Article Details

ANALISIS RESPON DAN MODUS KERUSAKAN PELAT KOMPOSIT AKIBAT LEDAKAN EXPLOSIVE SECARA UJI COBA DAN NUMERIK

Oleh   Gunaryo [33616006]
Kontributor / Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Bambang Kismono Hadi;Dr. Ir. Sigit Puji Santosa, MSME;;
Jenis Koleksi : S3-Disertasi
Penerbit : FTMD - Teknik Dirgantara
Fakultas : Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara (FTMD)
Subjek :
Kata Kunci : Komposit, Ledakan, gelombang ledak dan Fragmen
Sumber :
Staf Input/Edit : Irwan Sofiyan  
File : 1 file
Tanggal Input : 15 Mar 2021

Kejahatan terorisme selalu mengunakan bahan peledak untuk melakukan teror dengan jumlah korban yang terus meningkat dari tahun ke tahun. Terorisme menjadi ancaman bagi semua pihak, maka diperlukan usaha untuk mengurangi dampak negatif dari ledakan bom. Penggunaan protective structure bisa diterapkan pada kontruksi gedung maupun kendaraan. Material komposit menjadi salah satu protective structure yang dapat dipergunakan untuk mengurangi dampak ledakan. Komposit yang digunakan pada umumnya komposit gelas dan karbon. Perilaku pelat komposit di bawah beban ledakan yang mengakibatkan gelombang ledak maupun kombinasi gelombang ledak dan fragmen sangat diperlukan untuk dipelajari karakteristik kerusakan. Kegiatan uji coba dengan menggunakan bahan peledak TNT dan TNT bercangkang (Granat GT-50) dapat mewakili sumber ledakan yang biasa digunakan dalam peperangan maupun teror. Standar untuk mengetahui kekuatan material komposit berasal dari STANAG level 1 dengan katagori sesuai EN1063. Pelat komposit serat gelas diproduksi menggunakan teknik vakum hand layup dan dipanaskan dalam oven. Pelat komposit serat karbon merupakan material yang digunakan dalam program pengembangan pesawat tempur diproduksi dengan sistem pepreg di PT DI. Luasan material komposit bahan uji ukuran 25 mm x 25 mm merupakan luasan optimal guna menerima beban ledakan TNT dengan massa berbeda, 60 gram, 80 gram dan 100 gram dan jarak stand-off bervariasi, mulai dari 300 mm hingga 1000 mm. Pin pad diletakkan di bawah pelat untuk merekam defleksi maksimum komposit selama ledakan TNT maupun granat. Simulasi LS-DYNA digunakan untuk analisis numerik dengan memodelkan pelat komposit sebagai elemen shell menggunakan MAT54 dan kriteria kegagalan Chang-Chang. Bahan peledak TNT dimodelkan dalam dua cara yang berbeda. Simulasi pertama, dimodelkan menggunakan CONWEP dan kedua dimodelkan menggunakan Smooth particle hydrodynamic (SPH). Granat hanya dimodelkan menggunakan SPH. Gelombang ledak TNT akan mengakibatkan defleksi pada pelat komposit, sedangkan granat tangan akan menghasilkan gelombang ledak dan fragmen yang akan mengakibatkan kerusakan kepada pelat komposit secara analisis numerik Model SPH memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan metode CONWEP. Hasil SPH berada di kisaran 10% dibandingkan dengan data hasil uji coba, sedangkan hasil CONWEP berada di kisaran 30%. Tiga jenis kerusakan akibat ledakan granat adalah rusak tembus, rusak proyektil terjebak dan rusak luka. Ketahanan dari 25 lapis (8 mm) pada komposit serat karbon, sebanding dengan komposit serat gelas minimal 50 lapis (10 mm). Dengan hubungan linier ini, perancang dapat dengan mudah menentukan jumlah lapis yang sesuai dengan persyaratan yang telah ditentukan (STANAG Level 1). sehingga dapat digunakan sebagai dasar pembuatan pelat komposit yang akan digunakan sebagai protective structure. Hasil Penelitian ini berdampak besar dalam industri militer dan industri penyedia material komposit karena hasil penelitian dapat digunakan untuk merancang pelat komposit serat gelas maupun serat karbon apabila akan digunakan sebagai material pelindung ledakan. Industri material komposit dapat menggunakan hasil perhitungan numerik tanpa harus melakukan uji coba pada setiap desain yang akan digunakan.