36
regangan dengan laju rambatan gelombang yang tinggi. Pengujian dilakukan dengan ketinggian jatuh impaktor adalah : 1,5 m, massa knalpot komposit berkisar
antara 1,1 – 1,3 kg.
Pembebanan impak diberikan pada bagian samping knalpot dengan alasan pengendara sepeda sepeda motor jatuh ke arah kanan dan benturan terjadi pada
bagian tersebut, walaupun pada bagian lain juga ada terjadi. Anvil yang digunakan adalah anvil pelat datar, dengan alasan bahwa benturan yang terjadi diasumsikan
hanya mengenai jalan dengan permukaan datar.
4.2.1. Setup Alat Uji Jatuh Bebas
Pengujian jatuh bebas pada knalpot komposit diperkuat serat batang sawit ini dilakukan dari ketinggian 1,5 m. Anvil yang digunakan adalah plat datar
sebagai tempat mendaratnya knalpot pada saat dijatuhkan. Dapat dilihat pada Gambar 4.4 posisi penyetingan siap uji.
Gambar 4.4 Posisi Alat Siap Uji
Universitas Sumatera Utara
37
Gambar 4.4 di atas adalah keadaan alat sebelum dilakukan pengujian. Nantinya knalpot akan diangkat sesuai dengan ketinggian yang dikehendaki
kemudian tali pegangan akan dilepas. Gaya yang terjadi akan terbaca oleh receiver dan data akan masuk ke dalam komputer dengan menggunakan software
Lab-Jack.
4.2.2. Hasil Pengujian
Pengujian impak jatuh bebas knalpot 80A dengan ketinggian 1,5 meter didapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat sebesar 344,72 N dan waktu
impak didapat 0,062 Sec. Seperti yang terlihat pada gambar 4.5.
Gambar 4.5 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 80A Tegangan yang terjadi pada knalpot 80A sebesar 0,016 MPa dapat dilihat
pada gambar 4.6 berikut.
Gambar 4.6 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 80A
50 100
150 200
250 300
350 400
0.02 0.04
0.06 0.08
0.1 0.12
G a
y a
N
Waktu s
0.002 0.004
0.006 0.008
0.01
0.012 0.014
0.016 0.018
0.02 0.04
0.06 0.08
0.1 0.12
T e
g a
n g
a n
M p
a
Waktu s
Universitas Sumatera Utara
38
Pada knalpot 80A yang terjadi setelah pengujian adalah knalpot mengalami retak memanjang pada area dimana gaya bekerja, juga mengalami
pecah pada sambungan knalpot.
Gambar 4.7 Kondisi knalpot 80A setelah pengujian
Gambar 4.8 Penampang kerusakan knalpot Dapat dilihat pada gambar 4.8 serat yang banyak dapat mengikat matriks
resin dengan baik sehingga saat keretakan terjadi, serat masih dapat menopang bentuk asli knalpot dan tidak mengalami deformasi.
Universitas Sumatera Utara
39
Pengujian impak jatuh bebas knalpot 80B dengan ketinggian 1,5 meter didapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat sebesar 309,31 N dan waktu
impak didapat 0,047 sec. Seperti yang terlihat pada gambar 4.9.
Gambar 4.9 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 80B Tegangan yang terjadi pada knalpot 80B sebesar 0,016 MPa dapat dilihat
pada gambar 4.10 berikut.
Gambar 4.10 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 80B Pada knalpot 80B yang terjadi setelah dilakukan pengujian adalah retak
dalam memanjang di badan knalpot, pecah kecil pada bagian belakang, dan pecah kecil pada bagian sambungan knalpot.
50 100
150 200
250
300
350
0.02 0.04
0.06 0.08
0.1 0.12
G a
y a
N
Waktu s
0.002 0.004
0.006 0.008
0.01 0.012
0.014
0.016
0.018
0.02 0.04
0.06 0.08
0.1 0.12
T e
g a
n g
a n
M p
a
Waktu s
Universitas Sumatera Utara
40
Gambar 4.11 Kondisi knalpot 80B setelah pengujian
Gambar 4.12 Penampang bagian knalpot yang pecah Kerusakan knalpot ini adalah pecah pada bagian matriksnya saja Gambar
4.12. Bentuk knalpot tidak banyak ter-deformasi, hanya retak pada memanjang tetapi bentuk knalpot masi bisa ditahan dengan baik oleh serat Gambar 4.11.
Pengujian impak jatuh bebas knalpot 80C dengan ketinggian 1,5 meter didapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat sebesar 318,13 N dan waktu
impak didapat 0,047 sec. Seperti yang terlihat pada gambar 4.13.
