menyimpulkan bahwa serat daun nanas sebagai penguat komposit meningkat secara
signifikan, dimana kekuatan bentur maksimal diperoleh pada variasi ukuran partikel 100
mesh pada rasio matriks dan pengisi 9010 yaitu sebesar 12,3425 KJm2 ~120 MPam
berada di atas kekuatan lentur epoksi murni yaitu sebesar 9,5061 KJm2.
Bemper merupakan bagian paling ujung depan dan ujung belakang dari sebuah mobil
yang di desain khusus untuk mengurangi dampak kerusakan pada bagian-bagian mobil
saat terjadi
tabrakan serta melindungi pengendaranya. Bemper depan dan belakang
menjadi sebuah bagian standar pada semua mobil semenjak tahun 1925. Desain bemper
yang akan dipakai dalam simulasi ini dengan dimensi panjang 169.4 cm, lebar 10 cm, dan
tinggi 16.4 cm, seperti terlihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Desain 3D Bemper. Menurut
Huston 1987 Gaya F merupakan tarikan atau dorongan. Efek atau
konsekuensi dari gaya tersebut tergantung pada seberapa keras atau seberapa besar
tarikan atau
dorongannya, arah
dari tarikandorongan tadi, dan letak posisi gaya
tersebut bekerja. Ketiga efek tadi bisa juga disebut
dengan “karakteristik”
yang mendefinisikan
sebuah gaya.
Dengan karakterik-karakteristik tersebut, gaya bisa
disajikan dengan bentuk vektor. Gaya
benturan yang akan diberikan ke bumper nantinya diletakkan di sisi kanan kiri
bumper serta bagian depan bumper, arah gaya benturan berbentuk anak panah seperti pada
Gambar 2 dan Gambar 3.
Gambar 2. Letak Gaya Benturan Pada Bagian Depan Bumper.
Gambar 3. Letak Gaya Benturan Pada Bagian Sisi Kiri Bumper
3. METODE PENELITIAN
Sebagai dasar awal perlu dilakukan studi pustaka yang terkait dengan komposit
berpenguat serat daun nanas khususnya hasil penelitian sebelumnya tentang sifat mekanis
komposit diperkuat
serat daun nanas- Arbintarso 2015 dan karakterisasi bemper
mobil. Desain bemper mobil dibuat dengan referensi dari blueprint mobil Isuzu Elf NKR
55 Microbus.
Tahap kedua desain pengujian dibuat dengan berbasis simulasi yaitu drop test dan
static test. Kegagalan yang terjadi pada bemper dianalisa dengan variabel kecepatan
mobil.
Software solidworks 2014 digunakan untuk menguji kegagalan bemper berdasarkan
konsep drop test dan static test. Pengujian pembebanan kritis diwujudkan melalui grafis
dengan menggunakan warna yang menyolok untuk titik-titik kritikal dimana komposit
mengalami kegagalan diatas kemampuan bahan.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Proses mendesain bemper ini meng- gunakan perangkat lunak Solidworks 2014.
Salah satu keunggulan dari Solidworks 2014 adalah Graphic User Interface GUI yang
mudah untuk dipelajari, sehingga proses mendesain menjadi lebih cepat. Bemper
mobil yang didesain mengambil referensi dari blueprint mobil Isuzu Elf NKR 55 Microbus,
seperti pada Gambar 4.
Gambar 4. Blueprint Mobil Isuzu Elf NKR 55 Microbus. Evolution Ltd, 2015
Dalam simulasi static test, diskenariokan kendaraan Isuzu Elf NKR 55 Microbus yang
dalam kondisi diamrest dan di tabrak oleh kendaraan yang sama persis.
Sedang un-
tuk simulasi drop test, kejadian hampir sama dengan kasus dari static test, letak per-
bedaannya pada kasus ini adalah meng- gunakan satu kendaraan Isuzu Elf NKR 55
Microbus yang melaju dan menabrak tembok yang kuat dan berat tidak bergerak ketika
ditabrak.
Penentuan gaya berdasarkan kecepatan yang terjadi, dengan mengkonversikan nilai
gaya F = mVt baik untuk static dan drop test, waktu t yang diperkirakan terjadi
adalah selama 1 detik, dan hasil simulasi untuk static test dapat dilihat pada Tabel 1.
Penekanan
sifat yang
ditinjau adalah
perpindahan mm, regangan maksimum yang bakal terjadi, dan tegangan MPa maksimum
yang terjadi pada bemper. Tabel 1. Hasil simulasi static test.
Kecepat an V
kmj Gaya
F kN
Perpin- dahan
max mm
Regang an
max Tegang
an max
MPa 40
57,11 8,59
0,018 75,10
70 99,94
15,04 0,031
131,42 100
142,78 21,48
0,045 187,74
130 185,61
27,92 0,058
244,06
Sedangkan hasil simulasi drop test, dapat dilihat pada Tabel 2 berikut:
Tabel 2. Hasil simulasi drop test. Kec.
Benturan kmj
Perpin- dahan
max mm
Regangan max
Tegangan max
MPa 40
6,03 0,007
69,71 70
10,54 0,012
129,09 100
15,10 0,016
189,54 130
19,70 0,021
244,72
Gambar 5. di bawah ini menunjukkan letak area kritis daerah yang mempunyai
potensi kerusakan tertinggi saat dikenai gaya pada bemper mobil yang ditunjukkan dengan
warna merah
dengan nilai
tegangan maximumnya adalah 75,10 MPa untuk
kecepatan 40 kmj.
Gambar 5. Hasil tegangan dengan pembebanan 57,11 kN.
Letak area kritis pada bemper mobil yang ditunjukkan dengan warna merah dengan nilai
perpindahan maksimumnya adalah 8,59 mm untuk kecepatan 40 kmj seperti terlihat pada
Gambar 6..
Gambar 6. Hasil perpindahan dengan pembebanan 57,11 kN.
Sedangkan Gambar 7. menunjukkan letak nilai regangan tertinggi pada bemper mobil
yang ditunjukkan dengan warna merah dengan nilai 0,018 untuk kecepatan 40 kmj.
Gambar 7. Hasil regangan dengan pembebanan 57,11 kN.
Gambar 8. menampilkan perbandingan nilai tegangan maksimum yang dihasilkan
pada simulasi static dan drop test. Tidak terdapat perbedaan yang signifikan pada
kedua hasil tes tersebut. Gambar 8. Perbandingan tegangan
maksimum. Gambar 9. menampilkan perbandingan
nilai perpindahan maksimum yang dihasilkan pada simulasi static dan drop test. Nilai
perpindahan maksimum pada static test lebih tinggi dibanding drop test, hal ini dipengaruhi
oleh momentum yang terjadi dimana kondisi static test mempunyai nilai perbandingan
momentum e 1 dan drop test e = 1.
Gambar 9. Perbandingan nilai perpindahan maksimum.
Gambar 10. Memperlihatkan perbanding- an nilai regangan maksimum yang dihasilkan
pada simulasi static dan drop test. Pada static test, regangan cenderung mengalami kenaikan
seiring dengan kenaikan kecepatan ken- daraan, sedang pada drop test, tidak signi-
fikan terjadi perubahan dengan kenaikan kecepatan benturan.
Gambar 10. Perbandingan nilai regangan maksimum.
Berdasarkan data kemampuan komposit berpenguat serat alam sebesar ~120 MPam,
dan dari simulasi yang dilakukan, dapat disimpulkan bemper menggunakan serat alam
mampu menahan benturan dengan kecepatan 40 kmjam namun kurang dari 70 kmjam.
5. KESIMPULAN
