Performansi Respon Mekanik Bola Golf Polmeric Foam Yang Diperkuat Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (Tkks) Terhadap Beban Impak

(1)

PERFORMANSI RESPON MEKANIK BOLA GOLF

POLYMERIC FOAM YANG DIPERKUAT SERAT TANDAN

KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) TERHADAP BEBAN

IMPAK

SKRIPSI

Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

AHMADYANI S NIM. 060401052

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

ABSTRAK

Penelitian bola golf polymericfoam yang intinya dari inti bola golf bekas yang masih bisa didaur ulang, dan pada penelitian ini menriset untuk mendaur ulang, Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan teknik pembuatan Bola golf berbahan komposit polymeric foam diperkuat serat TKKS. memperoleh dan membandingkan sifat mekanik Bola golf PF dengan bola golf Pabrikan yaitu jarak gelindingan dan simpangan lintasan bola yang berbahan komposit polymeric foam diperkuat serat TKKS dari hasil pengujian menggunakan teknik uji bandul. Menganalisa distribusi tegangan yang terjadi pada Bola golf polymericfoam menggunakan software Ansys 12.

Setelah pengujian impak metode uji bandul, dimana jarak gelindingan bola pabrikan tidak jauh berbeda dengan bola golf polymericfoam yaitu dengan area berbeda antara lain daerah menanjak, mendatar, menurun,bola golf pabrikan dengan sudut ayunan 40° didaerah mendatar menggelinding dengan jarak 339 cm dan bola golf polymericfoam 323 cm didaerah menanjak bola golf pabrikan mengelinding 336 cm dan bola golf polymericfoam 320 cm dan untuk daerah menurun masih dengan sudut ayun yang sama jarak gelindingan bola golf pabrikan 343 cm dan untuk bola golf polymericfoam 332 cm

(3)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Allah SWT atas segala karunia dan rahmat-Nya yang senantiasa diberikan kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

Skripsi ini adalah salah satu syarat untuk dapat lulus menjadi Sarjana Teknik di Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi yang dipilih, diambil dari mata kuliah Material Teknik, yaitu “PERFORMANSI RESPON MEKANIK BOLA GOLF POLMERIC FOAM YANG DIPERKUAT SERAT

(4)

Selama penulisaan laporan ini penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis menyampaikan banyak terima kasih kepada :

1 Kedua orang tua tercinta, (Alm Ayah) dan Ibu, serta keenam saudara saya yang terut serta memberikan segala dukungan moril dan materil. saya tidak lupa kepada adinda rizki sarjani yang telah memberi semangat untuk dapat menyelesaikan tulisan ini.

2 Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME selaku dosen pembimbing yang telah banyak meluangkan waktunya membimbing penulis hingga skripsi ini dapat terselesaikan.

3 Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri dan Ir. Syahril Gultom, MT selaku Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik USU.

4 Bapak Zulfikar, ST. MT dan semua Tim Riset IFRC yang telah banyak membantu dan sebagai tempat diskusi.

5 Bapak/Ibu staff pengajar dan pegawai Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik USU. 6 Teman-teman stambuk 2006.

Seperti kata pepatah “Tiada gading yang tak retak”, penyusun menyadari bahwa skripsi ini belum sempurna, baik dari segi teknik maupun dari segi materi. Oleh sebab itu, demi penyempurnaan skripsi ini kritik dan saran sangat penyusun harapkan.

Akhir kata, penulis berharap agar laporan ini bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan penulis sendiri pada khususnya.

Medan, Desember 2011

Penulis,

(5)

NIM : 060401052

DAFTAR ISI

Halaman

(6)

SPESIFIKASI TUGAS

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI... iv

DAFTAR GAMBAR ... vi

DAFTAR TABEL ... viii

DAFTAR NOTASI... ix

BAB 1 PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 2

1.2 Perumusan dan Batasan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Penelitian ... 2

1.3.1 Tujuan Umum ... 3

1.3.2 Tujuan Khusus ... 3

1.4 Manfaat Penelitian ... 3

1.5 Sistematika Penulisan ... 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1 Pendahuluan ... 5

2.1.1 Bola golf...5

(7)

2.1.3. Bola golf 2-piece (bola golf 2 lapisan) ... 6

2.1.4. Bola golf 3-piece (bola golf 3 lapisan) ... 6

2.2 Standar bola golf ... 7

2.3 Jenis-jenis stik golf ... 7

2.4 Komposit... 9

2.5 mekanika Ayunan Stik Golf ... 12

2.6 Teori ayunan bola bandul ... 14

2.7 Implus dan Momentum ... 15

2.7.1. Implus ... 15

2.7.2 Momentum ... 16

2.8 Kesetimbangan ... 17

2.9. Gaya Impak ... 20

2.10.Kelentingan bola ... 21

BAB 3 METODE PENELITIAN ... 23

3.1 Waktu dan Tempat ... 23

3.2 Model dan Metode Pembuatan bola golf ... 23

3.2.1 Model bola golf ... 25

3.2.2 Metode pembuatan Bola Golf ... 25

3.2.3 Persiapan Alat dan Bahan ... 26

3.2.4 Persiapan Serat TKKS ... 27

3.2.5 Proses pembuatan Cetakan Bola Golf PF ... 27

3.2.6 Proses pembuatan spesimen ... 28

3.3 Pengujian Impak ... 31

3.3.1 Ayunan bandul ... 31

3.3.2 Metode pukulan Pitching ... 37

(8)

3.4. Penentuan Sifat Fisik dan Mekanik Polymericfoam ... 38

3.5. Prosedur Simulasi ... 39

3.5.1 Pemodelan Bola golf Polymericfoam ... 39

3.5.2 Proses Pemodelan dari Ansys 12 ... 39

3.5.3 Mendefenisikan Material Properties ... 40

3.5.4. Mendefenisikan Element/Property type ... 41

3.5.5 Proses Meshing ... 41

3.5.6 Penerapan Constraint ... 42

3.5.7 Penerapan Load ... 42

3.5.8 Proses Analisa ... 43

BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN ... 46

4.1 Hasil Pengujian ... 46

4.2 Pola Kerusakan ... 54

4.2.1 Pola Kerusakan pada Bola golf yang Terbuat dari Polymeric Foam Diperkuat TKKS ... 54

4.3. Pola Kerusakan pada simulasi Ansys 12 ... 54

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 57

5.1 Kesimpulan ... 57

5.2 Saran ... 58

DAFTAR PUSTAKA

(9)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Klasifikasi / Skema Struktur Komposit ... 5

Gambar 2.2. Gabungan makroskopis fasa-fasa pembentuk komposit. ... 5

Gambar 2.3. Jenis Material Berongga... 6

Gambar 2.4. bola golf 1-piece ball ... 9

Gambar 2.5. Prinsip ayunan bola bandul. ... 9

Gambar 2.6. Grafik gaya vs. waktu. ... 11

Gambar 2.7. Contoh dari keseimbangan stabil ... 14

Gambar 2.8. Contoh dari keseimbangan labil ... 15

Gambar 2.9 Contoh dari keseimbangan netral ... 16

Gambar 2.10. Pantulan bola jatuh bebas ... 17

Gambar 3.1. Bola Golf Standar ... 19

Gambar 3.2 (a) Permodelan Bola Golf, (b) Dimensi permodelan ... 20

Gambar 3.3. Metode Penuangan Komposit PF ... 21

Gambar 3.4. Ilustrasi spesimen uji impak ... 23

Gambar 3.5. Skema pencampuran bahan komposit Bola golf PF ... 25

Gambar 3.6. Ayunan bandul. ... 26

Gambar 3.7. Busur ... 27

Gambar 3.8. Meteran ... 27

Gambar 3.9. Bola golf polymericfoam ... 28

Gambar 3.10.Ukuran Bola golf polymericfoam ... 28

Gambar 3.11.Posisi bola golf polymericfoam ketika akan dikenai beban impak ... 28

(10)

Gambar 3.13.Prinsip teknik uji bandul. ... 29

Gambar 3.14. Stik iron 6 golf untuk pukulan pitching ... 31

Gambar 3.15. lintsan bola golf akibat pukulan pitching ... 31

Gambar 3.16. Stik golf jenis putter ... 32

Gambar 3.17. bola golf akibat pukulan putting. ... 32

Gambar 3.18. Diagram Alir Permodelan Dengan Ansys 12. ... 33

Gambar 3.19. Tampilan pembuka Ansys 12.. ... 33

Gambar 3.20 Tampilan proses pemodelan ... 34

Gambar 3.21. Tampilan material properties. ... 34

Gambar 3.22. Tampilan element type ... 35

Gambar 3.23. Tampilan penerapan meshing ... 35

Gambar 3.24. Tampilan constraint ... 36

Gambar 3.25. Tampilan penerapan load. ... 36

Gambar 3.26. Tampilan analisa ... 37

Gambar 3.27. Tampilan untuk melihat hasil analisa... 37

Gambar 3.28. Diagram Alir Simulasi Dengan Ansys 12. ... 38

Gambar 3.29.Diagram Alir Simulasi Dengan Ansys 12 (Lanjutan)...39

Gambar 4.1. Bola golf polymericfoam ... 40

Gambar 4.2. Kerusakan pada pukulan ke-3 ... 48

Gambar 4.3. Distribusi tegangan beban dari arah tegangan Solid VonMises .. 48

Gambar 4.4. Distribusi tegangan beban dari arah tegangan normal sumbu-X.49 Gambar 4.5. Distribusi tegangan beban dari arah tegangan normal sumbu-Y .. 49

Gambar 4.6.Distribusi tegangan beban dari arah tegangan normal sumbu-Z. ... 50

(11)

(12)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1.Karakteristik Mekanik Poliester Resin tak jenuh ... 8

Tabel 3.1. Alat dan Bahan... 9

Tabel 3.2. Uji Bandul ... 22

Tabel 3.3.Sifat Fisis dan Mekanis Material Polymericfoam. ... 30

Tabel 4.1. Data hasil jarak gelindingan bola terhadap sudut impak untuk daerah menanjak... 41 Tabel 4.2. Data hasil untuk memasukkan bola ke hole dengan Variasi

(13)

sudut didaerah menanjak... 42 Tabel 4.3. Data hasil jarak gelindingan bola terhadap sudut impak untuk

daerah datar ... 43 Tabel 4.4. Data hasil untuk memasukkan bola ke hole dengan Variasi

sudut didaerah datar ... 44 Tabel 4.5. Data hasil jarak gelindingan bola terhadap sudut impak untuk

daerah menurun ... 45 Tabel 4.6. Data hasil untuk memasukkan bola ke hole dengan Variasi

sudut didaerah menaurun ... 46 Tabel 4.7. hasil data pengujian kelentingan ... 47

(14)

DAFTAR NOTASI

Simbol Nama Keterangan Satuan

A - luas penampang mm2

m - massa kg

v - kecepatan m/s

g - grafitasi (9,81) m/s2

ρ rho massa jenis kg/mm3

E - modulus elastisitas N/mm2

σ sigma tegangan N/mm2

F - gaya N

L - panjang mm

ε ebsilon penguluran %

t - waktu s

(15)

ABSTRAK

(16)

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Pada abad ke-17 bola golf yang awalnya dibuat dari kayu, dan tak lama digantikan dengan bulu dari angsa yang dibungkus kantong pembungkus dari kulit sapi, cara pembuatannya adalah dengan memberikan tekanan ( press) pada bulu angsa dan kantong pembungkus kulit sapi pada saat kedua bahan itu masih basah,kemudian dijahit dan dicat. Pada saat kering , kantong kulit sapi akan menyusut, sedangkan bulu angsa mengembang sehingga tercipta bola yang keras.

