- Tinjau batang input Waktu rambat gelombang dari titik b ke c adalah:
bc bc
C L
t =
2
2.15 Setelah mencapai interface batang input dan spesimen c, sebagian besar
gelombang diteruskan ke spesimen. Waktu yang dibutuhkan gelombang untuk merambat di dalam spesimen adalah t
s
. - Tinjau spesimen
Waktu rambat gelombang sepanjang titik c dan d adalah:
o cd
C L
t =
3
2.16 Setelah mencapai ujung bebas titik d, selanjutnya gelombang tekan akan masuk
batang insiden dengan waktu t
3
hingga ke ujung dan akan berbalik menjadi gelombang tegangan tarik.
- Tinjau batang insiden Waktu rambat gelombang sepanjang titik d dan e adalah:
de de
C L
t =
4
2.17
2.5 Metode Tekan Impak Split Hopkinson Pressure Bar SHPB
Universitas Sumatera Utara
Salah satu metoda pengukuran kekuatan impak yang paling populer adalah metode Split Hopkinson Pressure Bar, yang menggunakan batang elastis panjang
untuk mempelajari tegangan tekan yang dihasilkan oleh impak sebuah peluru atau letupan bahan peledak. Pada alat ini, Hopkinson menyimpulkan bahwa selama batang
tekan bersifat elastis, perpindahan pada batang tekan berhubungan secara langsung dengan tegangan, dan bahwa panjang gelombang tegangan dalam batang
berhubungan dengan waktu impak. Metoda batang Hopkinson kemudian dikembangkan oleh Kolsky dengan
mengukur perpindahan pada batang tekan. Kolsky memperkenalkan teknik batang tekan Split Hopkinson, dimana spesimen ditempatkan di antara dua batang tekan
seperti yang ditunjukkan pada Gbr. 2.10. Metoda ini lebih dikenal sebagai Batang Kolsky. Pada pengujian tekan ini, spesimen akan patah akibat tegangan tekan yang
dihasilkan oleh batang impak. Bila batang impak menghantam batang input, pulsa tegangan tekan akan dibangkitkan pada interface batang impak dan batang input,
dimana amplitudonya tergantung pada kecepatan dan panjang batang impak. Pulsa tegangan berjalan ke dalam batang hingga pulsa tersebut mencapai spesimen.
Spesimen
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.10 Batang Kolsky
Dari teori propagasi gelombang elastis satu dimensi diketahui:
dt c
u
t o
∫
ε =
2.18
dimana u adalah perpindahan displacement pada waktu t, c
o
adalah kecepatan gelombang elastis dan adalah regangan. Perpindahan u
i
pada permukaan batang input lihat Gbr 2.10 merupakan hasil kedua pulsa regangan insiden
i
yang melewati arah x positif dan pulsa regangan balik
r
yang melewati arah x negatif sehingga:
∫ ∫
∫
ε −
ε =
ε −
+ ε
=
t r
i o
t r
o t
i o
dt c
dt c
dt c
u
2.19
Dengan cara yang sama, perpindahan u
2
pada permukaan batang insiden dapat diperoleh dari pulsa regangan yang ditransmisikan
t
sebagai berikut: Batang impak
Batang input Batang insiden
Gage A
Gage B
i r
t
lo
u
1
u
2
Universitas Sumatera Utara
2
∫
ε =
t t
o
dt c
u
2.20
Dengan demikian nominal regangan di dalam spesimen adalah:
2 1
dt l
c l
u u
t t
r i
o o
o s
∫
ε −
ε −
ε =
− =
ε
2.21
dimana l
o
adalah panjang awal spesimen. Persamaan 2.24 dapat disederhanakan jika diasumsikan bahwa tegangan yang melewati spesimen adalah konstan dan regangan
yang direfleksikan adalah:
r
=
t
–
i
dengan mensubstitusikan ke dalam Pers. 2.21 diperoleh:
2 dt
l c
t r
o o
s
∫
ε −
= ε
2.22
Beban yang terjadi, P
1
dan P
2
, di setiap ujung spesimen adalah: P
1
= E.A
i
+
r
P
2
= E.A.
t
2.23 maka tegangan rata-rata yang masuk ke dalam spesimen
s
adalah:
t r
i s
s s
A A
E A
P P
ε +
ε +
ε ⎟⎟⎠
⎞ ⎜⎜⎝
⎛ =
+ =
σ 2
1 2
2 1
2.23
dimana E adalah modulus elastisitas batang tekan, AA
s
adalah rasio luas penampang antara batang tekan dengan spesimen. Persamaan 2.23 dapat disederhanakan menjadi:
Universitas Sumatera Utara
A A
E
s s
⎟⎟⎠ ⎞
⎜⎜⎝ ⎛
=
2.24
2.6 Mode Kerusakan Polymeric Foam
