Perpustakaan Digital ITB

Karakteristik tipikal komposit sebagai material yang kuat dan ringan merupakan faktor utama yang mendorong aplikasi material ini untuk terus dikembangkan. Komposit, salah satunya, digunakan sebagai struktur pelindung terhadap pembebanan impak balistik. Pemahaman tentang mekanisme penyerapan energi, modus kerusakan, dan ketahanan komposit terhadap beban impak balistik harus dibangun dan dieksplorasi dalam upaya akhir dihasilkannya desain dan pemanfaatan material yang reliable dan cost-effective. Saat menerima pembebanan impak, komposit mengalami kegagalan yang meliputi kerusakan serat, matriks, delaminasi, dan pelepasan antarmuka (interfacial debonding), yang dapat terjadi karena adanya shear plugging, deformasi cone, dan petalling. Penelitian ini dilakukan dengan simulasi numerik metode elemen hingga untuk mempelajari bagaimana karakteristik pelat CFRP dan GFRP laminate mempengaruhi respons atau performa balistik terhadap pembebanan peluru kaliber 9x19 mm MU1-TJ yang bergerak dengan kecepatan 380 m/s. Pelat komposit dimodelkan secara meso-scale dengan kontak tiebreak antarlapis, sedangkan peluru dimodelkan sebagai benda kaku dengan kontak eroding. Respons yang dianalisis mencakup energi residu proyektil, energi serapan, dan modus kegagalan pelat. Analisis dilakukan terhadap delapan variasi ketebalan pelat, dengan masing-masing dua jenis material CFRP dan GFRP. Studi parameter karakteristik material juga dipelajari dalam penelitian ini. Aspek yang diamati mencakup peningkatan kekuatan, peningkatan regangan maksimum, dan analisis perbedaan pengaruh ketahanan tarik, tekan, dan geser terhadap impak balistik. Selain itu, pengaruh parameter pemodelan SOFT, FBRT, dan BETA juga diamati. Simulasi diselesaikan dengan menggunakan perangkat lunak eksplisit nonlinear LS-DYNA. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan ketebalan pelat memberikan peningkatan performa balistik yang cenderung linear. Pelat CFRP yang memiliki kekuatan tarik paling tinggi dengan massa jenis yang rendah memberikan hasil specific energy absorption (SEA) yang paling baik. Kegagalan CFRP diamati lebih terlokalisasi dan brittle, sedangkan kegagalan GFRP lebih besar dengan deformasi yang lebih jelas terlihat. Performa balistik pelat diamati memiliki hubungan yang erat dengan ketangguhan material. Pada studi parameter, didapatkan bahwa ketahanan tarik memiliki pengaruh yang lebih besar daripada ketahanan tekan dan geser. Selain itu, peningkatan kekuatan tarik juga ditemukan memiliki pengaruh peningkatan performa balistik yang lebih besar daripada peningkatan regangan maksimum. Studi parameter juga menunjukkan peningkatan nilai SOFT juga meningkatkan energi serapan pelat, sedangkan FBRT dan BETA tidak memiliki pengaruh yang signifikan.