Penggunaan kulit sapi sebagai bahan pembuat bola golf berakhir saat ditemukan bola getah yang disebut Gutty sebutan gutty berasal dari bahan pembuat bola ini yaitu getah perca ( bahasa inggris :gutta percha) yang dipanaskan. Bola golf dari getah perca ini lebih tahan lama dibandingkan dengan bola golf yang dibuat dari bulu angsa dan kulit sapi, kepopuleran bpla golf gutty berlangsung dari tahun 1848 hingga 1890. Kelenturan bola getah memungkinkan dipakai stik golf dengan kepala stik besi.

Pada tahun 1898 Coburn Haskell bekerja sama dengan BF Goodrich Company menciptakan bola golf sebagai penyempurnaan dari bola golf gutty. Bola golf ini menggunakan inti dari karet padat yang dibungkus benang-benang karet sebelum dilapisi getah perca.

Hingga saat ini bola golf masih dibuat dari inti karet padat yang komposisinya dirahasiakan oleh produsen. Benang karet dililitkan mengelilingi inti sebelum dibungkus dengan getah balata. Sekarng ini juga dibuat bola golf berlapis polymer seperti Syrlin yang membuat bola golf lebih tahan lama dibandingkan bola golf berlapis balata.

baru-baru ini David Neivandt, dosen teknik kimia dan biologi di University of Maine di Orono, Amerika Serikat, dan mahasiswanya, Alex Caddell dari Winterport, Maine, yang mengembangkan bola golf yang terbuat dari cangkang lobster. Mereka bekerja sama dengan The Lobster Institute.dan pada penelitian ini kami mencoba membuat bola golf dari serat tandan kosong kelapa sawit.

(17)

Tandan kosong kelapa sawit (TKKS) merupakan produk sampingan (limbah) dari hasil pengolahan kelapa sawit pada suatu pabrik pengolahan kelapa sawit (PKS). Berdasarkan data Badan Pusat Statistik Nasional (BPS) diperkirakan jumlah TKKS yang dihasilkan mencapai 1,9 juta ton berat kering setahun. Pada umumnya material ini dimanfaatkan sebagai pupuk organik di lahan perkebunan dengan cara dibakar atau dibuang kembali ke lahan tersebut dan dibiarkan mengalami proses fermentasi secara alami. Tetapi pemanfaatan material ini untuk produk-produk teknologi masih sangat terbatas jumlahnya.

Komposit diperkuat serat adalah material non-logam yang mempunyai banyak keuntungan karena sifat fisis dan mekanis yang baik. Salah satu sifat yang dominan adalah memiliki berat jenis yang ringan dan relatif kuat. Komposit dapat menjadi lebih ringan lagi apabila ditambahkan rongga-rongga pada strukturnya, rongga yang dimaksud dapat diperoleh dari bahan polimer polyurethane.

Dalam penelitian ini, diharapkan material yang dihasilkan mempunyai massa jenis yang ringan dan mempunyai sifat mekanis yang baik. Sehingga dengan adanya material baru ini mampu menggantikan peran bola golf. Namun untuk mendapatkan hal tersebut tidaklah mudah, diperlukan serangkaian pengujian yang cukup rumit karena fenomena yang terjadi nantinya pada saat material digunakan sangat beraneka ragam.

Pengujian yang akan dilakukan untuk mengetahui mechanical properties dari bola golf yang akan dibuat adalah uji statik tekan dan uji impak laju regangan tinggi. Tekan dan impak adalah salah satu beban yang paling mungkin terjadi pada saat bola golf digunakan, hal ini bisa di jumpai pada saat bola golf dipukul.

1.2Perumusan dan Batasan Masalah

Rumusan masalah yang diangkat dalam penelitian ini adalah bagaimanakah membuat bola golf Polymeric foam yaang diperkuat serat TKKS. Kekuatan fisis dan mekanis tersebut dapat ditentukan dengan pengujian statik tekan Brazilian dan pengujian ayunan bandul (impak).

Batasan masalah dalam penelitian ini dicukupkan hanya untuk membuat spesimen uji berbentuk bola golf. Pengujian yang dilakukan adalah uji ayunan banndul dengan ukuran stik

putter . yang diukur adalah, jarak gelindingan bola golf,kelentingan bola golf dan jenis

(18)

1.3Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini dibagi atas tujuan umum dan tujuan khusus:

1.3.1 Tujuan Umum

Tujuan umum dari penelitian ini adalah Performansi Respon Mekanik Bola golf

Polymericfoam yang diperkuat serat tandan kosong Kelapa sawit (TKKS) terhadap beban

impak.

1.3.2. Tujuan Khusus

Tujuan khusus dari penelitian ini adalah:

1. Mendapatkan teknik pembuatan Bola golf berbahan komposit polymeric foam diperkuat serat TKKS.

2. Memperoleh dan membandingkan sifat mekanik Bola golf PF dengan bola golf Pabrikan yaitu jarak gelindingan dan simpangan lintasan bola yang berbahan komposit polymeric foam diperkuat serat TKKS dari hasil pengujian menggunakan teknik uji bandul.

4. Menganalisa distribusi tegangan yang terjadi pada Bola golf polymericfoam menggunakan software Ansys 12.

1.4Manfaat Penelitian

Manfaat yang didapatkan dengan adanya penelitian ini adalah berkembangnya pengetahuan dan wawasan dalam bidang komposit terutama komposit bola golf polymeric

foam. Pembuatan komposit bola golf polymeric foam adalah salah satu langkah awal untuk

melanjutkan penelitian material baru ini ke ruang lingkup yang lebih luas lagi, yang mana hasil penelitian ini dapat dijadikan sebagai referensi dasar maupun tambahan. Selain itu, berkurangnya limbah adalah hal yang tidak dapat diabaikan karena dengan adanya penelitian ini serat TKKS yang semula dianggap sebagai salah satu bahan pencemar dapat digunakan untuk keperluan yang sangat bermanfaat.

1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan ini disajikan dalam tulisan yang terdiri dari lima bab dengan rincian sebagai berikut:

(19)

Bab ini memberikan gambaran menyeluruh mengenai tugas akhir yang meliputi, pembahasan tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan, manfaat dan sistematika penulisan.

BAB 2 : TINJAUAN PUSTAKA

Berisikan landasan teori dan studi literatur yang berkaitan dengan pokok permasalahan serta metode pendekatan yang digunakan untuk menganalisa persoalan.

BAB 3 : METODOLGI PENELITIAN

Berisikan metode pengujian. juga spesifikasi material komposit polymeric foam diperkuat serat TKKS yang dijadikan studi kasus dan juga mengenai langkah pencampuran bahan, pembuatan spesimen

BAB 4 : HASIL DAN PEMBAHASAN

Berisikan penyajian hasil dan analisis yang diperoleh dari pengujian

BAB 5 : KESIMPULAN DAN SARAN

Berisikan jawaban dari tujuan penelitian.

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

(20)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pendahuluan 2.1.1 Bola golf

Sampul bola golf saat ini terbuat dari bahan yang berbeda-beda seperti Balata, Surlyn, Zylin, atau Elastomer. Tantangan utama adalah untuk menemukan penutup. Bola golf saat ini banyak ditemukan terdiri dari 1-piece, 2-piece, atau 3-piece bola. Dan pada percobaan ini adalah untuk bola 1-piece, penjelasan dan pada penelitian ini membahas Bola golf 1-piece adalah sebagai berikut:

2.1.2. Bola golf 1-piece (bola golf 1 lapisan)

Bola 1-piece jarang digunakan sebagai bola bermain dalam kejuaraan. Ini adalah bola yang baik untuk pemula, murah dalam produksi. Hal ini biasanya dibuat dari sepotong padat Surlyn. Dan tahan terhadap pukulan driver, bola satu-potongan memiliki permukaaan lembut.dan pada Gambar 2.1 dibawah adalh jenis bola golf 1-piece ball

inti bola golf

cangkang bola golf

Gambar 2.1 bola golf 1-piece ball

Sebuah bola golf 1-Piece digunakan oleh pegolf sehari-hari yang paling biasa karena menggabungkan daya tahan dengan jarak maksimum. Bola ini dibuat dengan inti padat tunggal (biasanya plastik keras) tertutup pada cover bola. Inti padat biasanya akrilat energi tinggi atau resin dan ditutupi oleh penutup, sulit dipotong-bukti dicampur yang memberikan bola dua potong lebih jauh daripada bola lainnya.

(21)

Bola golf 2 piece hybird memiliki core yang solid dengan lapisan “mentle”. Pertemuan kedua bagian ini dibungkus dengan pembungkus yang lembut atau cover karet urethene.jenis bola ini memadukan forgivenass dari bola golf model 1 piece dengan performa

tambahan dan control spin dari konstruksi 2 piece untuk lebih jelas terlihat pada Gambar 2.2 bola golf 2-piece ball

_mentle inti

_{cangkang luar}

Gambar 2.2 bola golf 2-piece ball

2.1.4. Bola golf 3-piece (bola golf 3 lapisan)

Para pegolf preofesional dan para pegolf berhandicap rendah dengan kecepatan swing yang tinggi membutuhkan bola dengan putaran awal yang rendah dan putaran iron yang tinggi. Bola golf 2 dan 3 piece memenuhi kebutuhan ini dengan desain dual core yang unik Dalam bola berkonstruksi 3 piece,terdapat 2 core piece ( terlihat pada Gambar 2.3.warna hijau dan abu-abu) dikelilingi dengan lapisan “mentle” yang tebal, urethene dan dimpel. Pembungkus urethene digabungkan dengan komponen lain memberikan bola jenis ini gerakan “drop and stop”

inti pelapis inti

mentle cangkang

Gambar 2.3 bola golf 3-piece ball

2.2. Standar bola golf

peraturan diamanatkan oleh R & A dan USGA menyatakan bahwa diameter bola golf tidak bisa lebih kecil dari 1,680 inci (43 mm). Kecepatan maksimum bola tidak dapat melebihi 250 meter per detik (270 km / jam) di bawah kondisi uji dan berat bola tidak boleh melebihi 1,620 ons (45,9 g).

Kebanyakan bola golf dijual saat ini memiliki sekitar 250-450 lesung, meskipun ada bola dengan lebih dari 500 lesung . Pemegang rekor bola dengan 1.070 lesung - 414 yang

(22)

lebih besar (dalam empat ukuran yang berbeda) dan 656 yang berukuran dudukannya. Satu bola bernomor ganjil di pasar adalah bola dengan 333 lesung, yang disebut Srixon AD333.

2.3. jenis-jenis stik golf

Pada dasarnya ada Tiga Jenis stik Golf : Woods, Irons dan Putter. Setiap stik golf dirancang untuk jenis tertentu tembakan Golf dan untuk jarak tertentu. Beberapa dirancang dengan Loft lebih, Akurasi lebih atau Jarak lebih. Pada bagian ini, akan membahas Karakteristik Irons, Woods dan Putter.

A. Woods adalah stik golf panjang dengan tiang kecil yang digunakan untuk jarak yang lebih besar. Produsen saat ini, menggunaan titanium atau baja untuk membuat stik ini. Woods biasanya terdiri dari Driver dan jaluran woods. Dan untuk lebih jelas stik woods pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4 stik golf wood atau driver

B.Stik Irons biasanya digunakan untuk jarak pendek. Stik iron biasanya terdiri dari 3-9 Irons yang Wedge Pasir dan Wedge Pitching. Stik iron dirancang untuk pukulan jarak pendek, Shots Golf akurat dan Gambar 2.5 adalah gambar dari stik irons 3-9.

