commit to user
II-29
error
tidak independen. Apabila hal tersebut terjadi, berarti pengacakan urutan eksperimen tidak benar atau eksperimen tidak terurut secara acak Hicks,
1993.
2.4 PENELITIAN PENUNJANG
Sebagai penunjang suatu perancangan alat, diperlukan penelitian terdahulu sebagai acuan referensi. Metode atau langkah pengujian, alat uji yang dipakai, dan
bahan spesimen yang diuji. Metode pengujian geser standar bahan komposit dengan metode lekukkan
V-notch
90
o
pada balok benda uji merupakan penelitian awal dari Iosipescu, 1967 yang kemudian menjadi acuan dalam
standarisasi ASTM D5379-93 yang selanjutnya disempurnakan pada ASTM D5379-98.
Pada tahun 1967, Iosipescu mengeluarkan metode untuk menguji kekuatan geser untuk material logam. Proses pengujian menggunakan metode
Shear Iosipescu
sesuai dengan nama peneliti yang menerapkan pertama kali proses pengujian. Pada spesimen bahan uji, terdapat dua takik
V-notch
bersudut 90
o
mirror
atas bawah pada sisi bagian tepi dari spesimen dengan tujuan untuk memudahkan terjadinya proses deformasi yang terjadi hanya pada satu titik atau
garis. Desain alat uji dibuat asimetri dengan tujuan memudahkan proses pengujian dan untuk membedakan antara
head
penekan spesimen dan
base
penahan spesimen.
Gambar 2.13 Pengujian geser Iosipescu
Sumber: Hui, 2000
commit to user
II-30 Besar gaya yang bekerja secara berlawanan, besarnya
P P
1
dan P
2
vertikal sama dengan besarnya
P P
1
dan P
2
horizontal sehingga akan dihasilkan besaran s
xy
konstan atau tetap selama proses penekanan benda uji
T.
Kedalaman setiap kedudukan setara dengan seperempat dari tinggi total.
Fixture
uji geser tersusun dari dua buah bagian identik yang
antisymmetrically
penempatannya terhadap spesimen dan dikenakan pada bagian antara kepala mesin uji dengan spesimen
benda uji gambar 2.14. Penekanan ke arah bawah atau penarikan beban, tegangan geser yang seragam dikenakan atau ditujukan pada bagian yang berlekuk
atau paling kritis, dari spesimen. Tegangan geser murni diverifikasi dengan metode dari fotoelastisitas.
Gambar 2.14 Pengujian geser Wyoming
Sumber: Hui, 2000
Walrath, D.E dan Adams 1983 memaparkan versi menurut mereka hasil dari uji geser
Iosipescu
untuk material berbahan komposit. Pada bagian yang bergerak pada
fixture
, terpasang bearing post bearing bertipe
linear motion
untuk menjaga kestabilan pergerakan pada saat pengujian gambar. 2.14. Akibat dari pemakaian
bearing post
tadi adalah tidak mempertahankan dua bagian
fixture
yang
antisymmetry
. Jadi,
antisymmetry
dari dua bagian tidak dipertahankan. Versi ini kemudian diadopsi sebagai metode standar pengujian geser untuk bahan
komposit dengan menggunakan metode
V-notched beam
. Versi ini juga kemudian diadopsi sebagai ASTM pada standarisasi internasional. Interaksi hasil pengujian
antara spesimen dan tes
fixture
kemudian diselidiki oleh Odom dan kawan-kawan dimana mereka mengidentifikasi tiga masalah pada pengujian. Identifikasi
pertama pada
fixture
tidak mampu digunakan atau memuat spesimen yang
commit to user
II-31 asimetris. Identifikasi yang kedua spesimen mengalami puntiran dan pelenturan
selama proses pengujian dan identifikasi yang ketiga adalah pada dua bagian dimungkinkan fixture mengalami pergeseran atau tidak sejajar
missalign
selama pengujian
Ifju, P.G 1994 juga mengeluarkan pendapat bahwa Wyoming uji geser tidak menghasilkan tegangan geser murni sebagaimana dibuktikan oleh adanya
strain normal pada bagian yang kritis dari spesimen.
Gambar 2.15 Pengujian geser Idaho
Sumber: Hui, 2000
Conant dan Odom 1994 menemukan bahwa ketidakstabilan lateral spesimen adalah efek penyebab utama yang tidak diinginkan dalam pelaksanaan
uji geser
Wyoming
gambar 2.14. Setelah serangkaian pengujian menggunakan prototipe alat uji geser, para penulis ini merancang
fixture
uji geser Idaho gambar 2.15. Pertama, memulihkan
antisymmetry
pada dua bagian dari
fixture
seperti yang ditentukan pada gambar 2.14. Kemudian mereka menggunakan dua batang
fixture
sebagai
guide
untuk membatasi
fixture
supaya bergerak dan memindahkan hanya sepanjang batang. Batang bergeser menyesuaikan linier atau arah bantalan
yang bisa diperketat untuk mendapatkan
zero-play
untuk mencegah arah pengujian keluar dari arah atau linear pengujian, kemungkinan pergeseran arah
atau linear pengujian dikarenakan struktur spesimen yang terdiri dari bahan
commit to user
II-32 nonhomogen seperti kayu, lem, kertas dsb. Beban geser murni, sebuah spesimen
pengujian mengalami deformasi geser jika susunan spesimen
isotropik
atau deformasi geser bertambah melebihi normal jika susunan spesimen
anisotropik
. Kesimpulannya penekanan horizontal diinduksi melalui batang panduan gambar
2.15 dan ditujukan pada bagian paling kritis dari spesimen.
Gambar 2.16 Pengujian geser FPL
Sumber: Hui, 2000
Liu dan kawan-kawan 1999 kemudian merancang FPL
fixture
Pengujian geser gambar 2.16, bagian konvensional terdiri dari bagian kanan atas dan
bagian kiri bawah. Pada bagian kanan bawah dan bagian kiri atas adalah dua blok pengendalian saat proses pengujian dilakukan. Blok ini dirancang sebagai
panduan dan arah menuju proses pengujian secara konvensional, kedua bagian dipasang batang yang mampu bergerak dengan menggunakan bantalan luncur
sebagai media penggeraknya. Blok atas kiri merupakan bagian yang
fix
yang digunakan sebagai orientasi menuju bagian kiri bawah oleh dua batang vertikal
dan untuk menuju bagian kanan atas oleh dua batang yang berkedudukan secara horizontal. Blok kanan bawah dipasang bersamaan dengan dua bagian yang
dipasang sebelumnya. Desain FPL
fixture
mengatasi kendala dalam uji geser Idaho dan mempunyai fungsi sama dengan
fixture Iosipescu
, kecuali bahwa FPL
fixture
tidak terjadi
twist
perputaran atau pembengkokan atau
misalign
untuk spesimen dari bahan kayu atau bahan orthotropik lainnya.
commit to user
III-1
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Pada bab ini diuraikan secara sistematis mengenai langkah-langkah yang dilakukan dalam perancangan alat uji geser untuk bahan komposit serat alam.
Sistematika menunjukkan bahwa hasil dari tiap tahapan menjadi masukan pada tahap berikutnya.
Flowchart
metodologi penelitian dapat dilihat pada gambar 3.1.
Gambar 3.1 Metodologi penelitian
