Studi Eksperimental Pengaruh Jumlah Lapisan Stainless Steel Mesh dan Posisinya Terhadap Karakteristik Tarik dan Bending Komposit Serat Kaca Hibrida

LOGO

Sidang Tugas Akhir

Studi Eksperimental Pengaruh Jumlah Lapisan Stainless Steel Mesh dan Posisinya Terhadap Karakteristik Tarik dan Bending Komposit Serat Kaca Hibrida Oleh : Tamara Ryan Septyawan 2106100164 Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Wajan Berata, DEA Putu Suwarta, ST, M.Sc

MATERI 1

Pendahuluan

2

Tinjauan Pustaka

3

Metodologi

4 5

Data Hasil Penelitian & Diskusi

Kesimpulan dan Saran

LOGO

PENDAHULUAN

Latar Belakang Transportasi Bahan Bakar Efisiensi Pemilihan Material Komposit Serat Kaca Kelemahan Komposit Serat Kaca

Hibridisasi

Komposit Hibrida

Perumusan Masalah Bagaimana pengaruh jumlah lapisan stainless steel mesh terhadap karakteristik tarik dan bending komposit hibrida. Bagaimana pengaruh posisi peletakan lapisan stainless steel mesh terhadap karakteristik tarik dan bending komposit hibrida.

Tujuan Penelitian Mengetahui pengaruh jumlah lapisan stainless steel mesh terhadap karakteristik tarik dan bending komposit hibrida. Mengetahui pengaruh posisi peletakan lapisan stainless steel mesh terhadap karakteristik tarik dan bending komposit hibrida.

Batasan Masalah dan Asumsi  Komposisi antara penguat dengan matrik di setiap lapisan dianggap sama.  Distribusi serat di dalam matrik pada setiap lapisan dianggap sama.  Spesimen yang dihasilkan dianggap sempurna (permukaan rata, tidak ada ruang kosong (void) dan ikatan fiber dan logam dengan matriks sangat baik).  Suhu ruangan pada proses pembuatan dan pengujian dianggap konstan.

LOGO

TINJAUAN PUSTAKA

KOMPOSIT

Matriks

Penguat

KOMPOSIT

Matriks

Matriks Polymer Matrix Composite

Metal Matrix Composite

Ceramic Matrix Composite

Penguat Fiber Reinforced Composite Particle Reinforced Composite Laminar Reinforced Composite Hybrid Composite

Hybrid Composite

a.Sandwich b.Interply c.Intraply d.Intimately Mixed

Glass Reinforced Fiber Metal Laminate (GLARE) Polimer

GLARE Stainless Steel

Serat Kaca

Perhitungan Komposit Perhitungan umum  Fraksi volume total : Vf + Vm = 1  Fraksi volume matriks : Vm = vm / vc  Fraksi volume serat: Vf = vf / vc  Fraksi berat total : Wf + Wm = 1  Fraksi berat matriks : Wm = wm / wc  Fraksi berat serat : Wf = wf / wc  Vc = Vm + Vf  wc = wm + wf  ρc = Vf ρf + Vm ρm

E1 = EmVm + E fV f

Pengujian Mekanik

Pengujian Mekanik

Pengujian Tarik Pengujian Bending

Mode Kegagalan Tarik

Pengujian Bending

LOGO

METODOLOGI

Diagram Alir Penelitian

www.themegallery.com

Company Logo

Pembuatan Komposit Peralatan  Alat Cetak Komposit  Alat Bantu:  Gerinda  Gunting  Kuas  Roller  Alat Ukur:  Timbangan  Jangka sorong  Alat Keselamatan:  Sarung tangan  Masker

Pembuatan Komposit Bahan:  Resin unsaturated polyester Yukalac 157 BTQN-EX  Lembaran Serat Kaca WR 600  Stainless steel mesh ukuran 30  Katalis MEKPO

Pembuatan Komposit  Pelapisan permukaan cetakan dengan wax  Pemotongan serat kaca serta mesh sesuai dengan dimensi cetakan  Penimbangan resin sesuai dengan fraksi berat yang ditentukan  Pembuatan komposit dengan metode wet lay up hingga diperoleh 9 lamina  Proses curing selama 24 jam  Pelepasan komposit dari cetakan

Tabel ketebalan spesimen

Konfigurasi Lamina Bending

Konfigurasi Lamina Tarik

Lembaran Komposit


Company Logo

Pengujian Tarik ASTM D-3039

Pencatatan Hasil Uji Tarik No Spesimen 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18


P (N)

L (mm)

d (mm)

b (mm)

L0 (mm)

Δl (mm)

A0 (mm)

ε (%)

σ (MPa)

E (MPa)

Company Logo

Pengujian Bending

Pencatatan Hasil Uji Bending No

Spesimen

d (mm)

b (mm)

L span (mm)

Defleksi (mm)

P (N)

Gradien (N/mm)

S (Mpa)

