BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pendahuluan
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat mekanis dari material komposit yang divariasikan dengan komposisi serat sabut kelapa dengan matriks
resin dengan jenis BQTN 157. Pengujian yang dilakukan adalah pengujian tarik tensile strenght, pengujian kekerasan hardness. Dan pada bab IV ini akan di
bahas hasil dari pengujian yang di lakukan
4.2 Hasil Pengujian
Hasil pengujian pada penelitian ini meliputi hasil pengujian dari sifat mekanisnya seperti pengujian tarik, dan pengujian kekerasan.
4.2.1 Hasil Uji Tarik
Berikut ini adalah hasil pengujian dan tabel hasil pengujian untuk tegangan, regangan dan modulus elastisitas dari hasil uji kekuatan tarik:
Tegangan σ Tegangan pada uji tarik merupakan berat beban P dibagi dengan luas
penampang A pada sepesimen. Maka hasil perhitungan tegangan pada untuk setiap spesimennya sama. Dapat dihitung dengan persamaan berikut:
σ =
� �
…………………………….. 1 Dimana :
σ = Tegangan Nmm
2
A = Luas penampang mm
2
P = Beban pada Maksimal N Regangan
ε
Regangan pada uji tarik merupakan perpanjangan ΔL dibagi dengan panjang awal L
pada sepesimen dikali dengan 100. Maka hasil
Universitas Sumatera Utara
perhitungan tegangan pada untuk setiap spesimennya sama. Dapat dihitung dengan persamaan berikut:
ε =
∆� ��
×100
…………………………….. 2 Dimana:
ε
= Regangan ΔL = Perpanjangan mm
L
f
= Panjang Akhir mm L
= Panjang Awal mm
Modulus elastis E Modulus elastisitas pada uji
tarik merupakan tegangan σ dibagi dengan regangan
ε
pada sepesimen. Maka hasil perhitungan tegangan pada untuk setiap spesimennya sama. Dapat dihitung dengan persamaan berikut:
E
=
σ ε
…………………………….. 3 Dimana: E = Modulus Elastisitas Nmm
2
σ = Tegangan Nmm
2
ε = Regangan
Tabel 4.1 Data hasil uji tarikmulur spesimen
Serat Sampel
Tebal mm
Lebar mm
LuasAo mm²
Gaya pada
saat putus
kg.f Panjang
spesimen L0
mm Pertambahan
panjang ΔL mm
A1
7 12
84 146,948
83 3,33562
A2 7,01
12 84,12
154,573 82
3,42970
Universitas Sumatera Utara
A3 6,61
12 79,32
161,586 85
3,57132
10 B1
6,75 12
81 116,713
86 4,38815
B2 6,84
13 88,92
106,009 85
3,63945 B3
7,57 12
90,84 102,474
85 3,71873
20 C1
6,43 13
83,59 44,361
85 4,38608
C2 6,5
13 84,5
87,401 85
4,05658 C3
6,02 12
72,24 73,597
90 4,35928
30 D1
6,12 13
79,56 10,572
87 3,94791
D2 6,38
13 82,94
12,287 87
4,66591 D3
6,24 13
81,12 10,24
85 7,34755
Dari hasil pengujian tabel 4.1 diperoleh beban tarik maksimum pada campuran serat 0 dengan resin 100 sebesar 161,586 kgf, sedangkan beban
tarik minimum pada campuran serat 30 dengan resin 70 sebesar 9,24 kgf.
Perhitungan
Berdasarkan tabel di atas, maka kekuatan tarik, kemuluran dan modulus elastis spesimen dapat dicari berdasarkan perhitungan sebagai berikut:
1kgf=9,807N. Luas penampang awal Ao 0 serat : 100 Resin Sampel A1 adalah :
Ao = 7mm x 12mm = 84mm²
Fmaks = 146,948 x 9,807N = 1441,119036N
Universitas Sumatera Utara
Maka kekuatan tarik maks σstress spesimen adalah :
σmaks =
����� ��
=
1441 ,119036 84
=
17,156179Mpa Regangan
ε merupakan perbandingan antara pertmabhan panjang dengan panjang mula-mula Lo dimana panjang mula-mula spesimen 83mm dan pertambahan
panjang spesimen 3,33562mm maka di peroleh :
ε =
ΔL ��
�100 =
3,33562 83
� 100 = 4,0188
Modulus elastis E merupakan konstanta dari perbandingan lurus antara tegangan dan regangan. Besarnya modulus ini sama dengan angka kemiringan dari kurva
tegangan – regangan yang berupa garis lurus pada bagian yang dekat ke titik 0.
