RESPON POLYMERIC FOAM YANG DIPERKUAT SERAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) AKIBAT BEBAN TEKAN STATIK DAN IMPAK (SIMULASI NUMERIK - Muftil Badri M; Bustami Syam; Samsul Rizal; Krishna Surya Buana (Jurnal Dinamis, 2010)
﻿﻿AbstrakPenelitian ini bertujuan untuk menyelidiki respon polymeric foam yang diperkuat serat TKKS akibat beban tekan statik dan dinamik melalui eksperimen dan simulasi numerik. Respon yang akan diamati adalah tegangan maksimum, kekuatan retak/patah, serta distribusi tegangan. Karakteristik material berupa modulus elastisitias dan analisa kerusakan akan diselidiki dalam penelitian ini. Secara eksperimen, respon dan karakteristik beberapa material, yaitu: resin termoset, polyurethane, dan polymeric foam yang diperkuat serat TKKS akan diamati melalui uji tekan statik aksial. Secara numerik, respon polymeric foam yng diperkuat serat TKKS yang akan diselidiki adalah distribusi tegangan dari beberapa jenis pembebanan, yaitu: tekan statik aksial, tekan bending, dan tekan impak Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB). Spesimen uji tekan statik aksial dibuat berdasarkan standar ASTM D-1621-00. Spesimen uji polymeric foam terdiri dari beberapa material penyusun dengan persentase massa yang berbeda, yaitu: 60 % resin jenis 157 BQTN Ex Series sebanyak, 20% polyurethane, 5% serat TKKS yang dihaluskan, serta 5% katalis methyl ethyl keton proxide (MEKPO). Spesimen uji dieksekusi menggunakan alat uji Shimadzu Servopulser. Analisa numerik melalui simulasi komputer menggunakan software berbasis metode elemen hingga (MEH) yaitu ANSYS Rel. 5.4 untuk simulasi tekan statik aksial dan bending sedangkan MSC/NASTRAN Rel. 4.5 untuk simulasi impak tekan SHPB. Dari hasil uji tekan statik aksial diperoleh nilai modulus elastisitas resin sebesar 118,78 MPa, polyurethane 0,18 MPa, dan polymeric foam yang diperkuat serat TKKS sebesar 17,22. Tegangan maksimum yang direspon oleh resin adalah 0,582 MPa, polyurethane 0,0044 MPa, dan polymeric foam yang diperkuat serat TKKS sebesar 0,106 MPa. Nilai kekuatan retak terhadap masing-masing spesimen uji juga berbeda, kekuatan retak resin adalah 1,18 MPa, polyurethane sebesar 0,075 MPa, dan polymeric foam yang diperkuat serat TKKS sebesar 0,133 MPa. Kegagalan resin akibat beban tekan statik aksial ditandai dengan perbesaran ukuran penampang lateral (barreling), kerusakan polyurethane ditandai dengan terbentuknya lipatan-lipatan permanen di dinding spesimen yang menunjukkan respon plastis sempurna, dan kegagalan polymeric foam yang diperkuat serat TKKS ditandai dengan pembesaran rongga-rongga yang acak. Berdasarkan hasil simulasi numerik diperoleh tegangan Von Mises maksimum terhadap polymeric foam yang diperkuat serat TKKS akibat beban statik aksial sebesar 0,186 MPa sedangkan tegangan maksimum Von Mises akibat bending statik nilainya jauh lebih besar, yaitu 50,518 MPa. Hasil simulasi bending statik menunjukkan bahwa titik kritis terjadi di lokasi beban diberikan. Untuk beban impak, hasil simulasi menunjukkan bahwa polymeric foam yang diperkuat serat TKKS memiliki tegangan maksimum Von Mises impak bending sebesar 69,44 MPa dan impak SHPB sebesar 102, 96 MPa. Hasil simulasi impak menunjukkan bahwa kenaikan waktu impak menyebabkan penurunan terhadap tegangan impak.Kata kunci: polymeric foam, serat TKKS, modulus elastisitas, tegangan, beban tekan statik aksial, tekan bending, impak SHPB