Perpustakaan Digital ITB

Material komposit carbon fiber reinforced polymer (CFRP) banyak digunakan pada berbagai bidang karena keunggulannya seperti ringan, kuat, dan tahan korosi. Pengetahuan mengenai sifat-sifat mekanik material seperti sifat elastis sangatlah penting untuk mengoptimalkan keunggulan CFRP. Sifat mekanik CFRP dapat diperoleh dengan berbagai pendekatan salah satunya dengan simulasi numerik elemen hingga dengan pemodelan multiskala (multiscale modelling). Pada tugas akhir ini akan dilakukan simulasi numerik dimulai dari skala mikro, skala meso hingga skala makro. Pemodelan skala mikro dilakukan pada sel satuan dengan beberapa variasi seperti jenis pengepakan sel satuan dan fraksi volume serat. Pada skala meso didapatkan sifat elastis sel satuan dan pada skala makro diterapkan kondisi batas periodik dan variasi sifat interphase untuk melihat perilaku mekanik. Kekuatan serat memainkan peranan penting dalam kekuatan struktur CFRP yang tergambar dari semakin besar nilai fraksi volume serat maka semakin besar pula nilai kekuatan struktur kompositnya. Ditemukan bahwa kekuatan maksimum dari sebuah struktur CFRP ada pada saat pembebanan normal longitudinal yaitu sebesar 5782,65 MPa. Juga ditemukan bahwa semakin kecil kekakuan interphase, maka parameter kerusakan cohesive zone model akan semakin besar yang menginisiasi terjadinya interfacial debonding serta membuat modulus elastisitas struktur CFRP juga semakin kecil. Modulus elastisitas CFRP ditemukan paling besar terjadi pada pembebanan normal longitudinal sebesar 115652,99 MPa dengan menerapkan fraksi volume serat sebesar 0,342 dan kekakuan interphase sebesar 2 × 109 N/mm3.