7/25/2019 LAPORANB

1/11

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Saat ini penggunaan berbagai macam jenis material sangat beragam. Namun, karena

banyaknya penggunaan material yang memiliki sifat khusus yang diinginkan dengan

pemanfaatan energi yang lebih optimal, dibuatlah material komposit. Komposit

merupakan material yang sudah banyak digunakan saat ini. Terutama untuk

penggunaan pada benda yang membutuhkan sifat spesifik yang tinggi, seperti

kekakuan dan kekuatan spesifik. Contoh penggunaan komposit salah satunya adalah

material untuk pesawat terbang karena sifat komposit yang ringan namun kuat dan

kaku.

Untuk mempermudah memperkirakan hasil dari pembuatan komposit, dibuat

pemodelan untuk menghitung sifat yang dimiliki oleh komposit yang akan disusun.

emodelan tersebut juga dapat dipakai untuk memperkirakan sifat kkomposit saat

terkena pembebanan.

Sebagai mahasiswa teknik material, sudah pasti harus memiliki kemampuan yag baik

untuk dapat menyusun dan mendesain material komposit sehingga penggunaan

material komposit tersebut dapat bekerja dengan optimal.

1.2 Tujuan

!enentukan pengaruh jenis komposit dan cara penyusunannya terhadap pembebanan

yang dialami laminat dengan aplikasi "#N$%!.

7/25/2019 LAPORANB

2/11

BAB II

TEORI DASAR

!aterial komposit adalah material yang terdiri dari gabungan & atau lebih jenis

material yang dapat dibedakan secara makro yang memiliki sifat gabungan dari

material penyusunnya yang dipengaruhi oleh komposisi material penyusun tersebut.

Komposit tersusun atas laminat laminat. $aminat adalah gabungan dari lamina lamina

yang yang dapat disusun orientasinya untuk mendapatkan sifat yang diinginkan.

$amina adalah plat datar ataupun lengkung yang disusun oleh matriks dan lembaran

fiber.

ersamaan yang sering dipakai dalam perhitungan sifat material komposit adalah

hukum hooke.

klijklij C =

ij ' komponen dari tegangan tarik

Laminat terdiri dari berbagai

lamina

7/25/2019 LAPORANB

3/11

kl ' komponen dari regangan tarik

Cijkl ' komponen dari konstanta elastis tarik

i,j,k,l ' (,&,)

Komposit merupakan material yang bersifat orthotropic. ada perhitungan teori

laminat klasik, asumsi komposit adalah*

!empunyai ) bidang simetris.

Konstanta pada hukum hooke ada +.

ada perhitungan teori laminat klasik terdapat langkah langkah yang harus dilakukan.

$angkah lagkah tersebut dapat dijelaskan engan skema teori laminat klasik.

Skema Teori $aminat Klasik

7/25/2019 LAPORANB

4/11

ersamaan yang digunakan untuk mencari nilaipembebanan pada laminat dapat

dijelaskan dengan persamaan matriks berikut *

N ' tegangan normal

! ' tegangan bending

% ' matriks kekakuan bidang beban dan regangan-

' matriks kekakuan bidang momen dengan kelengkungan-

Sumber: Slide Material

7/25/2019 LAPORANB

5/11

/ ' matriks kekakuan kopel

ada komposit terdapat & kriteria kegagalan. Kriteria tersebut adalah *

(. 0irst ly 0ailure 00-

Kriteria ini menjelaskan saat suatu lamina pada suatu laminat gagal untuk

pertama kali karena tidak mampu menahan beban.

&. $ast ly 0ailure $0-

Kriteria ini menjelaskan saat lamina terakhir pada suatu laminat gagal untuk

terakhir kali dan menjadikan laminat tersebut gagal seluruhnya karena laminat

tidak mampu menahan beban.

F C 9 0

F C 0

F P F

F C 0 d e g r a d e d

F C 9 0 d e g r a d e d

L P F

7/25/2019 LAPORANB

6/11

BAB IV

ANALISIS DATA

ada percobaan laminat klasik, dilakukan pemodelan komposit dengan memakai

perangkat lunak "#N$%! untuk memprediksi sifat sifat laminat dengan parameter

lamina yang diinginkan. ada latihan (, konstanta teknik laminat yang dimodelkan

terjadi perubahan apabila material yang digunakan, orientasi, dan susunan lamina

dirubah. 1al ini dapat membuktikan kemampuan desain yang luas pada material

komposit dengan menggunakan perubahan susunan orientasi dan susunan lamina

komposit. engan kemampuan desain yang luas tersebut, biaya pembuatan komposit

untuk menahan pembebanan dapat dimaksimalkan dan mengurangi biaya produksi.