(23)

Gambar 2.5 stik irons 3-9

C. StikPutter digunakan untuk Menempatkan dan finishing Hole. Putters umumnya baik Putter pisau atau Putter Mallet. Pada dasarnya adalah untuk pukulan penyelesaian untk memasukkan ola ke hole dan pada Gambar 2.6 adalah gambar stik putter

Gambar 2.6 stik putters

2.4. Komposit

Bahan komposit merupakan bahan teknologi yang mempunyai potensi yang tinggi. Komposit dapat memberikan gabungan sifat-sifat yang berbeda - beda pada penggunaan yang tidak akan diperoleh melalui penggunaan logam, polimer dan seramiks ,khususnya tentang sifat kekuatan spesifik serta kekakuan spesifik. Klasifikasi komposit dapat dilihat pada Gambar 2.7.

(24)

Gambar 2.7. Klasifikasi / Skema Struktur Komposit (Calliester, 1994)

Secara umum bahan komposit terdiri dari dua bagian utama, yaitu : (1) matriks yang mengisolasi fasa, dan (2) penguat / reinforcement (Gambar 2.8).

Gambar 2.8. Gabungan makroskopis fasa-fasa pembentuk komposit

Foam didefenisikan sebagai penyebaran gelembung gelembung gas yang terjadi

pada material cair dan padat. Foam berkembang menjadi rongga rongga mikro yang memiliki diameter 10µm. Foam yang tersebar dalam polymer dapat mencapai 108/cm3 (Kumar,2005).

Pada saat ini, perkembangan penelitian ini telah menghasilkan karakteristik fisik dan mekanik material foam (Klemper dan Sendijarevic,2004). Karakteristik fisik tersebut meliputi factor geometri, separti ukuran rongga dan ketebalan dinding rongga. Selain karakteristik fisik juga terdapat karakteristik mekanik. Karakteristik mekanik terdiri atas densitas dan modulus elastisitas.

Material foam memiliki susunan rongga yang bervariasi. Susunan rongga tersebut dapat diketahui melalui pengamatan strutur mikro material foam. Susunan rongga dibagi atas dua jenis, yaitu susunan rongga terbuka (open cell) dan tertutup (closed cell). Pada material foam dengan susunan rongga terbuka terdapat pemutusan dinding rongga yang fleksibel. Material foam dengan susunan rongga tertutup tidak terdapat pemutusan dinding rongga dan bersifat kaku. Perbedaan kedua jenis ini susunan rongga tersebut ditunjukan oleh Gambar 2.9.

Matriks Penguat Komposit

Fiber - Reinforced Particle - Reinforced Structural Continous (Aligned) Disontinous (Short) Large - Particle Disper sion-Streng thened

Laminates Sanwidch Panel

(25)

a.rongga terbuka b.rongga tertutup Gambar 2.9. Jenis Material Berongga

Rongga rongga pada polimer terbentuk akibat adanya campuran fase padat dan gas. Dua fase tersebut terjadi dengan cepat dan membentuk permuakaan material yang berongga. Foam yang dihasilkan dari polimer merupakan gelembung udara atau rongga udara yang bergabung di dalam polimer tersebut.

Gas yang digunakan untuk membentuk foam disebut blowing agent. Pemberian blowing agent dilakukan secara kimia dan fisika. Blowing agent secara kimia menimbulkan dekomposisi unsur unsur material dalam suatu reaksi kimia. Blowing agent secara fisika terjadi akibat adanya gas yang diberikan pada material.

Polymericfoam yang flexible dihasilkan dari reaksi polyuretene. Polyuretene dalam pembentukan polymericfoam juga berfungsi sebagai blowing agent. Proses pembentukan rongga dari hasil reaksi polyuretene flexible berlangsung relative cepat. Pada saat reaksi pembentukan polyuretene terjadi pengeluaran panas (eksoterm) dengan kenaikan temperature mencapai 75-1600C. Peningkatan volume polyuretene sekitar 20- 50 kali volume mula mula.

Sifat – sifat dari komposit sangat tergantung kepada sifat – sifat dari fasa – fasa pembentuknya, jumlah relative masing – masing fasa, bentuk dari fasa, ukuran fasa dan distribusi ukuran dari fasa – fasa dan sebarannya. Bila komposit tersusun dari dua material yaitu : (1) M Sebagai Matriks dan (2) P sebagai penguat maka secara teoritis sifat – sifat hasil pencampuran kedua material tersebut memiliki sifat diantara sifat dari masing – masing material yang bercampur.

(26)

Matriks berfungsi sebagai pelindung dan pengikat fasa pengikat. Biasanya matriks mempunyai kerapatan / densitas , kekukuhan dan kekuatan yang jauh lebih rendah daripada serat. Namun gabungan matriks dengan serat bisa mempunyai kekuatan dan ketegaran yang tinggi, tetapi masih mempunyai kerapatan yang rendah. Matriks jenis ini tergolong polimer thermoset, dan memiliki sifat dapat mengeras pada suhu kamar dengan penambahan katalis tanpa pemberian tekanan ketika proses pembentukannya. Struktur material yang dihasilkan berbentuk crosslink dengan keunggulan pada daya tahan yang lebih baik terhadap jenis pembebanan statik dan impak. Hal ini disebabkan molekul yang dimiliki bahan ini ialah dalam bentuk rantai molekul raksasa atom-atom karbon yang saling berhubungan satu dengan yang lainnya. Dengan demikian struktur molekulnya menghasilkan efek peredaman yang cukup baik terhadap beban yang diberikan. Data mekanik material matriks diperlihatkan pada Tabel 2.1

Tabel 2.1 Karakteristik mekanik polyester resin tak jenuh.

Sifat Mekanik Satuan Besaran

Berat jenis (ρ) kg/mm3 1,215.10-6

Modulus Elastisitas (E) MPa 2941.8

Kekuatan Tarik (σT) MPa 54

Elongasi % 1,6

Sumber: PT. Justus Kimia Raya, 2007

Seperti telah disebutkan sebelumnya, bahwa penguat komposit yang digunakan ialah dari bahan TKKS yang kemudian dibentuk menjadi ukuran halus dan dicampurkan dalam matriks. Berdasarkan Penelitian Subiyanto B,dkk : tiap kandungan serat TKKS secara fisik mengandung bahan-bahan serat seperti lignin (16,19%), selulosa(44,14%) dan hemiselulosa (19,28%) yang mirip dengan bahan kimia penyusun kayu. Ukuran serat TKKS yang belum dicacah adalah 13-18 cm dan serat ini dihaluskan lagi hingga mencapai ukuran 0,1 -0,8 mm.

2.5 Mekanika Ayunan Stik Golf

Sebuah ayunan stik golf yang tepat memiliki dampak yang besar pada permainan golf. Ayunan stik golf memiliki mekanika fisika tertulis dan merupakan contoh yang bagus dari sudut gerak. Ayunan memutar menghasilkan torsi pada klub. Hal ini memaksa perubahan torsi kecepatan sudut klub, menyebabkan rotasi, sehingga kunci untuk dapat memukul bola yang jauh terletak pada kecepatan kepala klub.dan pada bola akan mengalami impak geser

(27)

Semakin cepat kepala klub di ayun maka, semakin besar jumlah energi kinetik yang akan ditransfer dari kepala klub ke bola karena energi kinetik sebanding dengan massa dari kepala klub dan kuadrat kecepatannya. Dan pada Gambar 2.10 (a) kita dapat melihat mekanika ayunan stik golf driver. Gambar 2.10(b). mekanika ayunan stik golf iron 6 (pitching). Gambar 2.10 (c) mekanika ayunan stik golf putter

Arah lintasan bola

Gambar 2.10 (a) mekanika ayunan stik golf driver

Arah lintasan bola golf

Gambar 2.10 (b). mekanika ayunan stik golf iron 6 (pitching).

Arah lintasan bola golf

(28)

2.6. Teori Ayunan bola bandul

Dengan pendekatan empiris dengan asumsi sebuah bandul, dengan massa m

diikiatkan pada sebuah tali dengan panjang L. Kemudian masssa ini ditarik kesamping sehingga tali membentuk sudut θ0 dengan sudut vertikal dan dilepas dari keadaan diam.

Prinsip kerjanya dapat dilihat pada Gambar 2.11.

Gambar 2.11. Prinsip ayunan bola bandul.

Kedua gaya yang bekerja pada beban (dengan mengabaikan hambatan udara) adalah gaya gravitasi mg, yang bersifat konservatif, dan tegangan T, yang tegak lurus terhadap gerakan dan karena itu tidak melakukan kerja. Oleh karena itu, dalam persoalan ini energi mekanik sistem beban-bumi adalah kekal.

Kita pilih energi potensial gravitasi bernilai nol didasar ayunan. Semula beban berada pada ketinggian h didasar ayunan dan diam. Energi kinetiknya bernilai nol dan energi potensial sistem bernilai mgh. Jadi energi total awal dari sistem adalah :

Ei= Ki + Ui = 0 + mgh (2.1)

Dimana:

Ei = energy total awal system

Ki = energy kinetic awal

Ui = energy potensial awal

Ketika bandul berayun turun, energi potensial berubah menjadi energi kinetik. Maka energi akhir dari dasar ayunan menjadi :

Ef= Kf + Uf = ½ mv2 + 0 = ½ mv2 (2.2)

Dimana :

Ef = energy total akhir system

(29)

Uf = energy potensial akhir

Selanjutnya kekekalan energi memberikan : Ef =Ei

mgh

mv2 =

2 1

(2.3)

Untuk mendapatkan kelajuan yang dinyatakan dalam sudut awal θ0, harus

dihubungkan h dengan θ0. Jarak h berhubungan dengan θ0dan panjang bandul L melalui :

) cos 1 (

cosθ₀ = − θ₀ −

=L L L

(2.4)

Sehingga kelajuan didasar bandul didapat dari : ) cos 1 ( 2 2 ₀

2 = _gh= _gL − θ

(2.5)

2.7. Impuls dan Momentum 2.7.1 Impuls

Impuls didefinisikan sebagai gaya yang bekerja dalam waktu singkat. Secara matematis ditulis :

I = F.Δt = F (t2-t1) (2.6) Dimana : I = Impuls (Ns)

F = Gaya (N)

Δt = selang waktu (s)

Ketika terjadi tumbukan, gaya biasanya melonjak dari nol pada saat kontak menjadi nilai yang sangat besar dalam waktu yang sangat singkat, dan kemudian dengan drastis kembali ke nol lagi. Selang waktu Δt biasanya cukup nyata dan sangat singkat. Dapat dilihat pada Gambar 2.12.

(30)

I =∆

− =

= =

1 2 m.v

v . m I Δv . m Δt . F Δt Δv . m F

Gambar 2.12. Grafik Gaya vs Waktu

2.7.2 Momentum

Momentum adalah ukuran kecenderungan benda untuk terus bergerak. Momentum merupakan ukuran mudah atau sukarnya suatu benda mengubah keadaan geraknya (mengubah kecepatannya, diperlambat atau dipercepat)

Secara matematis ditulis :

P = m.v (2.7)

Dimana : P = Momentum benda (kgms-1) m = massa benda yang bergerak (kg) v = kelajuan benda ( ms-1)

Sesuai dengan Hukum II Newton :

1 2 1 2 . m F a . m F t t v v − − = = (2.8.)