Universitas Sumatera Utara
41
Gambar 4.13 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 80C Tegangan yang terjadi pada knalpot 80C adalah sebesar 0,017 MPa dapat
dilihat pada gambar 4.14.
Gambar 4.14 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 80C Pada knalpot 80C terjadi retak memanjang di bagian sisi knalpot, dari area
yang terbentur sampai bagian sambungan knalpot. Kondisi knalpot setelah benturan dapat dilihat pada gambar 4.15.
50 100
150
200 250
300 350
0.02 0.04
0.06 0.08
0.1 0.12
G a
y a
N
Waktu s
0.002 0.004
0.006 0.008
0.01 0.012
0.014 0.016
0.018
0.02 0.04
0.06 0.08
0.1 0.12
T e
g a
n g
a n
M p
a
Waktu s
Universitas Sumatera Utara
42
Gambar 4.15 Kondisi knalpot 80C setelah pengujian
Gambar 4.16 Penampang bagian knalpot yang rusak Pada Gambar 4.15 dapat dilihat serat masih mengikat bagian knalpot yang
retak dan Gambar 4.16 adalah penampang bagian yang retak tersebut. Secara kasat mata dapat dilihat serat masih terikat dengan baik hanya saja terjadi
beberapa porositas pada bagian tersebut sehingga mudah terjadi keretakan.
Universitas Sumatera Utara
43
Hasil uji impak pada knalpot 80 : 20 pada ketinggian 1,5 meter memperlihatkan bahwa knalpot 80A gaya impak adalah 344,72 N, knalpot 80B
adalah 309,31 N dan knalpot 80C adalah 318,13 N, sehingga rata-rata gaya impak adalah 324,05 N.
Pada spesimen 80A waktu impak adalah 0,062 Sec, spesimen 80B adalah 0,047 sec dan spesimen 80C adalah 0,047 sec, sehingga rata-rata waktu impak
adalah 0,052 sec. Impuls yang terjadi akibat impak adalah perkalian antara gaya dan waktu.
Pada spesimen pengujian knalpot dengan ketinggian 1,5 meter, maka diperoleh impuls rata-rata adalah 16,85 N.s.
Energi impak total yang terjadi berdasarkan eksperimental adalah gaya yang terukur dikalikan dengan ketinggian knalpot dengan rata-rata yaitu 486,08
Joule. Energi impak teoritis yaitu perkalian massa dengan percepatan grafitasi dan ketinggian yaitu 17,658 Joule, dan energi yang diserap oleh knalpot adalah selisih
energi impak total berdasarkan eksperimental dikurangi dengan energi teoritis didapatkan rata-rata yaitu 468,43 Joule.
Pengujian impak jatuh bebas knalpot 85A dengan ketinggian 1,5 meter didapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat sebesar 326,96 N dan waktu
impak didapat 0,047 Sec. Seperti yang terlihat pada gambar 4.17.
Gambar 4.17 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 85A Tegangan yang terjadi pada knalpot 85A 0,019 MPa dapat dilihat pada
gambar 4.18.
50 100
150 200
250 300
350
0.02 0.04
0.06 0.08
0.1
G A
y a
N
Waktu s
Universitas Sumatera Utara
44
Gambar 4.18 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 85A Pada knalpot 85A terjadi pecah dan lepas pada bagian sambungan knalpot.
Kondisi knalpot setelah benturan dapat dilihat pada gambar 4.19.
Gambar 4.19 Kondisi knalpot 85A setelah pengujian
Gambar 4.20 Penampang bagian knalpot yang pecah
0.005 0.01
0.015 0.02
0.025
0.02 0.04
0.06 0.08
0.1
T e
g a
n g
a n
M p
a
Waktu s
Universitas Sumatera Utara
45
Pengujian impak jatuh bebas knalpot 85B dengan ketinggian 1,5 meter didapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat sebesar 318,23 N dan waktu
impak didapat 0,062 Sec. Seperti yang terlihat pada gambar 4.21.
Gambar 4.21 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 85B Besar Tegangan yang terjadi pada knalpot 85B adalah sebesar 0,018 MPa
dan dapat dilihat pada gambar 4.22.
Gambar 4.22 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 85B Setelah pengujian, dapat dilihat knalpot 85B mengalami retak memanjang
di dekat area sambungan, retak kecil di dekat lubang keluaran, pecah dan sedikit terangkat di bagian sambungan. Dapat dilihat pada Gambar 4.23.
50 100
150 200
250 300
350
0.02 0.04
0.06 0.08
0.1 0.12
G a
y a
N
Waktu s
0.002
0.004
0.006 0.008
0.01 0.012
0.014 0.016
0.018 0.02
0.02 0.04
0.06 0.08
0.1 0.12
T a
g a
n g
a n
M p
a
Waktu s
Universitas Sumatera Utara
46
Gambar 4.23 Kondisi knalpot 85B setelah pengujian Pengujian impak jatuh bebas knalpot 85B dengan ketinggian 1,5 meter
didapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat sebesar 291,65 N dan waktu impak didapat 0,047 Sec. Seperti yang terlihat pada gambar 4.24.