ada latihan &, dilakukan pemodelan pemberian beban higrothermal dengan asumsi

pada temperatur &2C dan mencari pengaruhnya terhadap komposit. ada komposit

U, pembebanan higrothermal tersebar merata pada komposit. 1al tersebut terjadi

karena pada komposit U tidak ada perbedaan orientasi dan susunanya simetris

sehingga tegangan yang terjadi homogen dan tidak berbeda beda. ada U tidak

terdapat tegangan geser karena pada komposit tersebut orientasinya simetris sehingga

kopel tidak terjadi dan menyebabkan tegangan geser bernilai 3. /erbeda dengan

komposit U yang simetris. Komposit U yang tidak simetris memiliki tegangan

geser. Tegangan geser tersebut timbul karena adanya perbedaan orientasi susunan

lamina yang menyebabkan tegangan geser terjadi, sehingga pada komposit terjadi

pembebanan geser yang membuat munculnya tegangan yang berbeda beda di setiap

lamina pada laminat komposit. ada komposit 4!56#po7y 896)3,8653-s terlihatperilaku yang sama terhadap pengaruh perbedaan orientasi dan susunan lamina pada

laminat komposit. emberian tegangan kemudian dimodifikasi dengan pemberian :

kondisi pembebanan. embebanan tersebut adalah pembebanan tarik biaksial, geser,

momen bending, dan momen torsi. ada pembebanan tarik biaksial terjadi perbedaan

7/25/2019 LAPORANB

7/11

perilaku lamina karena adanya perbedaan orientasi pada susunannya, jika arah gaya

tegak lurus dengan arah seratnya, regangan yang terjadi akan menjadi lebih besar

karena kekuatan lamina yang turun akibat pembebanan yang idak sesuai dengan arah

serat. ada lamina yang berorientasi sama menyebabkan tidak terjadinya tegangan

dan regangan normal karena hanya ada efek kopel dan tidak menyebabkan terjadinya

tegangan normal. ada pembebanan bending tegangan terbesar terjadi di permukaan

laminat dan terjadi pada lamina terluar. ada pembebanan momen torsi, tegangan

geser dihasilkan dan memberikan pembebanan pada komposit. embebanan geser

terlihat paling besar di permukaan uar laminat. apat disimpilkan pada percobaan

pemberian pembebanan ini, pada komposit dengan orientasi simetris tidak dihasilkan

tegangan geser akibat tidak terjadinya kopel. Sedangkan pada komposit yang

asimetris yang memiliki orientasi berbeda terjadi efek kopel yang menyebabkan

adanya tegangan geser.

ada latihan ), rasio tegangan pada laminat komposit dicari untuk menentuka

kegagalan lamina lamina pada laminat tersebut. Kondisi pembebanan diberikan ada

komposit yang ingin dimodelkan. Kondisi tersebut adalah pembebanan tarik tarik,

tarik tekan, tekan tarik, dan tekan tekan. ada komposit /6N2232 U terlihat adanya

pembebanan yang homogen karena tidak ada perbedaan orientasi antar laminatnya.

!enurut teori kegagalan berdasarkan rasio tegangan, pada komposit /6N2232 terjadi

kegagalan saat pembebanan tekan tarik dan tarik tarik, karena rasionya melebihi (.

Kegagalan yang terjadi, terjadi bersamaan di semua laminanya karena pembebanan

yang homogen pada laminat tersebut. /erbeda jika orientasinya drubah menjadi 896

:2-s kegagalan terjadi pada kondisi pembebanan tarik tekan dan tekan tarik. Namun,

efek kegagalannya sama yaitu, gagal pada semua lamina secara bersamaan karenahomogen. ada 4!56#po7y 896)3,8653-s terlihat tidak menunjukan adanya

kegagalan karena nilai rasio tegangan yang dihaasilkan tidak melebihi (.

7/25/2019 LAPORANB

8/11

7/25/2019 LAPORANB

9/11

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

.1 Ke!"#$ulan

;enis material, orientasi serat, dan penyusunan lamina merupakan faktor penting yang

akan mempengaruhi nilai konstanta teknik dari laminat. engaruh tersebut juga akan

mempengaruhi perilaku komposit jika diberikan pembebanan.

.2 Saran

emodelan dilakukan dengan menggunakan animasi, ataupun gambar yang

memperlihatkan bagaimana perilaku laminat akan menambah pengetahuan dan

memperkuat konsep.

7/25/2019 LAPORANB

10/11

DA%TAR PUSTAKA

Slide r. 4r. 1ermawan ;udawisastra

Theory.= &3(5.

Slide r. 4r. >achman Setiawan

Composites.= &332

7/25/2019 LAPORANB

11/11

LAMPIRAN

TU&AS SETELAH PRAKTIKUM

(. Untuk konstanta teknik yang sama dapat dibuat dengan susunan 3,53,3,53,3,

sedangkan untuk konstanta bending dapat dibuat dengan susunan 6:2,:2,6:2-s&. ) ;enis pembebanan diberikan kepada$aminat %S6)23( 3&, :2, 6:2, +3-s

a. $oad case ( * ada arah ( dan & terjadi pembebanan torsi dan

bendingb. $oad case & * !erujuk kepada sifat pembebanan higrotermal yang

menunjukan bahwa tegangan normal terbesar dialami oleh lamina

dengan serat orientasi 3 dan +3 derajat, dan tegangan geser terbesar

dialami oleh lamina dengan orientasi :2 derajat, dapat disimpulkan

bahwa pada kondisi ini laminat terkena pembebanan higrothermal

c. $oad case ) * $aminat terkana pembebanan tarik dan higrothermal

). a. $oad case ( * engan memperhatikan nilai rasio tegangan (9>, lapisan yang

mengalami kegagalan pertama kali adalah lapisan ( bawah

b. $oad case & * engan memperhtikan nilai rasio tegangan (9>, lapisan yang

mengalami kegagalan pertama kali adalah lapisan ? dan : atas

dan bawah.