Perpustakaan Digital ITB

Badan Pusat Statistik (BPS) mencatat jumlah kendaraan sebagai alat transportasi terus meningkat setiap tahun. Peningkatan jumlah kendaraan berdampak pada peluang terjadinya resiko kecelakaan. Berdasarkan laporan WHO tahun 2018, lebih dari 1,35 juta orang meninggal akibat kecelakaan lalu lintas di seluruh dunia. Oleh karena itu, peningkatan keselamatan alat transportasi mutlak diperlukan di Indonesia, khususnya yang berkaitan dengan perlindungan penumpang melalui regulasi, manajemen dan pengembangan teknologi. Pengembangan teknologi yang dilakukan oleh industri alat transportasi salah satunya adalah menciptakan kendaraan yang menerapkan konsep kelaikan tabrak pada desain struktur. Struktur berdinding tipis merupakan struktur yang cukup efektif dan berguna untuk penyerapan energi tabrakan. Pada umumnya struktur berdinding tipis yang biasa disebut crash box terbuat dari logam seperti aluminum dan baja. Baru-baru ini bahan komposit menjadi salah satu alternatif sebagai bahan penyusun crash box karena kekuatan, kekakuan dan rasio berat terhadap ketebalan yang sangat tinggi. Penggabungan antara logam dan komposit dalam desain crash box disebut dengan crash box hibrid. Untuk mempelajari dan mengetahui kemampuan kelaikan tabrak struktur crash box hibrid dengan pembebanan impak aksial perlu dilakukan penelitian dan kajian secara komprehensif. Pada penelitian ini akan dilakukan kaji eksperimen dan numerik untuk mengetahui kemampuan kelaikan tabrak crash box dengan material hibrid gabungan antara aluminum dan komposit Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) yang dikenai beban impak aksial. Setelah model numerik hibrid telah tervalidasi dengan baik, maka studi parametrik dikembangkan. Studi parametrik dilakukan untuk mengevaluasi karakteristik penyerapan energi dan modus deformasi crash box. Hasil penelitian menunjukkan bahwa komposit GFRP dengan arah sudut serat 45° paling efektif dengan peningkatan gaya penghancur rata-rata (Pm) sebesar 6,7% dan penyerapan energi sebesar 6,2 % dibandingkan dengan crash box dengan arah serat 0°/90° (woven fabric). Pengaruh adhesive bonding antar lapisan juga telah dipelajari pada penelitian ini. Ditemukan bahwa parameter adhesive pada simulasi numerik yang di representasikan dengan nilai NFLS (Normal Failure Stress) dan SFLS (Shear Failure Stress) mempengaruhi kapasitas penyerapan energi dan modus deformasi pada crash box hibrid. Dengan range nilai NFLS=0-17,5 MPa dan SFLS=0-32,5 MPa memberikan hasil bahwa modus deformasi komposit cenderung bertipe splaying. Sedangkan jika nilai NFLS & SFLS lebih besar dari range NFLS=17,5-35 MPa dan SFLS=32,5-65 MPa memberikan hasil modus deformasi komposit cenderung progressive buckling. Untuk nilai parameter kelaikan tabrak modus deformasi progressive buckling memberikan nilai penyerapan energi lebih tinggi sebesar 14% dibandingkan dengan modus deformasi splaying. Rasio ketebalan aluminum dan komposit memberikan pengaruh terhadap gaya penghancur rata-rata (Pm) dan energi yang diserap (EA). Rasio ketebalan aluminum : komposit =1:9 nilai Pm meningkat 5,8 % dibandingkan dengan rasio aluminum:komposit = 9:1. Rasio ketebalan 1:1 memberikan pengaruh yang paling signifikan dengan peningkatan nilai Pm dan energi yang diserap (EA) sebesar 55% dan 53%. Hasil dari penelitian didapatkan dengan pelapisan komposit pada crash box aluminum bisa meningkatkan parameter kelaikan tabrak crash box. Diharapkan dengan hasil penelitian yang telah diperoleh dapat membantu industri otomotif dan industri dirgantara dalam merancang crash box atau komponen penyerap energi yang lebih aman, ringan dan efisien.