Article Details

ANALISIS PENGARUH SIFAT ANISOTROPI DAN VISKOPLASTIK PADA MATERIAL LEMBARAN LOGAM UNTUK APLIKASI KOLOM LAIK TABRAK

Oleh   Ali Aziz [23620008]
Kontributor / Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Leonardo Gunawan;Prof. Dr. Ir. Tatacipta Dirgantara, M.T.;Afdhal, S.T., M.T.;
Jenis Koleksi : S2 - Tesis
Penerbit : FTMD - Teknik Dirgantara
Fakultas : Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara (FTMD)
Subjek :
Kata Kunci : anisotropi, viskoplastik, kolom laik tabrak, simulasi numerik.
Sumber :
Staf Input/Edit : Irwan Sofiyan  
File : 1 file
Tanggal Input : 2022-01-12 19:47:07

Saat ini aspek keselamatan kendaraan telah menjadi kebutuhan yang krusial dalam proses desain. Terdapat banyak komponen pada kendaraan yang berfungsi sebagai sistem keselamatan kendaraan salah satunya adalah struktur kolom laik tabrak. Ketika mobil mengalami tabrakan struktur kolom laik tabrak akan berdeformasi dan menyerap energi kinetik tabrakan. Hal tersebut dapat mengurangi potensi cedera pada penumpang. Oleh karena itu sudah menjadi sebuah keharusan bagi perusahaan manufaktur untuk dapat mendesain struktur penyerap energi kendaraan dengan lebih akurat agar dapat meningkatkan keselamatan kendaraan. Secara umum mayoritas simulasi numerik kolom laik tabrak yang dilakukan pada proses desain menggunakan asumsi material isotropi. Yaitu mengasumsikan properti material sama pada setiap arahnya. Asumsi isotropi memerlukan data material yang lebih sedikit, sehingga asumsi ini lebih praktis dan mudah digunakan. Tapi pada kenyataannya banyak material yang tidak sesuai dengan asumsi tersebut. Material logam hasil proses manufaktur pengerolan, deep drawing, dan ekstrusi adalah contoh material yang memiliki kecenderungan sifat anisotropi, dimana properti material pada setiap arahnya tidak sama. Oleh karena itu pemodelan simulasi numerik perlu menggunakan model yang tepat agar menghasilkan analisis yang akurat. Tujuan dari penelitian ini adalah mengevaluasi efek anisotropi dan viskoplastik struktur kolom laik tabrak melalui dua metode analisis yaitu metode eksperimen dan simulasi numerik. Hasil prediksi parameter kelaikan tabrak dari model isotropi dan anisotropi simulasi numerik akan dibandingkan dengan data eksperimen. Model numerik isotropi menggunakan fungsi yield Von Mises sedangkan model anisotropi akan merujuk pada model yang dikembangkan oleh Afdhal (2021). Model tersebut terdiri dari kombinasi fungsi yield Hill 48, penguatan isotropik, dan viskoplastik Cowper-Symonds. Efek anisotropi material dievaluasi melalui variasi arah pemotongan spesimen kolom laik tabrak. Ada tiga variasi arah pemotongan yaitu sejajar, diagonal, dan melintang terhadap arah pengerolan. Sedangkan efek viskoplastik dievaluasi dengan melakukan analisis pada dua kasus laju pembebanan, yaitu pembebanan kuasi statik dan dinamik. Pada kuasi statik spesimen ditekan dengan kecepatan 2 mm/menit sedangkan pada pembebanan dinamik spesimen ditumbuk dengan sebuah impactor berkecepatan 4.09 m/s. Setelah melakukan simulasi numerik dan eksperimen diperoleh hasil yang menyatakan bahwa sifat anisotropi material memberikan efek pada prestasi kelaikan tabrak struktur yang cukup signifikan. Orientasi material yang memiliki kekuatan tarik lebih tinggi akan menghasilkan struktur kolom laik tabrak yang lebih kuat dan begitu sebaliknya. Efek sifat anisotropi bernilai cukup signifikan pada parameter Pmean dan SEA yaitu mencapai 6.72% dan lebih signifikan pada parameter Pmax hingga 18.22%. Selain itu laju regangan juga memberikan efek yang signifikan. Struktur mengalami penguatan hingga 30.11% ketika struktur dikenai beban impak berkecepatan 4.09 m/s. Model anisotropi yang digunakan dapat merepresentasikan sifat anisotropi material dan sifat penguatan akibat laju regangan dengan baik. Oleh karena itu model anisotropi yang digunakan dapat memberikan hasil yang lebih akurat dibandingkan dengan model isotropi.