Hasrin : Desain Dan Pabrikasi Helmet Industri Yang Ergonomik, 2008 USU Repository © 2008
R
T
=
3 3
0,2 2
2 0,3
3 3
0,2 2
2 0,3
A E C A E C
A E C A E C
− −
σ 2.15
Gambar 2.15 Perilaku Tegangan pada interface input bar dan Spesimen Bila
α adalah faktor transmisi dan β adalah faktor refleksi, maka di peroleh
hubungan:
T
σ = α .σ 2.16
R
σ = β .σ 2.17 Untuk material yang mempunyai sifat mekanis dan dimensi yang sama, maka
dengan mensubtitusikan harga: E
2
= E
3
;
2
ρ =
3
ρ ; A
2
= A
3
, dan
2
l
=
3
l ke dalam persamaan 2.15 dan 2.16, diperoleh
T
σ = σ dan
R
σ = 0. Ini berarti besar tegangan yang ditransmisikan adalah sama dengan tegangan yang masuk, dan tidak
ada tegangan yang direfleksikan.
2.9. Pengukuran Kekuatan Helm Komposit
Pada Gambar 2.16 menunjukkan susunan batang impak, batang penerus,dan spesimen. Batang-batang tersebut disusun koloneir satu sama lain, dan perlu
diketahui berapa besarnya beban impak yang dibangkitkan pada interface batang σ
T
V
T
V V
σ
R
σ interface
A
2
ρ
2
C
0,2
Hasrin : Desain Dan Pabrikasi Helmet Industri Yang Ergonomik, 2008 USU Repository © 2008
penerus dan spesimen. Dengan cara pengukuran langsung, tentu sangat sulit dilakukan. Dalam pengukuran beban impak, yang dibangkitkan pada lokasi impak,
dilakukan secara tidak langsung yaitu dengan menggunakan strain gage yang di
lengketkan pada dua posisi di batang penerus lokasi a dan b . Pada prinsipnya
gelombang tegangan yang melalui batang penerus input bar ditangkap oleh strain
gage a dan b. Selanjutnya dengan menggunakan sirkit jembatan Wheatstone bridge
box, di mana perubahan tahanan gage dirubah menjadi voltage out put, dan signal conditioning akan menyesuaikan signal dengan kemampuan transient converter
osiloskop.
Dalam penelitian ini juga akan dikembangkan suatu perhitungan beban impak
di lokasi c interface kedua batang yang bertumbukan menggunakan teori propagasi
tegangan dalam batang satu dimensi. Untuk keperluan ini, program aplikasi excel digunakan untuk membaca data yang dikirim transient converter ke PC dan
menghitung besarnya impak di lokasi c.
Gambar 2.16 Teknik Dua Gage pada Set up Uji Helm
1800 1600
a
b
L
σ
R
σ
200 200
Batang Impak Batang Penerus
c
Spesimen
Hasrin : Desain Dan Pabrikasi Helmet Industri Yang Ergonomik, 2008 USU Repository © 2008
Menurut teori propagasi tegangan ., [ 9, 10, 11], tegangan di lokasi a, b, dan c
dapat dihitung sebagai berikut:
b L
R
t t
t σ
σ σ
= +
2.18
1 1
a L
R
t t
t t
t σ
σ σ
= − +
+ 2.19
1 1
c L
R
t t
t t
t σ
σ σ
= + +
− 2.20 maka:
1 1
c b
b a
t t
t t
t t
σ σ
σ σ
= + +
− − 2.21
di mana: t = waktu rambatan gelombang dalam batang.
l = jarak lokasi strain gage a dan b.
C = kecepatan rambat gelombang dalam batang.
t
1
= C
l .
Selanjutnya, variasi beban impak dapat dilakukan dengan mengatur jarak impak jarak antara ujung batang impak dan batang penerus, dan beban impak juga dapat
diperbesar atau diperkecil, dengan mengatur tekanan udara di dalam tabung udara air reservoir melalui katup selenoid.
Hasrin : Desain Dan Pabrikasi Helmet Industri Yang Ergonomik, 2008 USU Repository © 2008
BAB 3 METODE PENELITIAN