E (Mpa)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24


Company Logo

Pengamatan Makroskopis


Company Logo

Pengamatan SEM


Company Logo

LOGO

DATA HASIL PENELITIAN & DiSKUSI

Hasil Pengujian Tarik Stainless Steel Mesh dan Serat Kaca WR 600

SS Mesh #30

No

Sifat Mekanis

Hasil Penelitian

Rata-Rata

747,7398972 1

σu (MPa)

735,2775656

730,0050407

28,7804878 29,12621359

657,6470588

RataRata 675,611 7

681,1881188 3,460207612

31,63618389 ε (%)

Hasil Penelitian 688

706,9976592

2

WR 600

29,84762843

3,414634146 3,398058252

3,4243

Hasil Pengujian Tarik Komposit Hibrida


Company Logo

Hasil Pengujian Tarik Komposit Hibrida No

Spesimen 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

0 0 0 1T 1T 1T 1S 1S 1S 2TT 2TT 2TT 2TS 2TS 2TS 2SS 2SS 2SS

ε (%) Hasil Rerata 1,95122 1,923077 1,920363 1,886792 2,427184 2,392344 2,396399 2,369668 2,380952 2,347418 2,366013 2,369668 2,870813 2,857143 2,875502 2,898551 2,830189 2,843602 2,848201 2,870813 2,843602 2,816901 2,839215 2,857143

σ (MPa) Hasil Rerata 239,3939 233,3333 237,5758 240 243,0108 244,2623 242,7111 240,8602 241,3978 243,1694 241,4507 239,7849 251,462 251,7241 251,9392 252,6316 250,8772 250 250,9747 252,0468 247,9532 250 249,7009 251,1494

E (GPa) Mode Hasil Rerata Kegagalan 12,26894 DGM 12,13333 12,37409 SGM 12,72 SGM 10,01204 LGM 10,04548 10,12949 LAT 10,33093 LAT 9,733333 LAT 9,94 9,885376 LAT 9,982796 LAT 8,759259 LGM 8,609195 8,694748 LAT 8,715789 LAB 8,761014 LGM 8,916667 8,847238 LAB 8,864035 LAB 8,474074 DGM 8,670977 8,524404 LAT 8,428161 LAT

Perbandingan Tegangan 255

250

245

σ (MPa) 240

235

230 Tanpa Stainless Steel Mesh

1 Lapisan Stainless Steel Mesh


Komposit Serat Kaca Tanpa Stainless Steel Mesh Komposit Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh di Tengah Komposit Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh di Sisi Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Tengah Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Tengah dan Sisi Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Kedua Sisi

Perbandingan Regangan 3,5 3 2,5 2

ε (%) 1,5 1 0,5 0

Tanpa Stainless Steel Mesh



Komposit Serat Kaca Tanpa Stainless Steel Mesh Komposit Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh di Tengah Komposit Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh di Sisi Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Tengah Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Tengah dan Sisi Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Kedua Sisi

Perbandingan Tegangan Pada Komposit Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh 243 242,8 242,6 242,4 242,2 242 σ (MPa) 241,8 241,6 241,4 241,2 241 240,8 Posisi Stainless Steel Mesh di Tengah Komposit Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh di Tengah

Posisi Stainless Steel Mesh di Sisi Komposit Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh di Sisi

Perbandingan Regangan Pada Komposit Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh 2,4 2,395 2,39 2,385 2,38 ε (%) 2,375 2,37 2,365 2,36 2,355 2,35 Posisi Stainless Steel Mesh di Tengah Komposit Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh di Tengah

Posisi Stainless Steel Mesh di Sisi Komposit Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh di Sisi

Perbandingan Tegangan Pada Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh 252,5

252

251,5

251 σ (MPa) 250,5 250

249,5

249

248,5 Posisi Stainless Steel Mesh di Tengah Keduanya

Posisi Stainless Steel Mesh di Tengah dan di Posisi Stainless Steel Mesh di Sisi Keduanya Sisi

Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Tengah Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Tengah dan Sisi Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Kedua Sisi

Perbandingan Regangan Pada Komposit Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh 2,88

2,87

2,86

2,85 ε (%) 2,84

2,83

2,82

2,81 Posisi Stainless Steel Mesh di Tengah Keduanya

Posisi Stainless Steel Mesh di Tengah dan di Posisi Stainless Steel Mesh di Sisi Keduanya Sisi

Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Tengah Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Tengah dan Sisi Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Kedua Sisi

Foto Makro Patahan

Hasil Uji SEM

Perbandingan Tegangan Hasil Pengujian dengan Tegangan Teoritis 265

260

258,8995183

257,9748319

256,9957523 255

251,93 250

σ (MPa) 245

240

242,71

237,57

235

230

225 Komposit Serat Kaca Tanpa Stainless Steel Komposit Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Mesh Steel Mesh Steel Mesh Tegangan Teoritis

Tegangan Pengujian

Hasil Pengujian Bending S (Mpa)

No

Spesimen 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

0 0 0 1A 1A 1A 1T 1T 1T 1B 1B 1B 2AT 2AT 2AT 2TT 2TT 2TT 2BT 2BT 2BT 2AB 2AB 2AB

Hasil 25,903 29,9929 27,2663 32,9657 35,9625 34,4641 28,4703 26,9719 26,9719 23,975 22,4766 23,975 39,0028 40,7756 42,5485 40,7756 40,7756 39,0028 37,2299 37,2299 39,0028 37,2299 40,7756 39,0028