Sehingga Impuls merupakan perubahan momentum.

2.8.Kesetimbangan

Benda dikatakan mencapai kesetimbangan jika benda tersebut dalam keadaan diam/statis atau dalam keadaan bergerak beraturan/dinamis.

Ditinjau dari keadaannya, kesetimbangan terbagi dua, yaitu: 1. Kesetimbangan Translasi (a = 0)

v = 0 (statis) ; v = konstan (dinamis)

Untuk setiap bidang acuan,disini perlu bahwa jumlah vektor dari gaya gaya yang bekerja adalah nol.

(31)

∑ Fx = 0 ; ∑_{Fy = 0 (2.9)}

Persamaan persamaan ini adalah persamaan persamaan Newton untuk kasus khusus benda dalam keadaan diam,atau bergerak dengan suatu kecepatan konstan yang membatasi keseimbangan. Komponen komponen gaya yang saling tegak lurus dalam arah arah x dan y dipandang telah menggantikan gaya gaya resultan.

2. Kesetimbangan Rotasi (alpha = 0) w = 0 (statis) ; w = konstan (dinamis)

∑ τ = 0 → pilih pada suatu titik dimana gaya-gaya yang bekerja terbanyak

∑ WR cos θ = 0 (keseimbangan gaya gaya horizontal)

∑ WR sin θ = 0 (keseimbangan gaya gaya vertikal) Keterangan :

W = Gaya berat (N) R = jari jari (m)

θ = simpangan sudut (0 )

Macam Kesetimbangan Statis :

1. Kesetimbangan Stabil : setelah gangguan (dikenakan gaya), benda berada pada posisi semula.

Contoh :Mula-mula benda berada dalam keseimbangan statis / benda diam (Gambar 2.13). Seperti yang tampak pada Gambar 2.13, jumlah gaya total yang bekerja pada benda = 0. Pada benda hanya bekerja gaya berat (w) dan gaya normal (N), di mana besar gaya normal = besar gaya berat. Karena arahnya berlawanan, maka kedua gaya ini saling melenyapkan.

Gambar 2.13. Contoh dari keseimbangan stabil

(32)

Pada arah x tidak ada gaya yang bekerja sehingga tidak ada pengaruh terhadap gaya pada arah x.

∑ Fy = 0 (2.11)

Pada arah y terdapat dua gaya yaitu gaya normal dan gaya berat dari benda tersebut dan dapat dikembangkan menjadi:

N – W = 0 N = W

N= m.g (2.12)

Pada gambar nomor 1 saat N = W maka benda tersebut berada dalam keadaan stabil. Ketika pada gambar 2 dan gambar 3 titik tumpuh menjadi berbeda sehingga gaya normal dan gaya berat menjadi berbeda. Pada saat perbedaan ini tidak telalu besar maka benda akan kembali pada posisi seperti gambar 1 dan apabila perbedaan ini terlalu besar benda akan menggelinding dan merubah titik tumpuhnya.

2. Kesetimbangan Labil : setelah gangguan, benda tidak kembali ke posisi semula. Contoh : Sebuah bola, mula-mula sedang diam di atas pantat wajan yang dibalik (Gambar 2.14). Setelah ditiup angin, bola bergerak ke kanan . Amati gaya-gaya yang bekerja pada bola tersebut. Komponen gaya berat yang tegak lurus permukaan wajan (w cos θ) dan gaya normal (N) saling melenyapkan karena kedua gaya ini mempunyai besar yang sama tapi arahnya berlawanan. Pada bola bekerja juga komponen gaya berat yang sejajar permukaan wajan (w sin θ). w sin θ merupakan gaya total yang menyebabkan bola terus berguling ria ke bawah menjahui posisinya semula.

Gambar 2.14.Contoh dari keseimbangan labil

∑ Fy = 0

(33)

N = W cos θ (2.13) Pada saat bola menggelinding maka berlaku N= W cos θ . Bola akan terus menggelinding sampai permukaan benda menjadi datar.

3. Kesetimbangan Indiferen (netral) : setelah gangguan, titik berat tetap benda tetap pada satu garis lurus seperti semula.

Contoh : Bola berada di atas permukaan horisontal (bidang datar). Jika bola didorong, bola akan bergerak. Setelah bergerak, bola tetap diam di posisinya yang baru. Dengan kata lain, bola sudah malas balik ke posisinya semula; bola juga malas bergerak lebih jauh lagi dari posisinya semula. Pada Gambar 2.15 merupakan contoh dari keseimbangan netral.

Gambar 2.15. Contoh dari keseimbangan netral

2.9. Gaya Impak

Gaya impak dapat dihitung dengan menggunakan persamaan impuls:

F = I /Δt

F = /Δt

F = /Δt (2.14) Dimana:

F = Gaya (N)

I = Impuls (N.s)

∆P = Perubahan momentum (kg m/s) m = Massa benda yang bergerak (kg) v = Kelajuan benda ( ms-1)

(34)

Untuk menghitung gaya impak, terlebih dahulu dengan menentukan kelajuan dengan persamaan:

(2.15)

Dimana:

v = Kecepatan benda jatuh (m/s) g = Percepatan gravitasi (m/s2)

h = selisih ketinggian h2 – h1(m)

2.10. Kelentingan bola.

Pada tumbukan lenting sebagian hanya hanya berlaku Hukum Kekekalan Momentum, sedangkan Hukum Kekekalan Energi Kinetik tidak berlaku. Besarnya koefisien restirusi pada tumbukan lenting sebagian adalah 0 < e < 1. Jika dibandingkan dengan tumbukan lenting sempurna, didapatkan bahwa kecepatan setiap benda setelah bertumbukan pada tumbukan lenting sebagian menjadi lebih kecil.

Konsep tumbukan lenting sebagian ini dapat diterapkan pada pemantulan sebuah bola yang jatuh bebas di lantai, seperti yang di tunjukan pada Gambar 2.16. di bawah ini:

’

Gambar 2.16. Pantulan bola jatuh bebas

Bola jatuh bebas dari ketinggian . Sesaat sebelum bertumbukan dengan lantai, kecepatan bola . Sesudah bertumbukan dengan lantai, kecepatan bola menjadi sehingga bola mencapai ketinggian . Dalam hal ini berlaku persamaan

(2.16)

Dalam kasus ini, benda pertama adalah bola dan lantai bertindak sebagai benda kedua . sebelum dan sesudah tumbukan, lantai tetap diam sehingga dan bernilai nol.

Jika dihubungkan antara ketinggian benda dan kecepatannya, akan didapatkan a. Kecepatan saat tepat sebelum bertumbukan,

(35)

= ; (2.17)

b. Kecepatan saat tepat sesudah bertumbukan,

= . (2.18)

Subtitusikan kedua persamaan tersebut ke dalam persamaan di atas, sehingga didapat

(2.19)

Sebuah benda jatuh bebas dari ketinggian , dan setelah tumbukan yang pertama tinggi menjadi . Jika terjadi tumbukan berulang kali , setelah tumbukan berikutnya, tinggi yang dapat dicapai adalah dan seterusnya.

(36)

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

Pada bab ini akan dijelaskan mengenai waktu dan tempat penelitian, proses pembuatan spesimen, spesifikasi spesimen, metode pengujian, dan langkah awal permodelan simulasi.

3.1 Waktu dan Tempat

Waktu penelitian ini direncanakan selama tiga bulan yang dimulai dari Juni sampai dengan Oktober 2011. Tempat dilaksanakannya penelitian adalah di Laboratorium Impact and Fracture Research Center unit I dan II program Magister dan Doktor Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Khusus untuk uji impak ayunan bandul dilakukan di Lapangan golf Tasbih.

3.2 Model dan Metode Pembuatan Bola golf 3.2.1 Model Bola Golf

Adapun desain Bola golf diasumsikan bulat yang akan dibuat. Ukurannya telah diskalakan 1:1 dengan dimensi bola golf standard. ditunjukkan oleh Gambar 3.1.dan untuk menggambarkannya di Softwere Ansys pada Gambar 3.2 (a) dan Gambar 3.2(b) adalah gambar yang sudah diberikan dimensi bola golf.

(37)

Langakah-langkah pendesain bola golf PF pada softwere ansys 12 yaitu dari Prepocecor > Modeling >create > volumes >sphere >solid sphere. Dan akan muncul pengaturan dimensi. Dan pada radius kita memasukkan radius dari bola golf.

(a)

42,67mm

(b)

Gambar 3.2(a) Permodelan Bola Golf, (b) Dimensi permodelan

Bentuk dari permodelan Bola Golf kemudian disimulasikan dengan menggunakan bantuan softwere Ansys 12 dengan ukuran dimensi standar. Material yang di model pada

(38)

simulasi ini adalah bahan polymeric foam yang diperkuat serat TKKS. Adapun sifat mekanis dari bahan polymeric foam ini dapat dilihat pada tabel 3.3.

3.2.2. Metode pembuatan Bola Golf

Metode dalam pembuatan bola golf polymericfoam yang digunakan adalah metode penuangan. Ilustrasinya adalah seperti ditunjukkan pada Gambar 3.3.

Keterangan gambar:

1. Wadah penampung material komposit 3. Cetakan 2. Material komposit

Gambar 3.3. Metode Penuangan Komposit PF

3.2.3. Persiapan Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam pembuatan spesimen bola golf polymericfoam yang diperkuat serat tandan kosong kelapa sawit (TKKS) adalah seperti ditunjukkan pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1 Alat dan Bahan 3 1

(39)

No. Nama Jenis Jumlah Satuan Keterangan

Alat

1. Cetakan bola golf

Pollyester

putty 5 pasang Pakai core

2. Alat pengaduk Besi karbon 1 Buah

Mesin penghalus

Serat 1 Unit

4. Cawan Tuang Kup plastik - - Secukupnya

5. Lem kaca “alteko” - - Secukupnya

6. Gelas Ukur 1 Buah

7. Timbangan Digital Metler toledo 1 Unit

8. Ragum 5 Buah

9. Gemuk Rotari 1 kaleng

10. Kuas 1 Buah

11. Ayakan 1 Buah

12 Dudukan cetakan 1 Pasang

Bahan

1. Resin BQTN 157 EX Liter

2. Serat TKKS

3. Poliuretan Secukupnya

4. Katalis MEKP Ml

5. NaOH Secukupnya

6 Silicon RTV585 Rhodorsil

3.2.4. Persiapan Serat TKKS

Proses persiapan serat TKKS dikerjakan dengan langkah-langkah sebagai berikut:

1 Pembersihan TKKS dengan menggunakan air bersih untuk menghilangkan kotoran besar yang menempel, seperti pasir, tanah, dll.

2 TKKS direndam dalam larutan NaOH 1M 1% selama lebih kurang satu hari untuk mengikat asam lemak yang masih tersisa pada permukaannya.

3 TKKS dicuci dengan air bersih dan dicacah menjadi bagian-bagian kecil dengan ukuran 10 – 20 cm.

4 TKKS dikeringkan selama lebih kurang satu hari pada suhu 50 s.d. 70 oC. Tujuan proses ini ialah untuk menurunkan kadar air yang terkandung sehingga kondisi TKKS cukup kering untuk diolah menjadi serat.

5 Pemotongan TKKS menjadi ukuran kecil, yaitu berkisar 2 s.d. 5 cm, sebelum proses penghalusan menjadi serat.

6 Selanjutnya potongan TKKS tersebut dihaluskan dengan menggunakan alat penghalus khusus hingga menjadi serat yang lebih halus.