E=
σmaks ε
=
17,156179 0,04188
= 426,89805
Untuk spesimen selanjutnya dapat diperoleh dengan menggunakan rumus yang sama seperti di atas, dan hasilnya terdapat pada tabel berikut:
Tabel 4.2 Hasil HitunganOlah Data
W Serat
Sampel Kekuatan
Tarik Mpa
Elongasi Modulus
Elastisitas Mpa
A1 17,15617
4,1088 426,89805
A2 18,02065
4,1825 430,9085
A3 19,97823
4,2015 475,49687
B1 14,13091
5,1025 276,94091
Universitas Sumatera Utara
Dari hasil perhitungan uji tarik yang telah dilakukan, maka diperoleh 4 sampel yang memiliki kondisi optimum, yaitu :
1. Sampel A3 dengankomposisi 0 serat : 100 Resin
2. Sampel B1 dengankomposisi 10 serat : 90 Resin
3. Sampel C2 dengankomposisi 20 serat : 80 Resin
4. Sampel D2 dengankomposisi 30 serat :70 resin
Berikut adalah kurva stress vs strain dari spesimen pada kondisi optimum: 1. Sampel A3 dengan komposisi 0 serat : 100 Resin
10 B2
11,69174 4,2817
273,06303 B3
11,06299 4,374
252,92615
20 C1
5,20454 5,61
100,8631 C2
10,14368 4,772
210,7414 C3
9,99122 4,843
206,3022
30 D1
1,30316 4,537
28,72294 D2
1,45284 5,363
27,09006 D3
1,11706 8,086
12,9229
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.1 Kurva stress vs strainsampel A3 dengan komposisi 0serat : 100 resin.
Penjelasan Gambar : Gambar merupakan gambar dari kurva hasil pengujian tarik kondisi
optimum pada komposisi 0serat : 100 resinsampel A3 yang sudah dilakukanpengujian. Dimulai dari titik nol yang merupakan awal dari penarikan
spesimen, pergerakan garis menuju keatas menunjukkan kenaikan tarik yang diberikan pada spesimen hingga putus, sedangkan pergerakan garis menuju
kekanan menunjukkan kenaikan nilai regangan.garis bergerak perlahan dari titik nol menuju titik kekuatan tarik maksimal. Sampai dititik maksimalyang
merupakan titik puncak dan diketahui sebesar 19,97823MPayang kemudian garis pada kurva turun secara vertikal kebawah yang artinya spesimen yang diuji putus
dengan regangan sebesar 4,2015.
2. Sampel B1 dengan komposisi 10 serat : 90 Resin
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.2 Kurva stress vs strain sampel B1 dengan komposisi 10serat :90 resin.
Penjelasan Gambar : Gambar merupakan gambar dari kurva hasil pengujian tarik kondisi
optimum pada komposisi 10serat : 90 resinsampel B1 yang sudah dilakukanpengujian. Dimulai dari titik nol yang merupakan awal dari penarikan
spesimen, pergerakan garis menuju keatas menunjukkan kenaikan tarik yang diberikan pada spesimen hingga putus, sedangkan pergerakan garis menuju
kekanan menunjukkan kenaikan nilai regangan.garis bergerak perlahan dari titik nol menuju titik kekuatan tarik maksimal. Sampai dititik maksimalyang
merupakan titik puncak dan diketahui sebesar 14,13091MPayang kemudian garis pada kurva turun secara vertikal kebawah yang artinya spesimen yang diuji putus
dengan regangan sebesar 5,1025.
