Perpustakaan Digital ITB

Pengembangan dan peningkatan kebutuhan sistem anti-balistik yang efektif dalam industri militer dan kedirgantaraan telah memunculkan banyak penelitian mengenai respons dan performa pelat komposit fiber (FRP) terhadap impak balistik. Tesis ini ditulis untuk menyajikan analisis respons balistik pelat FRP dengan metode eksperimental berdasarkan standar National Institute of Justice (NIJ) yang dilengkapi dengan pengembangan model numerik meso-scale. Uji balistik dilakukan sesuai standar NIJ 0108.01, di mana spesimen menerima beban impak balistik Tipe II: lima tembakan peluru 9 mm Full Metal Jacket Round Nose (FMJ RN) dengan berat 8 gram dan kecepatan 358±12 m/s. Uji impak balistik telah berhasil dilakukan pada tiga spesimen pelat komposit yang tersusun atas seratus lapis fiber sheets dengan tiga variasi jenis serat: carbon, glass, dan Kevlar. Spesimen dimanufaktur dengan metode hand-layup dan vacuum bagging dan berhasil melewati klasifikasi standar Tipe II NIJ 0108.01. Semua impak balistik hanya menghasilkan penetrasi sebagian, dengan kedalaman penetrasi masing-masing 11,10%, 9,95%, dan 22,22% untuk pelat komposit dengan penguat carbon, glass, dan Kevlar secara berurut-urut. Model numerik meso-scale juga dikembangkan dalam perangkat lunak eksplisit nonlinier LS-DYNA. Pelat komposit dimodelkan sebagai pelat shell elements berlapis. Kerusakan intralayer didefinisikan dengan model material Enhanced Composite Damage dan Laminated Composite Fabric dengan kriteria kegagalan Chang-Chang dan Hashin secara berturut-turut. Kerusakan interlayer didefinisikan dengan kontak tiebreak dengan proyektil yang dimodelkan sebagai model rigid dan deformable. Interaksi antara proyektil dan target didefinisikan dengan erosion contact. Validasi dilakukan dengan rekonstruksi referensi dan didapatkan 5,9%. Perbandingan hasil model numerik dan eksperimen NIJ 0108.01 menunjukkan kesesuaian yang baik dalam performa balistik dengan kedalaman penetrasi 10% dan penyerapan energi 100% ketika model numerik menggunakan proyektil deformable, mesh yang disempurnakan, dan model material Laminated Composite Fabric. Pengembangan lebih lanjut untuk model numerik kemudian diusulkan demi hasil yang lebih akurat.