17
Karakteristik mekanis dari komposit berpenguat serat bergantung tidak hanya pada sifat dari serat tersebut, tetapi juga pada sudut yang menerima pembebanan
diteruskan ke serat melalui fase pengikat. Penting untuk memperluas penerusan beban tersebut adalah jarak dari penghubungan antara fase serat dan pengikat.
Dibawah pengaruh ketegangan, lompatan pengikat serat ini berhenti diujung serat, keluluhan pola deformasi pengikat dalam kata lain tidak ada beban yang diteruskan
dari pengikat ke setiap serat secara drastis. Susunan atau orientasi dari serat relatif terhadap satu sama lain, konsentrasi
serat dan distribusi semuanya memiliki pengaruh yang signifikan pada kekuatan dan sifat yang lain dari komposit berpenguat serat. Berikut ini adalah ilustrasi
skema dari orientasi komposit berpenguat serat, seperti terlihat pada Gambar 2.8.
a b
c Gambar 2.8 Skematik dari orientasi komposit berpenguat serat secara a sejajar
dan panjang, b sejajar dan putus-putus, c acak dan putus-putus Callister dan Rethwisch, 2014.
2.1.2.3.1 Komposit Serat Panjang dan Sejajar
Respon mekanis dari komposit tipe ini bergantung pada beberapa faktor dan termasuk dalam kelakuan tegangan dan renggang dari fase serat dan pengikat, fase
18
fraksi volume dan arah dimana tegangan dan beban terjadi. Lebih jauh lagi, sifat dari komposit memiliki serat yang sejajar merupakan anisotropis yang tinggi, maka
dari itu serat bergantung pada orientasi dimana mereka diukur.
2.1.2.3.2 Komposit Serat Sejajar dan Putus-putus
Meskipun efisiensi bahan penguat lebih rendah untuk serat putus-putus dibandingkan dengan serat panjang, komposit serat sejajar dan putus-putus
berkembang menjadi lebih penting pada pasar komersial. Serat gelas putus-putus adalah yang paling dikembangkan, walaupun serat putus-pututs karbon dan aramid
tetap digunakan. Komposit serat pendek tersebut dapat diproduksi dengan modulus elastisitas mendekati 90 dan kekuatan tarik yang mendekati 50 dari serat
panjang dengan bahan yang sama.
2.1.2.3.3 Komposit Serat Putus-putus dan Orientasi Secara Acak
Secara normal, ketika serat diorientasikan secara acak, pendek dan serat putus-putus digunakan, bahan penguat pada tipe ini secara skematis ditunjukkan
pada Gambar 2.8. c. Untuk bahan penguat serat secara acak dengan penguat orientasi penguat serat secara acak, modulus bertambah dengan bertambahnya
fraksi volume serat. Jenis komposit ini yang akan dibahas dalam tugas akhir ini. Untuk orientasi tegangan yang lain pada beberapa situasi ditunjukkan pada
Tabel 2.1. PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
Tabel 2.1 Efisiensi bahan penguat dari komposit berpenguat serat untuk beberapa orientasi serat dan pada beberapa variasi arah dari penerapan tegangan
Krenchel, 1964. Orientasi Serat
Arah Tegangan Efisiensi
bahan Penguat
Seluruh serat secara parallel Parallel pada serat
Tegak lurus pada serat 1
Serat secara acak dan seragam didistribusikan pada bidang yang
spesifik Arah manapun pada
bidang dari serat 38
Serat secara acak dan seragam didistribusikan pada bidang tiga
dimensi Arah manapun
15
Kesimpulannya, dapat dikatakan bahwa komposit dengan serat sejajar tidak dapat dipisahkan dengan bentuk anisotropis pada kekuatan dan penguatan
maksimal didapatkan dari arah yang sejajar membujur longitudinal. Pada arah melintang transverse, penguatan oleh serat sebenarnya tidak ada, kegagalan
biasanya terjadi pada tegangan tarik yang relatif rendah. Ketika tegangan dari berbagai arah dikenakan pada sebuah bidang, lapisan
sejajar yang disambungkan bersama diatas lapisan yang lain pada orientasi yang berbeda seringkali digunakan. Penerapan yang melibatkan beberapa arah secara
total dimana tegangan diterapkan biasanya menggunakan serat yang putus-putus, yang mana orientasinya secara acak pada bahan pengikat.
Pertimbangan dari orientasi dan panjang serat untuk komposit tertentu bergantung pada level dan penerapan tegangan alami sesuai dengan biaya
pembuatan. Laju produksi untuk komposit serat pendek orientasi secara sejajar PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