Universitas Sumatera Utara
3. Sampel C2 dengan komposisi 20 serat : 80 Resin
Gambar 4.3 Kurva stress vs strainsampel C2 dengan komposisi 20serat : 80 resin.
Penjelasan Gambar : Gambar merupakan gambar dari kurva hasil pengujian tarik kondisi
optimum pada komposisi 20serat : 80 resinsampel C2 yang sudah dilakukanpengujian. Dimulai dari titik nol yang merupakan awal dari penarikan
spesimen, pergerakan garis menuju keatas menunjukkan kenaikan tarik yang diberikan pada spesimen hingga putus, sedangkan pergerakan garis menuju
kekanan menunjukkan kenaikan nilai regangan.garis bergerak perlahan dari titik nol menuju titik kekuatan tarik maksimal.Sampai dititik maksimalyang
merupakan titik puncak dan diketahui sebesar 10,14368MPayang kemudian garis pada kurva turun secara vertikal kebawah yang artinya spesimen yang diuji putus
dengan regangan sebesar 4,772.
Universitas Sumatera Utara
4. Sampel D2 dengan komposisi 30 serat :70 resin
Gambar 4.4 Kurva stress vs strain sampel D2 dengan komposisi 30serat :70 resin.
Penjelasan Gambar : Gambar merupakan gambar dari kurva hasil pengujian tarik kondisi
optimum pada komposisi 30serat : 70 resinsampel D2 yang sudah dilakukanpengujian. Dimulai dari titik nol yang merupakan awal dari penarikan
spesimen, pergerakan garis menuju keatas menunjukkan kenaikan tarik yang diberikan pada spesimen hingga putus, sedangkan pergerakan garis menuju
kekanan menunjukkan kenaikan nilai regangan.garis bergerak perlahan dari titik nol menuju titik kekuatan tarik maksimal.Sampai dititik maksimalyang
merupakan titik puncak dan diketahui sebesar 1,45284MPayang kemudian garis pada kurva turun secara vertikal kebawah yang artinya spesimen yang diuji putus
dengan regangan sebesar 5,363.
4.2.2 Hasil Uji Kekerasan
Kekerasan merupakan ukuran ketahanan beban terhadap deformasi tekan.Sebuahindentor yang keras di tekankan kepermukaan spesimen yang di uji.
Universitas Sumatera Utara
Depormasi yang terjadi merupakan kombinasi perilaku elastis dan plastis, akan tetapi kekerasan umumnya hanya berkaitan dengan sifat plastis dan hanya
sebagian kecil bergantung pada sifat elastis. Pengujian kekerasan dalam penelitian ini dilakukan agar dapat di ketahui pengaruh pencampuran serat serat sabut kelapa
terhadap Polyester Resin BQTN 157 Penghitungan nilai kekerasan dari benda uji yang dilakukan dalam
penelitian ini adalah dengan menggunakan skala Rockwell dengan nilai RHNRockwell Hardness Number disesuaikan dengan tabel kekerasan.
Tabel nilai RHN material komposit dapat dilihat pada tabel berikut: Tabel 4.3 tabel nilai RHN
Spesimen Sampel
Rockwell Hardness Number RHN
Nilai Rata-rata
Spesimen A 100 resin
A1 A2
A3 78,77
77,51 76,61
77,63
Spesimen B 90 resin
B1 B2
B3 13,65
11,94 13,44
13,01
Spesimen C 80 resin
C1 C2
C3 10,97
10,53 10,93
10,81
Spesimen D 70 resin
D1 D2
9,03 8,36
9,053
Universitas Sumatera Utara
D3 9,77
Pada tabel 4.3 diperoleh nilai hasil uji kekerasan maksimum pada spesimen A 100 resin nilai RHN 78,77 sedangkan nilai hasil uji tarik minimum pada
spesimen D 70 resin nilai RHN 8,36.
Grafik nilai RHN rata-rata material komposit dengan persen serat pembentuk material komposit dapat dilihat pada gambar berikut:
Gambar 4.5 grafik nilai RHN
4.3 DISKUSI HASIL PENELITIAN
Kategori