(40)

3.2.5. Proses Pembuatan Cetakan Bola Golf PF

Proses pembuatan cetakan adalah menggunakan metode duplikasi, dimana bola golf pabrikan sebagai ukurannya dengan merek titleist. Cetakan bola golf PF terbuat dari polyester putty yang sebelunya kami membuat dari allumanium yang hasilnya tidak bagus terlihat pada Gambar 3.4.dan pada Gambar 3.6 adalah gambar cetakan bola golf PF dari polyester putty, dan untuk membentuk cetakan kami harus menggunakan rumah magnet dari sepeda motor honda kijang yang berfungsi sebagai dudukan dari polyester putty (Gambar 3.5)

Gambar 3.4. cetakan bola golf yang terbuat dari allumanium

Gambar3.5. rumah magnet sepeda motor honda kijang

Gambar 3.6. cetakan bola golf PF dari polyester putty

Proses pembuatan cetakan bola golf PF dari polyester putty adalah sebagai berikut:

(41)

2. menuangkan campuran polyester putty dengan pengeras polyester ke dudukan yang terbuat dai rumah magnet honda kijang.

3. Meletakan bola golf pabrikan ditengah adukan polyester putty hingga terbenam setengah dari bola golf, kemudian menunggu hingga kering adukan polyester putty. Dan begitu juga untuk membentuk setengah bola lagi. (Gambar 3.7)

4. Memisahkan cetakan dari dudukan rumah magnet honda kijang. Dan memberikan tanda dikedua sisi yang bertujuan agar nantinya pada saat pencetakan bola menjadi bulat. Dan melubangi bagian atas cetakan untuk aliran masuk dan aliran keluar dari proses penuangan

Gambar 3.7. cetakan bola golf PF yang terbuat polyester putty

3.2.6. Proses Pembuatan Spesimen

Spesimen yang akan dibuat adalah spesimen ukurannya disesuaikan dengan bola golf standard, yaitu diameter 42,67 mm dan bermassa tidak lebih dari 45,93 gram (standar organisasi golf internasional) seperti pada Gambar 3.8.

42,67mm

Gambar 3.8. Ilustrasi spesimen uji impak

Adapun proses pembentukan spesimen dilakukan dalam beberapa langkah sebagai berikut:

(42)

2. Menimbang semua bahan menurut takarannya masing-masing, yaitu Resin 20%, serat TKKS 7%, poliuretan 10%, Katalis Resin 3%, Silikon

53%,dan Katalis Silikon 7%. Dari

¼

massa bola yaitu 11,14.

3. Melumasi permukaan bagian dalam cetakan dengan gemuk. Hal ini bertujuan untuk mempermudah selama proses pembongkaran.

4. Meletakkan inti bola golf bekas tepat ditengah cetakan. Dan menempatkan di daerah yang rata. ( Gambar 3.9)

Gambar 3.9. penempatan inti bola golf PF 5. Mencampurkan serat TKKS ke resin dan aduk hingga merata (C1). 6. Mencampurkan katalis Resin ke c1 sambil diaduk sampai merata (C2).

7. Mencampurkan campuran polyurethane berupa polyol dan isocyanate ke dalam campuran c2 dan diaduk hingga merata(C3).

8. Mengaduk katalis silikon dengan silikon hingga merata (C4). 9. Mengaduk campuran c3 ke dalam c4 sampai merata (C5). 10. Menuangkan campuran (C5) kedalam cetakan.

11. Selanjutnya membiarkan campuran tersebut pada tekanan atmosfir dan suhu kamar selama ± 3 menit . Proses polimerisasi akan terjadi disertai dengan terbentuknya gelembung gas pada seluruh bagian komposit. Dengan demikian akan terbentuk spesimen komposit berongga atau lebih dikenal dengan istilah

polymeric foam setelah terjadi proses polimerisasi kemudian ditutup rapat

lubang masuk dan keluar cetakan agar resin tidak terlalu banyak keluar. 12. membongkar cetakan setelah dua hari.

Pertama-tama kita mencampurkan serat dan resin dan mengaduknya perlahan-lahan setelah tercampur rata kemudian memasukkan katalis (MEKP) dan pada saat bersamaan polyol dan isosianat juga dicampurkan, setelah campuran serat,resin,katalis MEKP, polyol dan isosianat tercampur rata kemudian mencampurkan silikon RTV858 dengan katalis silikon. Setelah semuanya tercampur rata kemudian mencetaknya. Dan untuk lebih jelasnya pada

(43)

Gambar 3.10 kita dapat melihat proses penuangan dan pada Gambar 3.11. kita dapat melihat bagan alir dari proses pembuatan bola golf Polymericfoam.

(44)

Gambar 3.11.Skema pencampuran bahan komposit Bola golf PF.

3.3. Pengujian Impak 3.3.1. Ayunan bandul

Tujuan eksperimen ini adalah menguji bola golf polymericfoam dengan suatu variasi gaya sehingga bola golf tersebut mengalami respon impak.Berat bandul adalah total 804gr dipakai untuk memantulkan bola golf polymericfoam dan jarak ayun bola golf dicatat.

Serat Resin

Polyol

C1 Katalis MEKP

polyuretene

Isosianat

Katalis Silikon

(45)

Alat yang digunakan dalam uji bandul ini adalah sebagai berikut: 1. Ayunan Bandul

Ayunan bandul adalah alat yang digunakan untuk menguji spesiment dengan prinsip impak. Tujuan eksperimen ini adalah mengumpulkan data energi impak minimum yang mengakibatkan bola golf menggelinding. Bola golf (berat total 45,53 kg) dipakai untuk memantulkan bola golf sehingga menggelinding dan jarak ayun bola semen dicatat. Alat uji menggunakan ayunan bandul dapat dilihat pada Gambar 3.12.

Keterangan gambar :

1. Tonggak penyangga berfungsi sebagai tempat diikatkan bandul.

2. Besi lurus berfungsi sebagai tempat mengikatkan beban impak yaitu plat besi yang tebalnya 3 cm.

3. Kaki ayunan berfungsi sebagai fondasi ayunan yang terbuat dari besi. Gambar 3.12. Ayunan bandul

2. Busur

Busur berfungsi untuk mengukur sudut ayunan bandul (Gambar 3.13.)

(46)

Gambar 3.13. Busur

3. Meteran

Meteran berfungsi untuk mengukur panjang dari tali bandul, jarak impak, dan jarak gelindingan dari Bola golf setelah kena impak ( Gambar 3.14. )

Gambar 3.14. Meteran Spesifikasi :

• Merek : Daiyu

• Panjang maximum : 2,5 meter

4. Bola golf Polymericfoam

Bola golf adalah spesiment yang akan di uji bandul. Letak dari spesimen diletakkan di tengah tengah yang sejajar dengan bola bandul. Bola golf polymericfoam mempunyai berat 45,53 kg (Gambar 3.15. dan Gambar 3.16.)

(47)

Gambar 3.15. Bola golf polymericfoam

42,67mm

Gambar 3.16. Ukuran Bola golf polymericfoam

Metode kerja :

1. besi baja di fixed 800 mm diatas permukaan lapangan golf.

2. Tinggi vertikal dari permukaan lapangan golf ke pusat bola golf dikontrol dan dicatat. 3. Batang besi digantung dalam keadaan statis. Bola golf yang ditempatkan di tengah

plat besi. Seperti Gambar 3.17. dan arah Impaknya ditunjukan pada Gambar 3.18.

Gambar 3.17.Posisi bola golf polymericfoam ketika akan dikenai beban impak.

Arah impak

(48)

4. Panjang besi diset pada 800mm.

5. Bola golf asli dengan jarak horizontal dari pusat bola golf polymericfoam ke titik impaki.

6. h1 dan h2 dicatat sehingga didapat Δh.

7. Jarak dari awal sampai akhir bola golf polymericfoam dicatat dan simpangannya, dimana kita dapat melihat pada Gambar 3.19 dibawah ini.

I

Xo X1

H1 H2

Gambar 3.19. Prinsip teknik uji bandul.

Dari data eksperimen didapat energi impak yang diperlukan untuk mengelindingkan bola golf polymericfoam dengan ketinggian vertikal dan jarak horizontal ke pusat bola golf polymericfoam.Bentuk prisipnya pada Gambar 3.19. dan pada Gambar 3.20. kita dapat melihat pengujian ayunan bandul dimana jarak bola hole 3 meter dan hasilnya dimasukan dalam Tabel 3.2.

x y

(49)

Gambar 3.20. pengujian bola golf dilapangan golf

Tabel 3.2 Uji Bandul

L = 800 mm Jarak

(mm)

Waktu (detik)

Berat bola golf = 45,53 gr Unit=mm

Bola golf Lo Xo θ

h1 h2

Δh=h2– h1 ΔEp (joule) Polymericfoam Bola golf asli Keterangan :

L = panjang besi sampai base

Lo = panjang tali dari puncak sampai titik impak

Xo = jarah horizontal titik impak dengan titik awal pelepasan besi. h1= jarak titik impak ke base

h2 = jarak bola dilepaskan ke base Ep = energi potensial

3.3.2.Metode pukulan Pitching

Pukulan Pitching adalah salah satu pukulan golf dimana untuk menerbangkan bola golf pada pukulan ini menggunakan stik golf Iron 6 pada Gambar 3.21. pukulan Pitching akan mengenai samping bawah bola golf yang akibatnya bola golf dipukul akan membentuk lintasan parabola. Pada Gambar 3.22. dapat dilihat arah lintasan terbang bola golf.dan aplikasi pukulan pitching adalah untuk melintasi daerah menenjak yang tak mungkin bola untuk digelindingkan.

(50)

Gambar 3.2. Stik iron 6 golf untuk pukulan pitching

Lintsan bola golf

Arah lintasan

Stik iron 6

Gambar3.22. lintsan bola golf akibat pukulan pitching.

3.3.3 Metode pukulan putting

Pukulan putting adalah salah satu pukulan golf dimana untuk menggelindingkan bola di daerah Green bola golf pada pukulan ini menggunakan stik golf putter pada Gambar 3.23. pukulan Putting akan mengenai samping bola golf yang akibatnya bola golf dipukul akan membentuk lintasan Garis lurus dan konsep putting sama dengan metode ayunan bandul. Pada Gambar 3.24. dapat dilihat arah lintasan bola golf akibat pukulan putting.dan aplikasi pukulan putting adalah untuk melintasi daerah Green yang tak mungkin bola untuk digelindingkan.

Gambar 3.23. stik golf jenis putter

Gambar 3.24. bola golf akibat pukulan putting

(51)

SELESAI

Polymericfoam adalah bahan yang digunakan dalam riset pembuatan Bola golf ini. Adapun sifat fisis dan mekanis dari bahan polymericfoam dilihat pada Tabel 3.3. adalah dimana data diperoleh dari hasil uji Braziliant test:

Tabel 3.3. Sifat Fisis dan Mekanis Material Polymericfoam.

Spesimen Teg Maks Teg Patah Reg.Maks Modulus Elastisitas

(MPa) (MPa) (%) (MPa)

1. 0,047 0,045 21 0,29

2. 0,048 0,041 22 0,22

3. 0,049 0,045 21 0,29

Rata-rata 0,048 0,043 21,25 0,27

3.5. Prosedur Simulasi

3.5.1. Pemodelan Bola golf Polymericfoam.

Pemodelan Menggunakan software Ansys 12,Selanjutnya software Ansys 12, mampu melakukan pembebanan statis dan dinamis, analisa temperatur, deformasi, defleksi, tegangan pada truss, dan sebagainya untuk lebih jelasnya kita dapat melihat pada Gambar 3.25.

