Perpustakaan Digital ITB

Material komposit memiliki banyak keunggulan karena sifat bahan komposit yang dapat direkayasa sesuai kebutuhan. Material komposit sendiri tersusun dari matriks yang berfungsi sebagai untuk mentransfer tekanan antara serat penguat melindungi serat dari kerusakan mekanik, serta serat yang berfungsi sebagai penguat material komposit itu sendiri. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari sifat mekanik komposit serat lurus kontinyu, secara khusus dalam pengujian tekan. Penelitian dilakukan melalui simulasi dan eksperimen. Penelitian dilakukan melalui simulasi dan eksperimen. Objek yang diuji dalam penelitian ini terdiri dari dua jenis komposit serat lurus kontinyu, yaitu komposit dengan matriks epoxy dan filler carbon pensil serta matriks kayu dan filler epoxy. Simulasi dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Abaqus FEA 6.12 students edition dan memanfaatkan teori yang berdasarkan pada “rule of mixtures”. Pada bagian eksperimen, dilakukan uji tekan pada objek komposit yang telah dibuat. Dimensi sampel epoxy yang dibuat adalah 2 cm ×2 cm×5 cm dan isi pensil yang digunakan berdiameter 0,2 cm. Sedangkan model komposit serat lurus dengan matriks kayu albasiah dan serat epoxy memiliki dimensi 2,5 cm x 2,5 cm x 5 cm dengan serat berbentuk silinder berdiameter 0,5 cm dengan panjang 5 cm. ii Simulasi dilakukan dengan prosedur yang sama dengan prosedur uji tekan yang dilakukan dengan menggunakan alat Tensilon UCT-5T di P3FT LIPI Bandung yaitu dengan menerapkan prosedur uji tekan dengan metoda isostrain, dimana matriks serta serat mengalami perubahan panjang yang sama selama pengujian. Nampak ada perbedaan antara hasil simulasi dengan perhitungan secara teoritis. Semakin banyak jumlah serat, maka perbedaannya pun semakin besar. Hal ini sangat mungkin diakibatkan oleh adanya perubahan dimensi serat ketika proses pembuatan mesh saat simulasi. Salah satu cara untuk yang mungkin untuk mengurangi perubahan luas penampang serat pada waktu pembentukan mesh adalah dengan membuat satu buah serat saja untuk berbagai fraksi volum. Hasil dari model simulasi ini lebih sesuai dengan gambaran teoritis. Dari hasil uji tekan, teramati bahwa model komposit dengan matriks epoxy dan serat isi pensil mengalami penggembungan pada bagian yang ditekan langsung oleh alat uji. Dari hasil Micro-CT scan, baik tampak samping maupun dari penampang melintang, tampak jelas bahwa pada bagian isi pensil yang melengkung telah terjadi retakan. Karena isi pensil mengalami keretakan di mana-mana, maka selama proses uji tekan berlangsung, sangat mungkin bahwa isi pensil tidak berpengaruh dalam memperkuat model komposit serat lurus kontinu secara keseluruhan. Studi simulasi dengan matriks epoxy dan serat isi pinsil menunjukkan bahwa untuk memperoleh hasil simulasi visual yang sesuai dengan eksperimen, maka pada simulasi perlu ditambahkan objek yang menempel pada bagian material yang melakukan kontak langsung dengan gaya tekan. Pada model komposit dengan matriks kayu dan serat epoxy tampak bahwa setelah ruang terisi penuh epoxy terjadi penyerapan oleh kayu sehingga nampak volume epoxy seperti berkurang sehingga perlu penambahan beberapa kali untuk memenuhinya. Melalui fenomena ini diketahui bahwa kayu albasiah memiliki pori yang dapat menyerap epoxy. Berdasarkan pengamatan visual dan pengamatan CTscan pada model komposit dengan matriks kayu albasiah dan serat epoxy, terjadi iii fenomena penyerapan epoxy oleh kayu pada saat proses pembuatan sampel, dengan demikian maka pada dasarnya matriks yang digunakan bukanlah kayu albasiah murni, melainkan kayu albasiah yang telah menyerap epoxy. Sedangankan hasil simulasi menunjukkan bahwa semakin banyak jumlah serat, maka volume epoxy yang diserap oleh kayu pun semakin banyak. Simulasi juga menunjukkan bahwa distribusi perubahan panjang (displacement) lebih besar pada bagian atas model atau daerah yang melakukan kontak langsung dengan gaya tekan.