E (Mpa)

Rerata 27,7207

34,4641

27,4714

23,4755

40,7756

40,1847

37,8209

39,0028

Hasil 1224,21 1417,51 1288,65 1361,16 1272,78 1423,03 1175,55 1113,68 1113,68 848,517 795,485 989,937 1313,78 1373,49 1637,96 1569,71 1569,71 1501,46 1433,21 1433,21 1313,78 1254,06 1373,49 1313,78

Rerata 1310,12

1352,32

1134,3

877,979

1441,74

1546,96

1393,4

1313,78

Perbandingan Tegangan Bending 45 40 35 30 25 S (MPa) 20 15 10 5 0 Tanpa Stainless Steel Mesh



Komposit Serat Kaca Tanpa Stainless Steel Mesh Komposit Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh di Atas Komposit Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh di Tengah2 Komposit Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh di Bawah Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Atas dan Tengah Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Tengah Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Bawah dan Tengah Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Atas dan Bawah

Perbandingan Modulus Bending 1800 1600 1400 1200 1000 E (MPa) 800 600 400 200 0 Tanpa Stainless Steel Mesh Komposit Komposit Komposit Komposit Komposit Komposit Komposit Komposit

1 Lapisan Stainless Steel Mesh 2 Lapisan Stainless Steel Mesh

Serat Kaca Tanpa Stainless Steel Mesh Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh di Atas Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh di Tengah2 Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh di Bawah Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Atas dan Tengah Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Tengah Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Bawah dan Tengah Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Atas dan Bawah

Perbandingan Tegangan Bending Pada Komposit Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh

40 35 30 25 S (MPa) 20 15 10 5 0 Posisi Stainless Steel Mesh di Atas

Posisi Stainless Steel Mesh di Tengah

Posisi Stainless Steel Mesh di Bawah

Komposit Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh di Atas Komposit Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh di Tengah Komposit Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh di Bawah

Perbandingan Modulus Bending Pada Komposit Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh 1600 1400 1200 1000

E (MPa)

800 600 400 200 0 Posisi Stainless Steel Mesh di Atas


Posisi Stainless Steel Mesh di Bawah

Komposit Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh di Atas Komposit Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh di Tengah Komposit Hibrida dengan 1 Lapisan Stainless Steel Mesh di Bawah

Perbandingan Tegangan Bending Pada Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh

45 40 35 30 25 S (MPa) 20 15 10 5 0 Posisi Stainless Steel Mesh Posisi Stainless Steel Mesh Posisi Stainless Steel Mesh Posisi Stainless Steel Mesh di Atas dan Tengah di Tengah di Bawah dan Tengah di Atas dan Bawah Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Atas dan Tengah Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Tengah Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Bawah dan Tengah Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Atas dan Bawah

Perbandingan Modulus Bending Pada Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh

1800 1600 1400 1200 1000 E (MPa) 800 600 400 200 0 Posisi Stainless Steel Mesh di Atas dan Tengah


Posisi Stainless Steel Posisi Stainless Steel Mesh di Bawah dan Mesh di Atas dan Bawah Tengah

Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Atas dan Tengah Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Tengah Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Bawah dan Tengah Komposit Hibrida dengan 2 Lapisan Stainless Steel Mesh di Atas dan Bawah

Foto Makro Patahan

Hasil Uji SEM

LOGO

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan Setelah dilakukan rangkaian percobaan dan analisa data, maka diperoleh beberapa kesimpulan dari penelitian tugas akhir yang dapat dijabarkan sebagai berikut : 1. Penambahan stainless steel mesh pada komposit serat kaca hingga menjadi komposit hibrida dapat meningkatkan kekuatan tarik serta regangan dalam volume fraksi yang sama. 2. Posisi peletakan lapisan stainless steel mesh tidak berpengaruh signifikan terhadap kekuatan tarik dan regangan komposit hibrida. 3. Mekanisme kegagalan yang umum terjadi pada saat pengujian tarik komposit hibrida adalah matrix cracking, debonding, delaminasi, dan fiber fracture. 4. Pada pengujian bending didapatkan bahwa dengan penambahan dua lapisan stainless steel mesh dengan posisi di atas dan tengah maka akan didapatkan kekuatan bending yang terbesar.

Saran Adapun saran dari penelitian ini untuk penelitian selanjutnya adalah: 1. Perlunya peningkatan ikatan adhesi antara matriks dengan stainless steel mesh agar dapat diperoleh sifat mekanik yang lebih baik. 2. Penggunaan stainless steel mesh dengan ukuran yang berbeda agar dapat diketahui efeknya terhadap komposit hibrida. 3. Penggantian matriks dengan tipe yang lebih ulet agar dapat diketahui pengaruhnya terhadap komposit hibrida.


Company Logo

LOGO

Studi Eksperimental Pengaruh Jumlah Lapisan Stainless Steel Mesh dan Posisinya Terhadap Karakteristik Tarik dan Bending Komposit Serat Kaca Hibrida

Recommend Documents