Perpustakaan Digital ITB

Laju regangan merupakan laju deformasi yang diakibatkan oleh gaya yang bekerja pada suatu material sehingga laju regangan mempengaruhi kekuatan dari material tersebut. Pada pengujian material berdasarkan laju regangan, semakin tinggi laju regangan maka akan menghasilkan kekuatan material yang semakin tinggi. Material kayu sebagai material anisotropik, memiliki perilaku yang kompleks. Pada literatur yang ada, data mekanik kayu umumnya hanya tersedia pada kondisi pembebanan statik. Sementara data untuk kondisi pembebanan dinamik dan impulsif masih sulit didapatkan dari literatur. Salah satu alat yang dapat mengetahui perilaku mekanik pada kondisi dinamik dan impulsif ini adalah alat Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB). Pengujian SHPB merupakan pengujian pada laju regangan tinggi dengan besaran laju regangan dari 1000 – 10000/s. Pengujian dilakukan pada spesimen kayu spruce (picea abies) dan kayu jati (tectona grandis) diarah sejajar serat (longitudinal) dan tegak lurus serat (transversal). Spesimen kayu ini dipilih karena spesimen-spesimen tersebut mewakili kayu lunak dan kayu keras. Spesimen berbentuk silinder dengan diameter 20 mm serta tinggi 20 mm dan 24 mm. Sedangkan untuk material batang-batang SHPB, digunakan material baja untuk pengujian arah longitudinal masing-masing spesimen serta arah transversal spesimen kayu jati dan material akrilik/PMMA (polymethyl methacrylate) untuk pengujian arah transversal spesimen kayu spruce. Dimensi batang-batang memiliki diameter sebesar 25 mm dan panjang 1250 mm untuk batang incident dan transmission dan 375 mm untuk batang striker. Pengujian dilakukan pada laju regangan antara 1800/s hingga 2900/s. Penelitian secara numerik dilakukan menggunakan metoda elemen hingga dengan bantuan perangkat lunak untuk mensimulasikan material kayu dalam kondisi laju regangan tinggi. Simulasi material batang-batang SHPB menggunakan jenis pemodelan elastik sedangkan simulasi material kayu menggunakan tipe material honeycomb. Kontak antar bagian-bagian alat SHPB disimulasikan dengan jenis kontak automatic surface to surface sebagai kontak saat terjadi tumbukan antara dua permukaan dan kontak constraint nodes to surface untuk menghindari permukaan kontak yang satu menembus permukaan kontak yang lainnya. Hasil simulasi numerik divalidasi dengan hasil eksperimen. Pada simulasi numerik, dilakukan pembesaran kecepatan tembak dari kecepatan tembak eksperimen. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan besaran laju regangan yang menyerupai hasil dari eksperimen. Dengan pembesaran kecepatan tembak pada simulasi numerik arah longitudinal dan transversal (tangensial dan radial) pada kayu spruce dan jati menghasilkan nilai selisih tegangan leleh kurang dari 10% dibandingkan dengan hasil eksperimen.