Gambar 3.25. Diagram Alir Permodelan Dengan Ansys 12

Berhasil ?

berhasil Tidak

Membuat produk jadi satu bagian solid

(52)

3.5.2. Proses Pemodelan dari Ansys 12.

Simulasi dilakukan dengan menggunakan software komputer Ansys12, dimana software program ini mampu melakukan analisa pembebanan statis dan dinamis, analisa temperatur, deformasi, defleksi, tegangan pada truss, dan sebagainya. Pada Gambar 3.26. merupakan tampilan awal Ansys 12.

Gambar 3.26. Tampilan pembuka Ansys 12.

Adapun proses Pemodelan dari Ansys 12 dilakukan langsung dari program Ansys 12 yaitu dari menu file pilih preprocecor . Pada Gambar 3.27. akan tampak tampilan proses seperti dibawah ini, lalu isi radius dari Bola golf kemudian klik OK.

Gambar 3.27. Tampilan proses pemodelan.

3.5.3. Mendefenisikan Material Properties

Langkah selanjutnya adalah menentukan sifat material Bola golf. Jenis material adalah polymericfoam dengan nilai material properties seperti tabel 3.3. Langkah mendefenisikan material properties adalah: pilih model > Material. Lalu masukan nilai

(53)

modulus elastisitas, masa jenis dan poisson ratio sesuai dengan Tabel 3.3. ke dalam kotak dialog material (Gambar 3.28).

Gambar 3.28.Tampilan material properties.

3.5.4. Mendefinisikan Element/Property Type

Untuk mendefinisikan karakteristik geometri, maka langkah prosesnya adalah: pilih menu Element type >Add/Edit/Delete. Lalu pilih jenis materialnya dan jenis element yang akan dianalisa, dipilih elemen solid seperti Gambar 3.29.

Gambar 3.29.Tampilan element type.

3.5.5. Proses Meshing

Ukuran mesh sangat mempengaruhi hasil dalam analisa ini. Namun dalam skripsi ini tidak dibahas lebih lanjut mengenai pengaruh ukuran tersebut. Hal ini dikarenakan keterbatasan sistem komputer yang digunakan, di sini proses menerapkan ukuran mesh sesuai

(54)

kemampuan komputer yaitu dengan langkah sebagai berikut: pilih menu meshing > meshing tools > smart mesh. Tampilan penerapan mesh tampak pada Gambar 3.30.

Gambar 3.30. Tampilan penerapan meshing

3.5.6. Penerapan Constraint

Pada penerapan constraint langkah perintahnya adalah pilih menu solution >Applay >structural >Displacment > on Node > on surface, lalu pilih bagian bawah Bola golf sebagai constraint. Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat seperti terlihat pada Gambar 3.31.

Gambar 3.31. Tampilan constraint

3.5.7. Penerapan Load

Untuk memasukkan nilai pembebanan dilakukan dengan cara: pilih menu solution >Applay >structural >Force/ Moment > on Node > on surface lalu pilih bagian atas untuk pemberian gaya seperti terlihat pada Gambar 3.32.

(55)

Gambar 3.32. Tampilan penerapan load.

3.5.8. Proses analisa.

Untuk menganalisa dilakukan dengan cara: pilih menu file > solve > current LS. Tampilan seperti tampak pada Gambar 3.33.

Gambar 3.33.Tampilan analisa.

Setelah proses sudah selesai maka akan muncul perintah Close. Dan untuk menampilkan hasil analisa dengan cara pilih: General portproc> plot result> nodal solution> sress. Dan untuk lebih jelas dilihat pada Gambar 3.34.

(56)

Tekan ok untuk memulai analisa. Biasanya memakan waktu 5-15 menit, tergantung kepada kesulitan dan mesh dari gambar dan untuk lebih jelas kita dapat melihat pada Gambar 3.35. dan Gambar 3.36.

Gambar 3.35. Diagram Alir Simulasi Dengan Ansys 12.

1 ₂

Berhasil ?

Tidak

Proses

Penentuan Ukuran Mesh Mendefenisikan MATERIAL

Mendefenisikan PROPERTIES

Pemodelan GEOMETRY ASSEMBLY

(57)

Gambar 3.36. Diagram Alir Simulasi Dengan Ansys 12 (Lanjutan)

Tidak

Proses

Berhasil ?

Menetapkan CONSTRAIN Menetapkan

BEBAN

Proses Penampilan Hasil • Distribusi Tegangan (FEA) • Titik konsentrasi tegangan

SELESAI

(58)

BAB 4

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini dilaporkan hasil kegiatan penelitian yang telah dikerjakan yang didahului dengan teknik pembuatan Bola golf polymeric foam diperkuat serat TKKS dan Bola golf polymeric foam diperkuat serat TKKS. Selanjutnya pada bab ini juga akan dibahas hasil uji impak yang menggunakan teknik uji bandul berupa pengamatan pola gelindingan bola golf polymeric foam dan bola golf pabrikan. Hasil pembuatan spesimen uji dapat dilihat pada Gambar 4.1. dimana bola golf PF berdiameter 43,37 mm dan berat 45,58 gram dan jumlah dimpel adalah sama dengan bola duplikat dimana jumlahnya 382. Dengan hasil ukuran bola golf PF bahwa bola golf sudah memenuhi dari standar USGA secara fisik.

Gambar 4.1.Bola golf polymericfoam 4.1 Hasil Pengujian

Hasil pengujian impak dengan menggunakan teknik uji bandul yang telah dilakukan dilapangan golf tasbih, dengan tiga daerah yang berbeda yaitu daerah menanjak ( Gambar 4.2) dan hasil ujinya kita dapat lihat di Tabel 4.1. dan Tabel 4.2. beserta Grafik 4.1 sebagai jarak gelindingan VS sudut ayun, didaerah mendatar (Gambar 4.3) hasil ujinya dapat dilihat pada Tabel 4.3. dan Tabel 4.4. beserta Grafik 4.2 sebagai jarak gelindingan VS sudut ayun. didaerah menurun (Gambar 4.4) dapat dilihat hasil ujinya pada Tabel 4.5. dan Tabel 4.6. beserta Grafik 4.3 sebagai jarak gelindingan VS sudut ayun, terhadap Bola golf polymericfoam dan Bola golf Pabrikan.bola tidak terlepas dari sifat kelentingan jadi data kelentingan dapat dilihat pada Tabel4.7.

(59)

Gambar 4.2. daerah menanjak. Gambar 4.3. daerah mendatar

Gambar 4.4. daerah menurun

Keterangan:

: arah break lapangan Untuk daerah menanjak

Tabel 4.1 Data hasil jarak gelindingan bola terhadap sudut impak Untuk daerah menanjak

L = 8000 mm Jarak

(cm)

Waktu (detik)

Berat bandul = 804 gr Unit

(60)

(cm)

θ

h1 h2 Δh

ΔEp (joule) Bola golf

pabrikan

75 19,5 10 22 55 32 0,25 80 1,2

75 21,1 20 22 57 35 0,27 162 1,4

75 23,5 30 22 67 45 0,35 280 1,8

75 27,6 40 22 72 50 0,39 336 2,2

Spesimen 1

75 19,5 10 22 55 32 0,25 47 1,2

75 21,1 20 22 57 35 0,27 129 1,6

75 23,5 30 22 67 45 0,35 210 2,0

75 27,6 40 22 72 50 0,39 315 2,3

Spesiment 2

75 19,5 10 22 55 32 0,25 50 1,3

75 21,1 20 22 57 35 0,27 136 1,6

75 23,5 30 22 67 45 0,35 214 1,9

75 27,6 40 22 72 50 0,39 320 2,3

Grafik 4.1. Jarak gelindingan VS sudut ayunan daerah menanjak

Tabel 4.2.Data hasil untuk memasukkan bola ke hole dengan Variasi sudut didaerah menanjak

Jarak spesiment Ө L r Y

1 meter Bola pabrikan 10 83 19 5

(61)

S2 10 52 51 1

Bola pabrikan 20 In In In

S1 20 In In In

S2 20 In In In

2 meter Bola pabrikan 20 154 56 7

S1 20 131 79 5

S2 20 138 74 2

Bola pabrikan 30 In In In

S1 30 In In In

S2 30 In In In

3 meter Bola pabrikan 30 248 67 9

S1 30 215 89 7

S2 30 221 82 4

Bola pabrikan 40 In In In

S1 40 In In In

S2 40 In In In

Untuk daerah menurun

Tabel 4.3.Data hasil jarak gelindingan bola terhadap sudut impak

L = 8000 mm Jarak

(cm)

Waktu (detik)

Berat bandul = 804 gr Unit

(mm)

(cm)

θ

h1 h2 Δh

ΔEp (joule) Bola golf

pabrikan

75 19,5 10 22 55 32 0,25 94 1,3

75 21,1 20 22 57 35 0,27 168 1,5

75 23,5 30 22 67 45 0,35 289 1,9

75 27,6 40 22 72 50 0,39 343 2,4

Untuk daerah menurun

Tabel 4.3 (Lanjutan).Data hasil jarak gelindingan bola terhadap sudut impak

L = 8000 mm Jarak

(cm)

Waktu (detik)

Lo Xo _Ө_{º h1 h2}Δh ΔEp (joule)

(62)

1 75 21,1 20 22 57 35 0,27 141 1,6

75 23,5 30 22 67 45 0,35 221 1,9

75 27,6 40 22 72 50 0,39 329 2,3

Spesiment 2

75 19,5 10 22 55 32 0,25 64 1,3

75 21,1 20 22 57 35 0,27 146 1,6

75 23,5 30 22 67 45 0,35 227 1,9

75 27,6 40 22 72 50 0,39 332 1,6

Grafik 4.2. Jarak gelindingan VS sudut ayunan

Tabel 4.4.Data hasil untuk memasukkan bola ke hole dengan Variasi sudut didaerah menurun

Jarak spesiment Өº L R Y

1 meter Bola pabrikan 10 92 18 5

S1 10 56 68 4

S2 10 62 71 7

Bola pabrikan 20 In In In

S1 20 In In In

S2 20 In In In

2 meter Bola pabrikan 20 157 58 3

S1 20 137 82 5

S2 20 145 72 4

(63)

S1 30 In In In

S2 30 In In In

3 meter Bola pabrikan 30 255 57 8

S1 30 221 91 6

S2 30 238 84 3

Bola pabrikan 40 In In In

S1 40 In In In

S2 40 In In In

Untuk daerah datar

Tabel 4.5.Data hasil jarak gelindingan bola terhadap sudut impak

L = 8000 mm Jarak

(cm)

Waktu (detik)

Berat bandul = 804 gr Unit

(mm)

(cm) Ө° h1 h2 Δh

ΔEp (joule) Bola golf

pabrikan

75 19,5 10 22 55 32 0,25 87 1,2

75 21,1 20 22 57 35 0,27 164 1,4

75 23,5 30 22 67 45 0,35 283 1,8

75 27,6 40 22 72 50 0,39 339 2,3

Untuk daerah datar

Tabel 4.5 (Lanjutan).Data hasil jarak gelindingan bola terhadap sudut impak

Jarak (cm)

Waktu (detik) Lo Xo _Ө_{º h1 h2}Δh ΔEp

(joule)

