ini adalah: 1.
Sifat mekanik material komposit PF diperkuat serat TKKS berbentuk silinder ukuran panjang 75 mm dan diameter 37.5 mm dengan
menggunakan uji tekan statik adalah: tegangan tekan maksimumkekuatan tekan adalah 2.1004 MPa, tegangan tekan patah 0,0744 MPa, modulus
elastisitas sebesar 9.658 MPa. Untuk pengujian tekan statik metode brazilian test ukuran panjang 25 mm dan diameter 37.5 mm dalah:
tegangan tekan maksimumkekuatan tekan adalah 0,542 MPa, tegangan tekan patah 0,017 MPa, dan modulus elastisitas sebesar 0,75 MPa.
2. Jenis kegagalan yang terjadi pada spesimen uji tekan statik adalah
kegagalan geser dengan arah sudut patah atau retak 45 pada arah beban.
Hal ini ditandai adanya daaerah lipatan dipermukaan spesimen. Model kegagalan terjadi secara vertikal dimana spesimen terbelah menjadi
beberapa bagian.. Dan tegangan maksimum yang terjadi pada keretakan material sebesar 2,910 MPa akibat beban tekan statik aksial. Sedangkan
Jenis kegagalan yang terjadi pada spesimen brazilian test adalah gagal dengan cara patah rapuh. Hal ini ditandai dari laju retak yang cepat tanpa
adanya tanda-tanda deformasi awal dan tidak adanya deformasi pada daerah kepatahan.
3. Distribusi tegangan yang didapatkan dari hasil simulasi:
Hasil simulasi numerik menggunakan Ansys rel. 5.4 untuk uji
tekan statik didapatkan: tegangan normal arah-x maksimum adalah 0,336906 MPa dan minimum sebesar -2,025 MPa, tegangan
normal arah-y maksimum 0,322509 MPa dan minimum - 2,022MPa, tegangan normal arah-z maksimum -2,347 MPa dan
minimum -5,11 MPa, tegangan solid von mises maksimum 4,593 MPa dan minimum 1,439 MPa.
Universitas Sumatera Utara
