15 Enginering Stess σ :
2.1 dimana :
F
maks
= Beban yang diberikan terhadap penampang spesimen N A
= Luas penampang awal spesimen sebelum diberikan pembebanan m
2
= Enginering Stress Nm
2
Enginering Strain :
2.2 dimana :
= Enginering Strain l
= Panjang mula-mula spesimen sebelum pembebanan Δl
= Pertambahan panjang Hubungan antara stress dan strain dirumuskan:
2.3 dimana :
E = Modulus Elastisitas atau Modulus Young Nm
2
= Enginering Stress Nm
-2
= Enginering Strain
2.6.3 Pengujian Kekuatan Lentur Bending Strength ASTM D 790
Spesimen yang akan diuji kekuatan lenturnya memiliki bentuk slab dan pengujian dilakukan dengan perlakuan uji tiga titik tekuk three point bend test.
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui besarnya kekuatan lentur dari material komposit. Pengujian dilakukan dengan jalan memberi beban lentur secara perlahan-
lahan sampai spesimen mencapai titik lelah. Pada perlakuan uji bending bagian atas spesimen mengalami proses penekanan dan bagian bawah mengalami proses tarik
Universitas Sumatera Utara
16 sehingga akibatnya spesimen mengalami patah bagian bawah karena tidak mampu
menahan tegangan tarik. Dimensi balok dapat kita lihat pada gambar berikut ini [18]:
Gambar 2.2 Penampang Uji Bengkok [18]
Momen bending yang terjadi pada komposit dapat dihitung dengan persamaan :
2.4 Menentukan kekuatan bending menggunakan persamaan [18]:
2.5 Sedangkan untuk menentukan modulus elastisitas bending menggunakan
rumus sebagai berikut [15] :
2.6 dimana:
M = momen bending
b
= kekuatan bending MPa P
= beban yang diberikan N L
= jarak antara titik tumpuan mm b
= lebar spesimen mm d
= tebal spesimen mm = defleksi mm
Eb = modulus elastisitas MPa
Sedangkan kekakuan dapat dicari dengan persamaan [18]: 2.7
Universitas Sumatera Utara
17 2.8
dimana : D : kekakuan Nmm
2
E : modulus elastisitas Nmm
2
I : momen inersia mm
4
b : lebar mm d : tinggi mm
2.6.4 Pengujian Kekuatan Bentur Impact Strength ASTM D 4812-11
Pengujian impact bertujuan untuk mengukur berapa energi yang dapat diserap suatu material sampai material tersebut patah. Pengujian impact merupakan respon
terhadap beban kejut atau beban tiba-tiba beban impact [19]. Pengujian ini biasanya mengikuti dua metode yaitu metode Charpy dan Izod
yang dapat digunakan untuk mengukur kekuatan impak, yang kadang juga disebut seabgai ketangguhan ketok notch toughness. Untuk metode Charpy dan Izod,
spesimen berupa dalam bentuk persegi dimana terdapat bentuk V-notch Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Spesimen V-Notch Metoda Charpy dan Izod [20] Spesimen Charpy berbentuk batang dengan penampang lintang bujur sangkar
dengan takikan V oleh proses permesinan gambar 2.4a. Mesin pengujian impact diperlihatkan secara skematik dengan gambar 2.4b. Beban didapatkan dari
tumbukan oleh palu pendulum yang dilepas dari posisi ketinggian h. Spesimen diposisikan pada dasar seperti pada gambar 2.4b tersebut. Ketika dilepas, ujung
Universitas Sumatera Utara
18 pisau pada palu pendulum akan menabrak dan mematahkan spesimen ditakikannya
yang bekerja sebagai titik konsentrasi tegangan untuk pukulan impact kecepatan tinggi. Palu pendulum akan melanjutkan ayunan untuk mencapai ketinggian
maksimum h ’ yang lebih rendah dari h. Energi yang diserap dihitung dari perbedaan
h’ dan h mgh –mgh’, adalah ukuran dari energi impact. Posisi simpangan lengan pendulum te
rhadap garis vertikal sebelum dibenturkan adalah α dan posisi lengan pendulum terhadap garis vertikal setelah membentur spesimen adalah β. Dengan
mengetahui besarnya energi potensial yang diserap oleh material maka kekuatan impact
benda uji dapat dihitung [19]. Eserap = energi awal
– energi yang tersisa = m.g.h
– m.g.h’ = m.g.R
– R.cos α – m.g.R – R.cos β Esrp
= m.g.R.cos β – cos α 2.9
dimana : Esrp : energi serap J
m : berat pendulum kg = 20 kg
g : percepatan gravitasi ms2 = 10 ms
2
R : panjang lengan m = 0,8 m
α : sudut pendulum sebelum diayunkan = 30
o
β : sudut ayunan pendulum setelah mematahkan spesimen
Harga impact dapat dihitung dengan : 2.10
dimana : HI : Harga Impact Jmm
2
Esrp : energi serap J Ao : Luas penampang mm
2
Universitas Sumatera Utara
19 Gambar 2.4 Peralatan Uji Bentur
a Spesimen yang digunakan untuk uji bentur, b Skematik peralatan uji bentur [19]
Keretakan akibat uji bentur ada tiga bentuk, yaitu [18]: 1.
Patahan getas Permukaan patahan terlihat rata dan mengkilap, kalau potongan-potongannya
kita sambungkan lagi, ternyata keretakannya tidak disertai dengan
deformasinya bahan. Patahan jenis ini mempunyai harga impact yang rendah. 2.
Patahan liat Permukaan patahan ini tidak rata, nampak seperti buram dan berserat, tipe ini
mempunyai harga impact yang tinggi. 3.
Patahan campuran Patahan yang terjadi merupakan campuran dari patahan getas dan patahan
liat. Patahan ini paling banyak terjadi. Semakin besar posisi sudut β akan semakin getas, demikian sebaliknya.
Artinya pada material getas, energi untuk mematahkan material cenderung semakin kecil, demikian sebaliknya [19].
Universitas Sumatera Utara
20
2.6.5 Analisa Penyerapan Air Water Absorption ASTM D 570