Spesimen 1

75 19,5 10 22 55 32 0,25 52 1,2

75 21,1 20 22 57 35 0,27 137 1,6

(64)

75 27,6 40 22 72 50 0,39 321 2,3

Spesiment 2

75 19,5 10 22 55 32 0,25 58 1,3

75 21,1 20 22 57 35 0,27 139 1,6

75 23,5 30 22 67 45 0,35 223 1,9

75 27,6 40 22 72 50 0,39 323 2,3

Grafik 4.3. Jarak gelindingan VS sudut ayunan

Tabel 4.6. Data hasil untuk memasukkan bola ke hole dengan Variasi sudut didaerah datar

Jarak spesiment Өº L r Y

1 meter Bola pabrikan 10 86 17 4

S1 10 57 63 2

S2 10 68 58 2

Bola pabrikan 20 In In In

S1 20 In In In

S2 20 In In In

2 meter Bola pabrikan 20 155 57 5

S1 20 133 80 3

S2 20 142 73 3

Bola pabrikan 30 In In In

S1 30 In In In

S2 30 In In In

(65)

S1 30 219 90 5

S2 30 229 83 2

Bola pabrikan 40 In In In

S1 40 In In In

S2 40 In In In

hasil data kelentingan bola golf polimericfoam Tabel 4.7. hasil data pengujian kelentingan

Keterangan:

h : Ketinggian awal

h’ : Ketinggian maksimal setelah tumbukan

4.2 Pola Kerusakan

4.2.1 Pola Kerusakan pada Bola Golf yang Terbuat dari Polymeric Foam Diperkuat TKKS

Untuk pukulan putter bola golf PF tidak mengalami kerusakan, hanya perbedaannya terhadap bola golf pabrikan adalah jarak gelindingannya dan kelentingannya, Pola kerusakan pada Bola golf yang terbuat dari polymeric foam diperkuat TKKS akibat Pitching berupa share . Dari hasil pengujian diperoleh kerusakan terjadi pada saat pukulan ke-3 yang dipukul oleh pegolf profesional dengan jarak pukul 9 meter dan kecepatan bola 0,6 detik, kerusakan pada lapisan luar bola golf PF dengan panjang retak 12 mm pada bagian samping bawah Bola

h (cm) h’ (cm) Bola golf pabrikan h’ (cm) Bola golf PF Jumlah pantulan Bola golf pabrikan Bola golf PF

120 cm 109 92 0,9532 0,876 34 16

100cm 91 79 0,9539 0,888 29 14

80cm 72 63 0,949 0,887 23 12

60cm 51 47 0,922 0,885 19 10

40cm 32 22 0,894

Rata-rata =0,93442

0,741 Rata-rata

=0,8554

(66)

golf PF yang dikenai beban impak dari pukulan pitching. Dan kita dapat melihat dari Gambar 4.5. pola kerusakannya dibawah ini.

Gambar 4.5 Kerusakan pada pukulan ke-3

4.3. Pola Kerusakan pada Simulasi Ansys 12.

Hasil simulasi distribusi tegangan pada spesimen akibat uji pukul pitching dari arah Solid VonMises diperlihatkan pada Gambar 4.6:

Gambar 4.6. Distribusi tegangan beban dari arah tegangan Solid VonMises

diketahui batas tegangan maksimum Solid Von Mises adalah.0,00324 MPa pada waktu 1 s dan tegangan minimumnya sebesar 0.000042 MPa.

Hasil simulasi distribusi tegangan pada spesimen akibat uji pukul pitching dari arah tegangan normal sumbu-X diperlihatkan pada Gambar 4.7:

(67)

Gambar 4.7. Distribusi tegangan beban dari arah tegangan normal sumbu-X

diketahui batas tegangan maksimum normal sumbu-X adalah 0,003248MPa pada waktu 1 s di elemen dan tegangan minimumnya sebesar -0,007533MPa.

Hasil simulasi distribusi tegangan pada spesimen akibat uji pukul pitching dari arah tegangan normal sumbu-Y diperlihatkan pada Gambar 4.8:

Gambar 4.8. Distribusi tegangan beban dari arah tegangan normal sumbu-Y

diketahui batas tegangan maksimum normal sumbu-Y adalah 0,006006MPa pada waktu 1 s dan tegangan minimumnya sebesar -0,0052Mpa.

Hasil simulasi distribusi tegangan pada spesimen akibat beban uji pukul pitching dari arah tegangan normal sumbu-Z diperlihatkan pada Gambar 4.9:

(68)

Gambar 4.9. Distribusi tegangan beban dari arah tegangan normal sumbu-Z

diketahui batas tegangan maksimum normal sumbu-Z adalah 0,002087 MPa pada waktu 0,9999 s tegangan minimumnya sebesar -0,00016456MPa.

(69)

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan penelitian dan analisa yang telah dilakukan dan dilaporkan pada bab-bab sebelumnya, maka kesimpulan dari hasil penelitian ini yaitu:

1. Proses pembuatan Bola golf komposit PF diperkuat serat TKKS dilakukan dengan teknik penuangan disertai pengadukan lambat dengan cetakan diletakkan pada posisi horizontal.

2. Dari hasil pengujian impak dengan metode penujian bandul didaerah menanjak diperoleh untuk bola polymeric foam. Dengan sudut ayun 40º menggelinding sejauh 315 cm untuk spesimen 1 dan spesimen 2 menggelinding sejauh 320 cm, sedangkan bola golf pabrikan menggelinding sejauh 336 cm. Untuk daerah mendatar dengan sudut ayun 40º untuk bola PF spesimen1 menggelinding sejauh 321 cm untuk spesimen 2 menggelinding sejauh 323 cm sedangkan bola golf pabrikan. Menggelinding sejauh 339 cm Didaerah menurun dengan sudut ayun 40º menngelinding sejauh 329 cm untuk spesimen 1 dan spesimen 2 menggelinding sejauh 332 cm sedangkan bola golf parikan menngelinding sejauh 336 cm.

Dari hasil pengujian impak dengan menggunakan stik iron 6 bola golf polymericfoam lebih lunak daripada bola golf pabrikan sehingga impak menjadi teredam akibatnya bola golf polymericfoam cendrung mudah rusak akibat shear dan gelindingan bola golf PF dan bola golf pabrikan cendrung sama dan perbedaanya pada jarak lintasan saja yaitu bola golf PF dan bola golf pabrikan diberikan sudut impak yang sama dengan metode ayunan bandul bola pabrikan lebih jauh diakibatkan bola golf pabrikan lebih keras.

3. Dari analisa hasil pengujian diperoleh untuk Bola Golf PF mengunakan softwere ansys 12 tegangan maksimumnya dengan metode impak adalah 0,00324MPa dan minimumnya 0,0000042 MPa. Untuk solid Von Mises dan tegangan normal sumbu x adalah maksimum 0.003247MPa dan minimum -0,0075MPa, untuk tegangan terhadap sumbu y maksimumnya 0.006006 MPa, minimumnya -0,0052 MPa. Dan untuk tegangan terhadap sumbu z maksimumnya adalah 0,002087 MPa sedngkan minimumnya -0,00016 MPa

(70)

5.2 Saran

1. Untuk pengembangan selanjutnya, peneliti menyarankan agar komposisi yang dipakai dalam pembuatan Bola golf polymericfoam diperkuat serat TKKS ditambah dengan material lain yang dapat menambah kekutan dan kekerasan Bola golf polymericfoam. 2. Penelitian mengenai penggunaan komposit serat TKKS ini diharapkan dapat menjadi

acuan dan alternatif baru dalam suatu pembuatan produk komposit yang akan datang bagi penelitian berikutnya.

3. Fenomena yang terjadi pada saat penuangan (casting) cairan campuran polymeric foam sangat menarik untuk diamati kiranya dapat menjadi riset lanjutan.

(71)

DAFTAR PUSTAKA

Syam, bustami.Rizal,samsul.Bhuana,khrisna.Zulfikar, Pembuatan dan Penyelidikan Perilaku Mekanik Material Polymeric Foam diperkuat Serat TKKS akibat Beban Statik dan Impak. MAESTRUCT 2010 Proceedings the 5th regional seminar on materials,energi, and structure.FAKULTAS TEKNIK: 2010.

Http://pdf-engine.com

Jones, R.M. Mechanics of Composites Material. Washington D.C. USA. Scripta Book Company: 1975.

Schwartz, M.M. Composite Material Handbook. Mc. Graw Hill: Book Company: 1984.

Justus Kimia Raya, PT. Technical Data Sheet. Jakarta: 2007.

Hashim, J. Pemprosesan Bahan, Edisi Pertama, Johor Bahru: Cetak Ratu Sdn. Bhd :2003.

Callister Jr, W.D. Material Science and Engineering: An Introduction. New York: John Wiley&Sons: 2004.

Van Vlack, Lawrence H., Djaprie, Sriati, dan Array. Ilmu dan Teknologi Bahan. Jakarta.

Johnson, W., Impact Strength of Material. London: Edward Arnold Press. 1972.

Gere, M.J., & Timoshenko, P.S., Mekanika Bahan, Terjemahan oleh Hans J. Wospakri. Jakarta: Penerbit Erlangga. 1987.

(72)

Hosford, William.F Mechanical Behaviour of Materials. University of Michigan, New York: Cambridge University Press. 2005.

(73)

Lampiaran 1 PRINT S NODAL SOLUTION PER NODE

***** POST1 NODAL STRESS LISTING ***** PowerGraphics Is Currently Enabled

LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0

NODAL RESULTS ARE FOR MATERIAL 1

NODE S1 S2 S3 SINT SEQV 1 1826.6 1068.7 -16.339 1842.9 1604.4 2 175.19 -4.2830 -85.885 261.07 231.33 3 4908.0 315.80 -2666.4 7574.4 6608.9 4 74.193 -4.0013 -144.07 218.26 191.53 6 1146.2 -1430.0 -3672.9 4819.1 4176.8 8 878.81 306.60 -318.49 1197.3 1037.2 10 717.98 -11.655 -134.20 852.18 798.00 12 537.71 2.0514 -194.33 732.04 656.27 14 383.76 -1.7334 -180.11 563.87 499.19 16 255.98 -1.2176 -149.21 405.19 355.13 19 176.32 19.569 -3.1633 179.48 169.26 21 355.76 58.274 -15.538 371.30 340.44 23 818.62 18.034 -99.744 918.36 865.50 25 2432.9 -199.65 -1177.9 3610.8 3234.6 27 8366.7 3547.9 -8438.7 16805. 14989. 29 7071.0 75.995 -1208.3 8279.2 7717.7

(74)

32 220.72 -463.67 -1464.7 1685.4 1468.1 34 836.72 -52.108 -9421.7 10258. 9844.1 36 1200.0 204.55 -742.67 1942.6 1682.5 38 433.92 21.084 -610.17 1044.1 910.78 40 309.58 -1.7471 -422.86 732.44 636.68 42 192.58 -3.1127 -275.83 468.41 407.48 45 1.5526 -31.754 -46.316 47.869 42.502 47 107.43 -8.0304 -174.31 281.74 245.31 49 340.52 -1.9164 -400.91 741.43 642.72 51 964.47 -22.202 -902.41 1866.9 1617.6 53 4096.8 -204.63 -1958.0 6054.8 5396.1 55 4847.4 109.03 -1218.9 6066.3 5523.4 412 2766.1 149.78 -1432.5 4198.6 3672.6 413 1825.6 -27.378 -938.58 2764.2 2439.8 414 1027.4 47.985 -618.92 1646.3 1434.3 415 536.72 -5.8862 -362.17 898.89 784.02 416 282.24 -5.2705 -167.33 449.57 394.36 417 149.14 -4.3224 -63.559 212.70 190.14 418 105.70 -2.2783 -39.265 144.97 130.47 419 163.41 -3.3837 -110.07 273.47 238.73 420 249.75 -2.5239 -210.32 460.08 399.06