Gambar 4.24 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 85C Besar Tegangan yang terjadi pada knalpot 85C adalah sebesar 0,017 Mpa
dan dapat dilihat pada gambar 4.25.
50 100
150 200
250 300
350
0.02 0.04
0.06 0.08
0.1
G a
y a
N
Waktu s
Universitas Sumatera Utara
47
Gambar 4.25 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 85C
Gambar 4.26 Kondisi knalpot 85C setelah pengujian Dari gambar di atas dapat dilihat knalpot mengalami retak pada bagian
yang terbanting, pecah dan retak pada bagian sambungan. Hasil uji impak pada knalpot 85 : 15 pada ketinggian 1,5 meter
memperlihatkan bahwa knalpot 85A gaya impak adalah 326,96 N, knalpot 85B adalah 318,23 N dan knalpot 85C adalah 291,65 N, sehingga rata-rata gaya impak
adalah 312,28 N.
0.002 0.004
0.006 0.008
0.01 0.012
0.014 0.016
0.018 0.02
0.02 0.04
0.06 0.08
0.1
T e
g a
n g
a n
M p
a
Waktu s
Universitas Sumatera Utara
48
Pada spesimen 85A waktu impak adalah 0,047 Sec, spesimen 85B adalah 0,062 sec dan spesimen 85C adalah 0,047 sec, sehingga rata-rata waktu impak
adalah 0,052 sec. Impuls yang terjadi akibat impak adalah perkalian antara gaya dan waktu.
Pada spesimen pengujian knalpot dengan ketinggian 1,5 meter, maka diperoleh impuls rata-rata adalah 16,23 N.s.
Energi impak total yang terjadi berdasarkan eksperimental adalah gaya yang terukur dikalikan dengan ketinggian knalpot dengan rata-rata yaitu 468,43
Joule. Energi impak teoritis yaitu perkalian massa dengan percepatan grafitasi dan ketinggian yaitu 17,658 Joule, dan energi yang diserap oleh knalpot adalah selisih
energi impak total berdasarkan eksperimental dikurangi dengan energi teoritis didapatkan rata-rata yaitu 450,77 Joule.
Selanjutnya, pengujian impak jatuh bebas knalpot 90A dengan ketinggian 1,5 meter didapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat sebesar 291,65 N dan
waktu impak didapat 0,047 Sec. Seperti yang terlihat pada gambar 4.27.
Gambar 4.27 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 90A Besar Tegangan yang terjadi pada knalpot 90A adalah sebesar 0,015 MPa
dan dapat dilihat pada gambar 4.28.
50 100
150 200
250 300
350
0.02 0.04
0.06 0.08
0.1 0.12
G a
y a
N
Waktu s
Universitas Sumatera Utara
49
Gambar 4.28 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 90A Setelah pengujian, kondisi knalpot 90A mengalami sedikit retak pada
bagian yang terbanting dan retak memanjang pada area dekat sambungan knalpot. Dapat dilihat pada gambar 4.29.
Gambar 4.29 Kondisi knalpot 90A setelah pengujian Selanjutnya, pengujian impak jatuh bebas knalpot 90B dengan ketinggian
1,5 meter didapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat sebesar 283,61 N dan waktu impak didapat 0,047 Sec. Seperti yang terlihat pada gambar 4.30.
0.002 0.004
0.006 0.008
0.01 0.012
0.014 0.016
0.02 0.04
0.06 0.08
0.1 0.12
T e
g a
n g
a n
M p
a
Waktu s
Universitas Sumatera Utara
50
Gambar 4.30 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 90B Besar Tegangan yang terjadi pada knalpot 85C adalah sebesar 0,014
MPa dan dapat dilihat pada gambar 4.31.
Gambar 4.31 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 90B
Gambar 4.32 Kondisi knalpot 90B setelah pengujian
50 100
150
200 250
300 350
0.02 0.04
0.06 0.08
0.1 0.12
G a
y a
N
Waktu s
0.002 0.004
0.006 0.008
0.01 0.012
0.014 0.016
0.02 0.04
0.06 0.08
0.1 0.12
T e
g a
n g
a n
M p
a
Waktu s
Universitas Sumatera Utara
51
Knalpot 90 B hanya mengalami keretakan memanjang di bagian sisi dan dekat lubang knalpot.
