x = 0, To x = 200 μs seperti gambar 4.5 menunjukkan grafik fungsi dinamik pada
arah X 0 – 200 μs dan arah Y 0 – 1 – 0.
Analisa beban dinamik dapat dilakukan untuk mengetahui waktu perlangkah time per step, yaitu dengan membagi panjang setiap elemen dengan kecepatan
rambat gelombang dalam spesimen. Atau dapat ditulis dengan persamaan; l
T C
= Dimana:
T = Time per step l = Panjang per elemen
C = kecepatan rambat gelombang
Jumlah langkah number of step dapat diperoleh dengan membagi panjang diagonal spesimen dengan panjang per elemen dan dapat ditulis dengan persamaan;
d
l N
l =
Dimana: N = Number of step
L
d
= Panjang diagonal spesimen l = Panjang per elemen
4.2.2. Intrepretasi hasil
Hasil simulasi yang telah dianalisa dengan type analisis adalah transient dynamictime dan type output displacement and stress dapat ditunjukkan pada
Universitas Sumatera Utara
gambar 4.6 pada kontur tegangan utama VonMises gaya sebesar 1500 N, tegangan yang terbesar terjadi didaerah yang kritis yaitu diujung retak pre crack yang
berwarna merah ditunjukan dengan tanda panah gambar 4.6 tegangan utama yang terjadi sebesar 50 MPa dan terdapat pada elemen 318 case 27, t = 21,58
μs. Di daerah ini spesimen mengalami kegagalan, karena tegangan yang terjadi
melebihi dari batas maksimum tegangan yang diizinkan diujung retak pre crack, seperti yang diungkapkan oleh Joseph e. Shigley Larry D. Mitchell, tentang teori
kegagalan Failure Theories. Inisiasi retak diperkirakan terjadi pada daerah yang
mempunyai kosentrasi tengangan yang tinggi yaitu diujung retak. Kemudian merambat kekiri dan kanan pelat.
Jika tengangan impak yang masuk relatif tinggi dapat terjadi tambahan retakkan pada pelat komposit GFRP. Jadi keretakan yang ditimbulkan merupakan
suatu penomena yang masih perlu diklarifikasikan lebih lanjut. Penyebab terjadinya inisiasi keretakan, penjalaran keretakan dan lokasi terjadinya terjadinya inisiasi
keretakan yang dihubungkan dengan bentuk geometri pelat serta bentuk pembebanan. Keretakan ini terjadi akibat tegangan tarik, karena besarnya tegangan tekan yang
terjadi pada lokasi terjadinya inisiasi keretakan jauh dibawah tegangan tekan material pelat.
Gambar 4.7. menunjukan grafik tegangan utama vs waktu yang terjadi diujung retak pre crack. Pada gambar 4.8 dijelaskan distribusi tegangan normal
arah σx yang terjadi sebesar 56 MPa case 27 t = 21,58 μs.
Universitas Sumatera Utara
X Y
Z
Gambar 4.6. Distribusi tegangan VonMises
50386808. 47281114.
44175420. 41069726.
37964032. 34858338.
31752644. 28646950.
25541256. 22435562.
19329868. 16224174.
13118479. 10012785.
6907091. 3801397.
695703. V1
L1 C1
utput Set: Case 27 Time 2.158E-5 Contour: Plate Top VonMises Stress
O
C7
E317 E318
E319 50386808.
47281114. 44175420.
E334 P13
P15 P46
41069726. 37964032.
34858338. 31752644.
28646950. 25541256.
22435562. 19329868.
16224174. 13118479.
10012785. 6907091.
3801397. 695703.
1: Plate Top VonMises Stress, Element 304 0.0000E+0
2.9475E+6 5.8949E+6
8.8424E+6 1.1790E+7
1.4737E+7 1.7685E+7
2.0632E+7 2.3580E+7
2.6527E+7 2.9475E+7
3.2422E+7 3.5370E+7
0. 0.0000018 0.0000036 0.00000539 0.00000719 0.00000899 0.0000108 0.0000126 0.0000144 0.0000162 0.000018 0.0000198 0.0000216
Set Value
Gambar 4.7. Grafik tegangan VonMisses vs waktu
Universitas Sumatera Utara
X Y
Z
Hasilnya juga memperlihatkan daerah kritis yang terjadi pada pelat, yang
merupakan suatu informasi untuk menganalisa penjalaran retak yang akan terjadi, dan grafik tegangan normal
σ
x
vs waktu arah sumbu x lebih besar terjadi dibandingkan arah sumbu y, ini menunjukan bahwa keretakan yang terjadi pada lokasi retak jelas
disebabkan oleh tegangan tarik normal arah saumbu x sehingga membentuk keretakan kearah sumbu y seperti grafik gambar 4.9.
