Perpustakaan Digital ITB

Tabung polimer yang diperkuat serat karbon (CFRP) menawarkan penyerapan energi spesifik yang jauh lebih unggul dibandingkan logam konvensional, namun memprediksi mekanisme kegagalan interaktifnya yang kompleks tetap menjadi tantangan komputasi yang signifikan. Penelitian ini menyelidiki perilaku penghancuran aksial kuasi-statis dari kotak tabrak persegi panjang CFRP, baik yang berongga maupun yang diisi busa poliuretan (PU), dengan berbagai konfigurasi pemicu dan lubang melingkar. Model elemen hingga yang dikembangkan di ABAQUS/Explicit, divalidasi terhadap eksperimen kompresi fisik, menunjukkan margin kesalahan secara umum di bawah 10%, yang mengindikasikan bahwa formulasi cangkang kontinum (SC8R) dengan kontak permukaan kohesif secara signifikan lebih stabil dan akurat daripada pendekatan cangkang konvensional (S4R) dalam menangani rotasi struktural yang masif. Penerapan inisiator hancuran spesifik, seperti pemicu chamfer (CF) dan celah parsial arah luar (OPS), berhasil mengubah morfologi keruntuhan dari pelipatan progresif global yang tidak stabil menjadi rezim penghancuran progresif yang sangat stabil, sehingga meningkatkan efisiensi gaya hancur. Penyelidikan gabungan eksperimental-numerik menunjukkan bahwa meskipun diskontinuitas geometris seperti lubang melingkar memaksa urutan keruntuhan lokal yang presisi, integrasi inti busa PU memberikan stabilisasi struktural yang substansial, membatasi keruntuhan dinding ke arah dalam, dan meningkatkan total penyerapan energi hingga 187% pada konfigurasi yang didominasi oleh pelipatan. Temuan ini memberikan kerangka kerja numerik yang kuat dan strategi desain rekayasa yang terarah untuk menyesuaikan struktur komposit ringan dalam memenuhi kriteria kelaikan tabrak yang ketat.