Terakhir, pengujian impak jatuh bebas knalpot 90C dengan ketinggian 1,5 meter didapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat sebesar 265,06 N dan
waktu impak didapat 0,062 Sec. Seperti yang terlihat pada gambar 4.33.
Gambar 4.33 Grafik Waktu vs Gaya knalpot 90C Besar Tegangan yang terjadi pada knalpot 90C adalah sebesar 0,015 MPa
dan dapat dilihat pada gambar 4.34.
Gambar 4.34 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot 90C
50 100
150 200
250 300
0.02 0.04
0.06 0.08
0.1 0.12
G a
y a
N
Waktu s
0.002
0.004 0.006
0.008 0.01
0.012 0.014
0.016
0.02 0.04
0.06 0.08
0.1 0.12
T e
g a
n a
g a
n M
p a
Waktu s
Universitas Sumatera Utara
52
Kondisi knalpot 90C setelah pengujian mengalami pecah besar pada bagian sisi dekat sambungan knalpot, dan retak kecil pada bagian yang tidak
bersentuhanterbanting dengan anvil. Dapat dilihat pada gambar 4.35.
Gambar 4.35 Kondisi knalpot 90C setelah pengujian. Pada Gambar 4.36 dapat dilihat penampang knalpot yang pecah. Bagian
yang pecah adalah bagian matriks yang seratnya sedikit. Sementara bagian tengah knalpot yang memiliki banyak serat Gambar 4.35 tidak mengalami kerusakan
sama sekali.
Gambar 4.36 Penampang bagian knalpot yang rusak Hasil uji impak pada knalpot 90 : 10 pada ketinggian 1,5 meter
memperlihatkan bahwa knalpot 90A gaya impak adalah 291,65 N, knalpot 90B
Universitas Sumatera Utara
53
adalah 283,61 N dan knalpot 90C adalah 265,06 N, sehingga rata-rata gaya impak adalah 280,10 N.
Pada spesimen 90A waktu impak adalah 0,047 Sec, spesimen 90B adalah 0,047 sec dan spesimen 90C adalah 0,062 sec, sehingga rata-rata waktu impak
adalah 0,052 sec. Impuls yang terjadi akibat impak adalah perkalian antara gaya dan waktu.
Pada spesimen pengujian knalpot dengan ketinggian 1,5 meter, maka diperoleh impuls rata-rata adalah 14,56 N.s.
Energi impak total yang terjadi berdasarkan eksperimental adalah gaya yang terukur dikalikan dengan ketinggian knalpot dengan rata-rata yaitu 420,15
Joule. Energi impak teoritis yaitu perkalian massa dengan percepatan grafitasi dan ketinggian yaitu 17,66 Joule, dan energi yang diserap oleh knalpot adalah selisih
energi impak total berdasarkan eksperimental dikurangi dengan energi teoritis didapatkan rata-rata yaitu 402,50 Joule.
Semua hasil yang didapat dari pengujian eksperimental dimasukkan dalam dua tabel di bawah ini. Tabel pertama merupakan data hasil pengujian dan tabel
kedua merupakan data impak semua knalpot. Tabel 4.1 Hasil pengujian semua knalpot pada ketinggian 1,5 m
Nama Knalpot
Luas area impak A
mm
2
Gaya pengujian F
N Tegangan
yang terjadi σ MPa
Keterangan
80A 20935
344,7234 0,016466367
Pecah, lepas sambungan
80B 19355
309,3093 0,015980847
Retak dan pecah
80C 18960
335,7963 0,017710775
Retak 85A
16985 326,9673
0,019250356 Pecah
sambungan 85B
17775 318,2364
0,017903595 Pecah
sambungan 85C
16590 291,6513
0,017579946 Retak
90A 19800
291,6513 0,014729864
Retak sambungan
Universitas Sumatera Utara
54
90B 20540
283,6071 0,013807551
Retak 90C
17775 265,0662
0,014912304 Pecah
Tabel 4.2 Data Energi impak semua knalpot
Nama Knalpot
Tinggi h m
Massa Knalpot
kg Energi
Impak Ei = m.g.h
Joule Energi Impak
Eksperimental Eie = F.h
Joule Energi yang
diserap Joule
Es=Eie-Ei
80A 1,5
1,190 17,52
517,085 499,565
80B 1,5
1,201 17,67
463,964 446,294
80C 1,5
1,192 17,54
503,694 486,154
85A 1,5
1,231 18,11
490,451 472,341
85B 1,5
1,211 17,81
477,355 459,545
85C 1,5
1,225 18,02
437,477 419,457
90A 1,5
1,231 18,11
437,477 419,367
90B 1,5
1,234 18,15
425,411 407,261
90C 1,5
1,238 18,22
397,599 397,379
Universitas Sumatera Utara
55
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