1: Plate Top X Normal Stress, Element 304 -5.0216E+6
-3.8563E+6 -2.6910E+6
-1.5257E+6 -3.6034E+5
8.0498E+5 1.9703E+6
3.1356E+6 4.3009E+6
5.4663E+6 6.6316E+6
7.7969E+6
0. 0.0000018 0.0000036 0.00000539 0.00000719 0.00000899 0.0000108 0.0000126 0.0000144 0.0000162
0.000018 0.0000198 0.0000216
Set Value 56151580.
52531887. 48912194.
45292500. 41672807.
38053114. 34433421.
30813727. 27194034.
23574341. 19954648.
16334955. 12715261.
9095568. 5475875.
1856182. -1763512.
V1 L1
C1
Output Set: Case 27 Time 2.158E-5 Contour: Plate Top X Normal Stress
C7
E317 E318
E319
E322 E323
E334 56151580.
52531887. 48912194.
P13 P15
P46 45292500.
41672807. 38053114.
34433421. 30813727.
27194034. 23574341.
19954648. 16334955.
12715261. 9095568.
5475875. 1856182.
-1763512.
Gambar 4.8. Distribusi tegangan VonMisses arah sumbu x
Gambar 4.9. Grafik distribusi tegangan VonMises vs waktu arah sumbu x
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.10 menunjukan tegangan normal σ
y
arah sumbu y, tegangan normal terjadi sebesar 19 MPa, dan grafik gambar 4.11. menunjukan grafik tegangan utama
σ
y
vs waktu arah sumbu y retak yang sejajar arah impak juga disebabkan oleh tegangan normal arah sumbu y, dimana pada lokasi impak tegangan normal arah
sumbu x tidak menunjukan penyebab terjadinya keretakan.
X Y
Z 19741538.
19061997. 18382456.
17702915. 17023374.
16343832. 15664291.
14984750. 14305209.
13625668. 12946127.
12266586. 11587045.
10907503. 10227962.
9548421. 8868880.
V1 L1
C1
Output Set: Case 27 Time 2.158E-5 Contour: Plate Top Y Normal Stress
C7
C20 E302
E303 E317
E318 E319
E320 E321
E322 E323
E324 E325
19741538. 19061997.
18382456. E326
E327 E329
17702915.
E330 E331
E332 E334
E335 P13
P15 P46
17023374. 16343832.
15664291. 14984750.
14305209. 13625668.
12946127. 12266586.
11587045. 10907503.
10227962. 9548421.
8868880.
Gambar 4.10. Distribusi tegangan VonMises arah sumbu y
1: Plate Top Y Normal Stress, Element 304 -3.0741E+7
-2.8179E+7 -2.5617E+7
-2.3055E+7 -2.0494E+7
-1.7932E+7 -1.5370E+7
-1.2809E+7 -1.0247E+7
-7.6851E+6 -5.1234E+6
-2.5617E+6 -3.7253E-9
0. 0.0000018 0.0000036 0.00000539 0.00000719 0.00000899 0.0000108 0.0000126 0.0000144 0.0000162
0.000018 0.0000198 0.0000216
Set Value
Gambar 4.11. Distribusi tegangan utama MPa vs waktu μs arah sumbu y
Universitas Sumatera Utara
Bila diamati dari ketiga grafik tersebut, tegangan terbesar terjadi pada arah σ
x
karena gaya terpusat pada arah x disebabkan oleh tegangan tarik normal arah saumbu x sehingga membentuk keretakan kearah sumbu y. Dilihat pada waktu dan
elemen yang sama maka dapat diambil kesimpulan, bahwa spesimen mengalami kegagalan apabila melebihi batas maksimum tegangan yang diizinkan diujung retak
pre crack yang dikenai beban impak.
4.3. Ketangguhan Retak Dinamik