(75)

***** POST1 NODAL STRESS LISTING ***** PowerGraphics Is Currently Enabled

LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0

NODAL RESULTS ARE FOR MATERIAL 1

NODE S1 S2 S3 SINT SEQV 421 355.96 0.90164 -349.36 705.32 610.83 422 486.37 -3.9748 -521.26 1007.6 872.73 423 1349.4 381.04 -768.50 2117.9 1836.4 424 2213.6 1015.3 -881.54 3095.1 2703.1 425 3890.9 -302.83 -1944.9 5835.8 5212.5 426 1707.9 446.20 -774.80 2482.7 2150.2 427 543.88 -32.315 -52.662 596.54 586.63 428 309.96 104.04 -19.102 329.06 287.96 429 279.91 44.679 -10.648 290.56 267.23 430 244.57 -0.95580 -21.628 266.20 256.49 431 268.52 -3.3257 -67.987 336.51 309.29 432 343.39 -0.83761 -89.917 433.30 396.34 433 446.24 -4.5326 -103.89 550.13 507.79 434 561.40 20.726 -132.70 694.11 631.53 435 651.26 29.350 -238.44 889.70 790.59 436 -38.136 -1429.4 -2101.8 2063.6 1823.0 437 1399.7 3.1168 -616.71 2016.4 1789.0 438 643.90 -14.599 -268.34 912.25 815.54 439 412.36 0.60953 -133.77 546.14 492.88

(76)

440 291.78 -0.82885 -59.765 351.54 326.09 441 220.03 -4.5157 -33.510 253.54 240.36 442 182.55 0.33183 -39.081 221.63 204.79 443 224.81 -3.5842 -85.837 310.65 278.78 444 306.45 -2.8284 -207.40 513.85 448.08 445 423.51 2.4488 -332.87 756.38 656.44 446 479.78 -24.893 -493.01 972.78 842.65 447 -989.69 -1076.9 -2438.6 1448.9 1407.3 448 1203.2 -117.48 -796.00 1999.2 1760.9 449 614.05 -53.156 -331.23 945.28 841.44 450 323.79 21.281 -8.3078 332.10 318.34 451 307.38 30.502 -11.123 318.50 299.86 452 300.88 -0.18651 -8.0469 308.92 305.07 453 296.64 -2.2572 -32.702 329.35 315.23 454 339.14 -3.0059 -44.019 383.16 364.39 455 403.66 -1.9308 -59.844 463.50 437.43 456 507.63 3.0606 -94.258 601.89 559.61 457 662.61 43.797 -177.35 839.96 754.11

(1)

902 31.416 95.634 -149.42 124.40 286.55 6.9049 903 17.072 306.40 -204.95 265.69 242.38 -50.926 904 -33.491 574.16 388.11 506.43 514.73 35.199 905 -163.74 1445.4 389.92 137.89 264.28 -95.968 906 -1079.3 512.69 -1504.9 -127.74 415.81 197.13 907 3247.6 4779.1 931.16 -1215.3 654.05 -214.38 908 -7533.1 -2930.7 -9310.1 -2617.9 -1814.2 -1212.8 909 1844.6 -5204.2 -209.26 253.50 -1736.0 1600.8 910 -30.212 -521.46 -521.82 -219.35 -769.10 -336.72 911 -76.750 -96.772 -403.11 -42.858 -274.89 -129.30 912 -48.180 -64.021 -435.51 36.149 -44.042 -95.267 913 -7.6029 -0.49683 -467.98 4.4570 117.99 -53.557 914 41.015 113.29 -735.83 -101.24 269.70 15.884 915 -3.2049 274.14 -674.96 -349.54 404.20 298.61 916 -440.07 320.06 -667.82 -529.15 263.01 725.14 917 -1106.6 -390.72 -3578.6 162.74 694.23 -20.560 918 516.39 189.37 -2874.1 434.78 803.87 -247.52 919 -3652.0 2473.0 -12284. 253.98 -1890.8 -531.63

(2)

***** POST1 NODAL STRESS LISTING ***** PowerGraphics Is Currently Enabled

LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0

NODAL RESULTS ARE FOR MATERIAL 1

THE FOLLOWING X,Y,Z VALUES ARE IN GLOBAL COORDINATES

NODE SX SY SZ SXY SYZ SXZ 920 329.06 1520.9 2329.6 2027.7 -1700.5 -495.63 921 106.46 514.35 -395.24 553.62 -415.95 103.75 922 -1.9701 232.19 -113.16 155.45 -197.73 57.313 923 -26.453 22.253 -224.98 17.932 -16.399 72.351 924 -20.978 -33.963 -274.05 -27.743 123.09 62.704 925 1.5321 53.673 -450.76 32.751 277.22 61.759 926 91.091 252.39 -582.55 316.86 294.33 -170.37 927 -120.93 316.72 141.92 364.47 15.933 -274.60 928 -979.38 392.23 -3445.0 308.32 160.84 72.172 929 -531.04 595.19 -1484.0 -382.92 524.76 386.32 930 511.09 800.43 -2316.5 -702.44 593.05 1606.4 931 -3264.5 522.26 -11141. -936.17 1339.3 -765.53 932 -2784.4 1259.8 -8610.2 1233.9 -1850.1 1325.0 933 -2403.5 -496.52 20872. 423.17 -1166.3 11764. 934 -220.70 -3.3707 -452.21 -197.55 -605.69 -223.47 935 -128.30 -81.721 -840.16 44.579 -225.58 -207.91 936 -35.512 -12.976 -843.47 28.152 78.221 -107.65

(3)

937 119.93 184.63 -1250.6 -312.79 340.15 259.61 938 109.52 318.13 -866.40 -823.89 808.36 561.52 939 -789.05 1425.6 146.52 -439.49 601.59 619.27 940 321.39 96.602 -4673.4 -684.85 -1747.8 -328.96 941 -4158.0 1128.5 -13087. 280.73 1217.6 -1247.8 942 186.61 129.07 119.30 1601.5 -2124.3 455.87 943 13.653 72.450 -850.54 325.86 -442.35 267.71 944 -25.285 75.088 -658.43 105.30 -182.25 170.29 945 -56.194 81.834 -818.18 -20.323 -3.2362 114.20 946 245.75 52.243 -1212.1 219.80 286.05 -99.047 947 12.623 -10.631 -732.19 515.26 485.91 -483.88 948 -307.26 1170.0 18.782 463.77 180.38 -308.91 949 -628.89 1044.9 -2615.2 221.35 -481.26 650.42 950 -2746.5 -135.44 -13499. -6865.0 -3432.6 -15519. 951 -359.77 428.06 -2422.7 -196.65 -1528.9 1365.5 952 -1954.8 513.91 -9907.2 -771.84 2081.3 338.76 953 -1115.4 -863.77 -13157. 787.98 136.59 1490.4 954 -718.52 -836.70 -2210.3 -115.56 -2.5733 -292.12

(4)

***** POST1 NODAL STRESS LISTING ***** PowerGraphics Is Currently Enabled

LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0

NODAL RESULTS ARE FOR MATERIAL 1

THE FOLLOWING X,Y,Z VALUES ARE IN GLOBAL COORDINATES

NODE SX SY SZ SXY SYZ SXZ 955 -1957.0 1294.8 -5344.3 -312.40 5297.2 -172.22 956 -348.75 -182.38 -1690.5 55.717 -402.67 -492.06 957 81.072 88.404 -1420.0 -78.898 287.39 -16.326 958 219.52 106.47 -915.06 -530.04 519.73 538.45 959 -568.55 819.46 -6585.4 404.69 -3450.6 -142.84 960 1094.2 284.66 1159.0 69.574 1028.1 241.60 961 -2508.3 51.929 -16456. 22.928 5200.7 -1644.3 962 -129.92 -618.23 -326.38 168.20 -1257.9 165.67 963 -55.285 22.550 -1499.2 125.63 -414.92 319.10 964 -263.20 450.40 -1223.2 222.59 23.645 69.167 965 256.35 165.77 -1852.7 -167.92 384.75 -663.98 966 -459.71 875.18 -3208.0 172.90 -505.07 506.78 967 262.54 703.37 -4345.3 207.92 -1919.9 1376.2 968 -921.15 299.21 -2317.2 -240.24 -535.64 111.77 969 -4545.1 -89.406 -4530.0 292.86 -279.06 -653.64 970 1884.2 332.64 -5936.2 -20.615 -3223.7 1492.1 971 -200.32 7.6300 -3225.4 -455.65 -1296.6 -459.21

(5)

972 -190.05 3.9300 -1756.7 141.54 -187.07 -242.85 973 677.61 -89.395 -1243.6 -617.74 -11.381 1584.2 974 28.184 535.07 1617.2 -510.95 -177.84 507.41 975 -218.82 -228.45 -7260.5 954.51 -2610.4 377.86 976 -171.49 0.27735 -3445.6 130.76 -967.79 334.38 977 61.783 172.87 -2231.3 105.05 -179.07 172.40 978 -106.85 1393.4 -2378.7 64.976 -893.02 22.459 979 -148.47 500.22 -2504.4 610.26 -963.89 -364.06 980 230.85 -98.556 -2629.6 -43.833 254.98 259.68 981 515.62 67.485 -2195.6 469.49 636.31 245.92 982 -1063.4 -91.801 -15830. -345.51 2723.8 -1612.9 983 -1113.4 -674.24 -9835.8 1185.2 1952.4 3088.2 984 -561.03 -464.91 -4090.7 779.84 -70.619 -320.83 985 -1602.5 385.70 -211.86 -153.12 -444.70 70.869 986 1531.8 -245.61 -5984.2 -1232.3 1197.9 2408.2 987 -815.75 -1084.5 -5910.0 -811.41 -2582.9 -577.83 988 464.63 536.58 -4072.2 550.25 -7055.1 1300.2 989 1187.5 961.36 -784.74 -116.53 -654.72 149.12

(6)

***** POST1 NODAL STRESS LISTING ***** PowerGraphics Is Currently Enabled

LOAD STEP= 1 SUBSTEP= 1 TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0

NODAL RESULTS ARE FOR MATERIAL 1

THE FOLLOWING X,Y,Z VALUES ARE IN GLOBAL COORDINATES

NODE SX SY SZ SXY SYZ SXZ 990 51.966 -807.01 -4502.2 -364.45 -956.51 -102.52 991 -744.01 -1101.5 -7154.9 220.91 -3728.3 -2434.5 992 -641.82 -321.87 -4089.8 115.22 -4137.1 1557.4 993 -155.71 259.11 -1724.9 231.81 -5287.5 -2164.1 994 1105.8 228.55 -3513.5 -324.45 -50.004 574.01

MINIMUM VALUES

NODE 908 909 961 950 988 950

VALUE -7533.1 -5204.2 -16456. -6865.0 -7055.1 -15519.

MAXIMUM VALUES

NODE 907 27 933 425 955 933

Performansi Respon Mekanik Bola Golf Polmeric Foam Yang Diperkuat Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (Tkks) Terhadap Beban Impak