16
2.10.4 Jenis serat
Berdasarkan ukuran dan panjang serat, jenis serat ada dua yaitu serat kontinu continou dan serat tidak kontinu discontinu. Secara teori serat yang panjang akan
lebih efektif dalam mentransmisikan beban dibandingkan dengan serat yang pendek. Tetapi hal ini sulit untuk diwujudkan dalam penerapannya, karena selain serat ketebalan
resin juga berpengaruh.
2.11 Pencampuran komposit
Dalam memilih suatu bahan kopmposit, kombinasi yang tepat dari sifat masing- masing bahan penyusunnya. Pencampuran bahan yang optimum akan menghasilkan
suatu komposit dengan kualitas yang baik. Sifat komposit ditentukan oleh phase matrik dan phase reinforce sebagai bahan penyusun. Rongga udara void terjadi karena, tidak
merekatnya phase reinforce pada phase matrik. Hal ini akan menyebabkan rusak atau retak crack pada bahan komposit. Adanya rongga antara phase reinforce dan phase
matrik harus dihindari. Seperti pada gambar 2.4
Gambar 2.4 Interphase dan Interfase dalam komposit
Bahan komposit dibuat untuk memperbaiki sifat-sifat dari bahan penyusunnya. Komposit meningkatkan kekuatan tarik matrik dan mengurangi regangan matrik.
Komposit juga menurunkan kekuatan tarik serat dan meningkatkan regangan serat. Serat yang memiliki sifat getas tetapi memiliki kekuatan tarik tinggi dipadukan dengan
17
matrik yang memiliki kekuatan tarik yang rendah dan kekuatan regangan yang besar, akan menjadi suatu bahan yang memiliki sifat yang lebih baik. Perbaikan sifat inilah
yang membuat bahan dari komposit banyak digunakan sebagai bahan yang digunakan dalam bidang teknik dan industri.
Beberapa perhitungan bahan komposit antara lain : a
Massa komposit m
c
m
c
= m
m
+m
r
…………………………………………… 2.1 dengan : m
m
= massa matrik m
r
= massa renforce b
Volume komposit V
c
V
c
= V
m
+V
r
+V
v
………………………………………. 2.2 Dengan : V
m
= volume matrik V
r
= volume reinforce V
v
= volume voids rongga,cacat c
Kerapatan komposit ρ
c
ρ
c
= ρ
c
= f
m
x ρ
m
+f
r
x ρ
r
………………... 2.3 dengan : ρ
m
= kerapatan matrik ρ
r
= kerapatan reinforce f
m
= fraksi volume matrik PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
2.11.1 Fraksi Volume Minimum Reinforcing
Gambar 2.5 a Model komposit berpenguat serat, b Kurva tegangan Vs regangan
Modulus elastis komposit kearah longitudinal E
c
E
c
= f
m
E
m
+ f
r
E
r
………………………………………………. 2.4 Dengan : E
m
= modulus elastis matrik E
r
= modulus elastis reinforced Jika suatu bahan komposit mendapat beban tarik maka, dalamkondisi ini phase
reinforcing dan matriknya mempunyai perpanjangan yang sama sehingga dapat ditulis : Ɛ
r
= Ɛ
m
= Ɛ
c
…………………………………………………… 2.5
Kekuatan tarik bahan komposit σ
u c
σ
u c
= V
r
σ
u r
+1-V
r
σ
m
……………………………………... 2.6 dengan σ
m
= tegangan tarik matrik saat reinforcing putus karena tarikan. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
Pada saat tegangan σ
m
dan matrik yang digunakan getas ɛ
c
= ɛ
m
maka berlaku :
σ
m =
�
u
� �
r
x E
m
= A
r
E
m
……………………………………..... 2.7
dengan A
r
= perpanjangan saat reinforcing putus. Maka untuk bahan komposit berlaku :
E
c
= V
r
E
r
+ 1-V
r
��
u
�ԑ
m
……………………………………… 2.8
dengan
��
u
�ԑ
m
= tangent dari kurfa tarik. Apabila pembebanan berada dalam daerah elastis bahan sama dengan modulus
elastis dari matriknya, maka daerah pembebanan yang elastic maka berlaku : E
c
= V
r
E
r
+ V
m
E
m
…………………………………………. 2.9
Agar suatu bahan komposit memiliki sifat mekanis yang baik, fraksi volume V
r
lebih besar dari harga kritis. Tetapi pada kenyataanya, apabila fraksi volume relatif kecil tidak akan efektif. Ini disebabkan karena tegangan yang terjadi akan ditahan oleh bahan
matrik ter sebut. Dalam kondisi ini σ
u c
sama dengan tegangan tarik matriknya σ
u m
. maka akan dipakai rumus :
σ
u c
= 1-V
t
σ
u m
……………………………………….. 2.10 Fraksi volume minimum rainforcing adalah
V
r min
=
�
u m
−�
u
�
u r
+ �
u m
−�
m
………………………………… 2.11 PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
Gambar 2.6 fraksi volume serat
2.11.2 Susunan serat
Berdasarkan susunan seratnya dapat dibedakan menjadi dua jenis serat yaitu serat kontinu dan serat tidak kontinu. Berdasarkan teori serat yang panjang akan lebih
efektif dalam menyalurkan beban jika dibandingkan dengan serat yang pendek. Tetapi teori tersebut sulit untuk diwujudkan dalam praktek pembuatannya. Hal ini disebabkan
karena pada serat yang panjang akan terjadi ketimpangan pada saat menerima beban antar serat, dimana sebagian serat akan mengalami tegangan dan serat yang lain bebas
dari tegangan. Jika komposit tersebut dibebani hingga mendekati kekuatan patahnya, sebagian serat akan patah sebelum serat yang lain menjadi patah. Komposit dengan
bahan serat pendek dapat menghasilkan kekuatan yang lebih besar dibandingkan dengan serat yang panjang, yaitu dengan cara memasang orientasi serat pada arah optimum
yang dapat ditahan oleh serat. Jenis komposit serat antara lain :
a Serat kontinu
Serat satu arah
Serat dua arah
b Serat tidak kontinu
Serat arah acak
Serat arah teratur
21
c Serat multilapis
Laminat
Hybrid
2.12 Mekanika komposit
Kategori