26
2.12 Fraksi Volume
Jika fraksi volume adalah perbandingan volume bahan pembentuk komposit terhadap volume komposit.
Misal :
Vr
= Reinforcing
Vm
= Matrik
Vcat
= Katalis
Vcom
= 100 Maka :
, Vkomposit
Vcat Vm
Vr
2.6
2.13 Presentasi Jumlah Serat
Presentase jumlah serat mempengaruhi karakteristik dari komposit yang dihasilkan. Presentase dapat dihitung berdasarkan fraksi volume maupun fraksi
berat komposit. Fraksi volume merupakan rasio antara volume komponen peyusun dengan volume total komposit. Berikut ini adalah persamaan-persamaan
perhitungan presentase serat berdasarkan fraksi volume komposit. Pada bahan komposit, jumlah fraksi volume komponen penyusunnya sama
dengan satu, dan dengan mengasumsikan tidak adanya rongga udara:
Vm
Vf
1, 2.7
Dengan :
Vf
= fraksi volume serat
Vm
= fraksi volume matrik Sedangkan fraksi berat dapat dituliskan
, 1
Wm
Wf
2.8 Dengan :
Wf
= fraksi berat serat PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
Wm
= fraksi berat matrik Massa jenis total komposit merupakan gabungan dari massa jenis komponen
penyusunnya :
mVm fVf
c
, 2.9
Dengan : c
= massa jenis komposit
f
= massa jenis serat
Vf
= fraksi volume serat m
= massa jenis matrik
Vm
= fraksi volume matrik Persamaan diatas dapat ditulis sebagai berikut:
c
=
1 Vf
m fVf
c
=
, m
Vf m
f
2.10 Sehingga fraksi volume serat dapat diketahui dari persamaan:
Vf
=
,
m f
m c
2.11 Dengan mengetahui besar massa jenis total komposit dan komponen
penyusunnya maka fraksi volume serat akan dapat diketahui. Fraksi volume serat dalam komposit merupakan parameter penting dalam mengatur sifat mekanik
komposit lamina yang dihasilkan. Pada umumnya besar fraksi volume bahan komposit sekitar 20 sampai 60, tergantung serat yang digunakan dan
disesuaikan dengan kebutuhan.
2.14 Rumus Perhitungan Tegangan dan Regangan
Pada pengujian tarik yang dilakukan, hasilnya berupa
print-out
grafik hubungan beban dan pertambahan panjang. Untuk menghitung besarnya kekuatan
28
tarik dari pengujian tersebut, maka rumus yang digunakan adalah rumus tegangan, yaitu:
A P
, 2.12
Dimana :
= kekuatan tarik kgmm
2
P = beban kg A = luas penampang mm
2
= lebar x tebal
Hasil dari pengujian tarik juga dapat digunakan untuk mencari regangan dari benda uji, yaitu dengan menggukan rumus :
100
Lo L
, 2.13
Dimana :
= regangan L
= pertambahan panjang mm
Lo
= panjang mula-mula mm
2.15 Sifat Mekanik
Sifat mekanik bahan komposit berbeda dengan bahan konvensional lainnya. Tidak seperti bahan teknik lainnya yang pada umumnya bersifat homogen isotropik.
Sifat heterogen bahan komposit terjadi karena bahan komposit tersusun atas dua atau lebih bahan yang mempunyai sifat-sifat mekanis yang berbeda sehingga
analisis mekanik komposit berbeda dengan bahan teknik konvensional. Sifat mekanik bahan komposit merupakan fungsi dari:
1. Sifat mekanik komponen penyusunnya
2. Geometri susunan masing-masing komponen
3. Inter fase antar komponen
Mekanika komposit dapat dianalisis dari dua sudut pandang yaitu dengan analisa mikro dan analisa makro mekanik, dimana analisa mikro bahan komposit
29
dengan memperlihatkan sifat-sifat mekanik bahan penyusunnya dan hubungan antara komponen penyusunnya tersebut dengan sifat-sifat akhir dari komposit yang
dihasilkan. Sedangkan analisis makro mekanik memperlihatkan sifat-sifat bahan komposit secara umum tanpa memperlihatkan sifat maupun hubungan antar
komponen penyusunnya Jones, R.M, 1975:11.
2.16 Kelebihan Bahan Komposit
Bahan komposit mempunyai beberapa kelebihan dibanding dengan bahan konvensional seperti logam. Kelebihan tersebut pada umum nya dapat dilihat dari
beberapa sudut yang penting seperti sifat-sifat mekanil dan fisikal, keupayaan reliability, layak dalam pembuatan, dan biaya. Seperti yang diuraikan dibawah
ini: a.
Sifat-sifat mekanikal dan fisikal Pada umum nya pemilihan bahan matriks dan serat memainkan peranan
penting dalam menentukan sifat-sifat mekanik dan sifat komposit. Gabungan matrik dan serat dapat menghasilkan komposit yang mempunyai kekuatan dan
kekakuan yang lebih tinggi dari bahan konvensional seperti : 1.
Bahan komposit mempunyai density yang jauh lebih rendah dibanding dengan bahan konvenional. Hal ini memberikan implikasi yang penting dalam kontek
penggunaan karena komposit akan mempunyai kekuatan dan kekakuan spesifik yang lebih tinggi dari bahan konvensional.
2. Dalam industri angkasa lepas terdapat kecenderugan untuk menggantikan
komponen yang dibuat dari logam dengan komposit, kerena teah terbukti komposit mempunyai rintangan terhadap fatigue yang baik terutama komposit
yang menggunakan serat karbon. 3.
Bahan komposit juga mempunyai kelebihan dari segi versatility berdaya guna yaitu produk yang mempunyai gabungan sifat-sifat yang menarik yang dapat
dihasilkan dengan mengubah sesuai jenis matriks dan serat yang digunakan. 4.
Masa jenis rendah ringan 5.
Lebih kuat dan lebih ringan 6.
Perbandingan kekuatan dan berat yang menguntungakan 7.
Lebih kuat stiff, ulet tough dan tidak getas PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Kategori