Analisis Kekuatan Tarik pada Material Komposit dengan Serat Penguat Polimer

Authors

  • Lohdy Diana Program Studi Sistem Pembangkit Energi, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya
  • Arrad Ghani Safitra Program Studi Sistem Pembangkit Energi, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya
  • Muhammad Nabiel Ariansyah Program Studi Sistem Pembangkit Energi, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

DOI:

https://doi.org/10.30588/jeemm.v4i2.754

Keywords:

composite, komposit, polymer fibers, serat polimer, tensile test, uji tarik, HDPE, PET, fiberglass

Abstract

The amount of waste generated from day to day is increasing, especially plastic waste. The solution is needed to solve the problem. It is to make plastic waste into new materials, namely composites. This study aims to determine the mechanical properties, especially the tensile strength of composite materials with polymer fibers and fiberglass, experimentally and simulated. The polymer fibers that would be examined in this study include high-density polyethylene (HDPE), polyethylene terephthalate (PET), and fiberglass, which would be used as a comparison. The composites were made into test specimens with the form and test method procedures following the ASTM D638 standard, which is the standard for the tensile test of composite materials. The test equipment used was UTM HT2402 with a maximum load of 20 kN. After the test, many graphs of the tensile test results were obtained for later analysis. Based on the test results, it was found that the composite with fiberglass had the highest tensile strength, 17.31 MPa. The composites with HDPE fibers had the lowest tensile strength, 11.36 MPa. The composite with PET fibers had the highest strain at 1.87 %. As indicated by the graphical form of the tensile test results and the fracture pattern, the three composites are brittle. The composites were then modeled using computer software. It could be seen that the distribution of stress and strain on the surface of the material. Stress was concentrated in the middle of the gauge length, conditioned according to the experimental test results.

Jumlah sampah yang dihasilkan dari hari ke hari semakin meningkat, terutama sampah plastik. Oleh karena itu, perlu solusi untuk memecahkan masalah tersebut. Salah satu cara adalah menjadikan sampah plastik menjadi material baru yaitu komposit. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui sifat mekanik yaitu kekuatan tarik pada material komposit dengan serat polimer dan fiberglass secara eksperimen dan simulasi. Serat polimer yang diteliti pada penelitian ini antara lain: high-density polyethylene (HDPE), polyethylene terephthalate (PET), dan serat fiberglass yang digunakan sebagai pembanding. Komposit tersebut dibuat menjadi spesimen uji dengan bentuk dan prosedur metode pengujian mengikuti standard ASTM D638 yang merupakan standard untuk uji tarik material komposit. Alat uji yang digunakan yaitu UTM HT 2402 dengan beban maksimum 20 kN. Setelah pengujian, diperoleh grafik hasil uji tarik untuk kemudian dianalisa. Berdasarkan hasil pengujian diperoleh hasil bahwa komposit dengan serat fiberglass memiliki kekuatan tarik tertinggi yaitu sebesar 17,31 MPa. Sedangkan, komposit dengan serat HDPE memiliki kekuatan tarik terendah yaitu sebesar 11,36 MPa. Sedangkan, komposit dengan serat PET memiliki regangan tertinggi yaitu sebesar 1,87 %. Ketiga komposit tersebut bersifat getas ditunjukkan dari bentuk grafik hasil pengujian tarik serta pola patahan. Ketiga komposit tersebut kemudian dimodelkan menggunakan software komputer. Berdasarkan hasil simulasi dapat diketahui distribusi tegangan dan regangan pada permukaan material. Tegangan yang terkonsentrasi pada bagian tengah gauge length yang dikondisikan sesuai dengan hasil pengujian secara eksperimen.

References

Abd Hamid, A. R., & Jagan, T. (2019). Design and Analysis of Carbon Fibre Composite Monorack Armfor Motorcycle. International Journal of Intergrated Engineering, 11(7), 152-161.

Al-Mosawi, A. I., Abdulsada, S. A., & Ali, M. M. (2016). Ansys Modeling for Estimation Tensile and Flexural Strength of Green Composite. Advances in Chemistry and Materials Science, 2(1), 1-7.

Apriani, E. (2017). Analisa Pengaruh Variasi Komposisi Bahan Limbah dari Serat Kelapa Muda, Batang Pisang dan Kertas bekas terhadap Kekuatan Bending sebagai Papan Komposit. Jurnal Engine: Energi, