BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1. METODOLOGI PENELITIAN
Sesuai dengan namanya, metodologi penelitian yang berarti tata cara yang lebih terperinci mengenai tahap-tahap melakukan penelitian [8], maka pada Bab
ini akan dipaparkan cara-cara mendapatkan nilai-nilai propertis yang dilakukan dengan permodelan fisik hingga dilakukannya pegujian tarik untuk mendapatkan
nilai-nilai propertis yang selanjutnya dipergunakan untuk menganalisa dengan perangkat lunak MSC NASTRAN for Windows Versi 4.5.
Pada Bab ini akan terbagi menjadi dua bagian utama, yaitu permodelan fisik serta pengujian tarik, dan analisa dengan perangkat lunak.
3.2. PEMBUATAN MODEL FISIK DAN PENGUJIAN TARIK
Pembuatan model fisik hingga dilakukan pengujian tarik diperlihatkan pada gambar 3.1
3.2.1 Peralatan dan Bahan Spesimen
Adapun bahan dan peralatan yang digunakan dalam penelitian ini dapat dilihat pada tabel 3.1 dan 3.2.
Tabel 3.1. Bahan yang digunakan dalam pembuatan specimen NO
BAHAN KETERANGAN
1 2
3
4 5
Batang Kelapa Sawit Blowing Agent
Polyurethane Katalis
Kaca 5 mm Wax
Diambil pada bagian inti batang kelapa sawit Berfungsi sebagai bahan pecampur resin agar
matrik polimer bergelembung Berfungsi untuk mempercepat pengeringan
polimer Berfungsi untuk membuat cetakan spesimen
Berfungsi untuk mempermudah pelepasan spesimen dari cetakan
Universitas Sumatera Utara
Tabel 3.2. Peralatan yang di gunakan dalam pembuatan specimen NO
ALAT KETERANGAN
1 2
3
4
5
6 7
8
9 Gergaji
Mistar Timbangan
Kuas
Amplas
Mangkok Sendok
Gelas ukur
Pisau Berfungsi untuk memotong batang kelapa sawit
Berfungsi untuk mengukur dimensi alat Berfungsi untuk mengukur berat serat batang kelapa
sawit dan polimer. Berfungsi untuk mengoleskan polimer pada perakitan
lembaran komposit Berfungsi untuk menghaluskan permukaan cetakan dan
permukaan komposit serat batang kelapa sawit Berfungsi sebagai adonan polimer
Berfungsi sebagai pengaduk Berfungsi sebagai mengukur campuran perbandingan
polimer Berfungsi untuk mengiris bagian-bagian serat batang
sawit agar rata
3.2.2. Pembuatan Spesimen
Spesimen komposit ini dibuat dari serat batang sawit yang dicampur dengan polyurethane yang menggunakan Standar Metode Pengukuran ASTM
C384. Dengan melihat tabel 3.3 kita dapat mengetahui tentang karakteristik sifat fisik dan mekanis dari batang kelapa sawit sehingga dapat memberi informasi
tentang kelapa sawit yang akan kita jadikan specimen. Tabel 3.3. Karakteristik sifat fisik dan mekanis batang kelapa sawit
Sumber: P. Guritno, B.Wirjosentono, 1997 Berikut adalah gambar batang kelapa sawit dan serat batang kelapa sawit
yang akan dijadikan specimen
Bagian Kerapatan
gcm
3
Jumlah serat per
cm
2
Tegangan patah
kgcm
2
Modulus elastisitas kgcm
2
Kulit 0,53
67 217
15685 Tengah
0,42 52
194 9473
Inti 0,39
39 127
780
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.1. Penampang permukaan dan inti batang kelapa sawit
Adapun prosedur untuk pembuatan spesimen dari komposit ini adalah : 1.
Batang kelapa sawit yang berumur diatas 25 tahun dipotonggergaji dan diambil bagian tengahnya. Kemudiaan dibentuk batang balok dengan
ukuran 12 x12 x 20 cm. 2.
Lakukan pengeringan lebih kurang dua minggu untuk menghilangkan kadar airnya.
3. Lakukan pemotongan serat batang kelapa sawit hingga berukuran 5 mm.
Gambar 3.2. Pemotongan serat inti sawit menjadi ukuran 5 mm
4. Menimbang berat serat kelapa sawit yang telah dipotong dan menimbang
berat dari poliurethan sehingga kita mendapatkan perbandingan berat antara serat batang sawit dengan polyurethane.
Universitas Sumatera Utara
a. b.
Gambar 3.3 a. Penimbangan sawit b. Mengukur banyak nya polyol dan
isosianat dengan tabung ukur
5. Lapisi permukaan dalam dengan wax agar pada waktu specimen
mengembang akan mudah untuk dibuka. 6.
Mencampurkan polyol dengan isosianat sehingga menjadi campuran polyurethan kemudian campurkan polyurethan dengan batang sawit yang
telah diiris. Kemudian aduk rata sebelum mengembang. 7.
a. b.
Gambar 3.4 a. Polyurethane b. Pencampuran polyurethane dengan sawit
8. Letakkan campuran kedalam cetakan kemudian tutup permukaan atas agar
mengembangnya rata dan membentuk sesuai cetakan. Lakukan pencetakan
dengan cara pengepresan pada permukaan material .
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.5 Memasukkan campuran polierthan dengan sawit kedalam
cetakan 9.
Setelah itu, specimen dibiarkan beberapa lama agar mengering.
Gambar 3.6 Pengeringan specimen. 10.
Specimen dilepaskan dari cetakan dengan hati – hati agar specimen tidak patah atau retak dan kemudian specimen di timbang agar diketahui
beratnya..
Universitas Sumatera Utara
a. b.
Gambar 3.7 a. Melepaskan specimen dari cetakan. b. Specimen
ditimbang Setelah material mengeras dan telah dingin langkah selanjutnya adalah
melakukan pengujian tarik yang bertujuan untuk mendapatkan nilai-nilai propertis yang dibutuhkan dalam analisa dengan menggunakan perangkat lunak ANSYS
12.0. Berikut adalah langkah-langkah pengujian tarik:
1. Meletakkan specimen pertama pada ragum mesin uji, seperti pada
gambar 3.8.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.8 Meletakkan specimen pada ragum mesin uji 2.
Melakukan pengujian pertama hingga specimen putus, seperti pada gambar 3.9.
Gambar 3.9 Spesimen uji putus 3.
Mendapatkan nilai beban specimen pertama. Untuk mendapatkan nilai beban pada specimen kedua dilakukan pengulangan dari langkah satu
hingga dua.
Universitas Sumatera Utara
4. Dari ketiga nilai beban yang didapat maka dipilihlah salah satu yang
menjadi nilai tetap. Dari persamaan 2.4, maka didapat harga modulus elastisitas sebesar:
Kgfmm
2
0,0473 MPa Kgfmm
2
0,024 MPa Kgfmm
2
0,042 MPa
= 0,11 mmmm
= 0,07 mmmm
= 0,078 mmmm
Untuk mendapatkan nilai massa jenis, dilakukan penimbangan material dan pengukuran volume material, dan dengan rumus 2.7, maka nilai massa
jenisnya adalah: = 0,000230 grmm
3
230 Kgm
3
= 0,000107 grmm
3
Universitas Sumatera Utara
107 Kgm
3
= 0,000087 grmm
3
87 Kgm
3
Dengan menggunakan rumus di atas, didapatlah data sebagai berikut : Tabel 3.4. Properties material komposit.
Material 1 : 1
0,0473 0,11
230 0,43
1 : 2 0,024
0,07 107
0,34 1 : 3
0,042 0,078
87 0,54
3.3. ANALISA DENGAN PERANGKAT LUNAK
Kategori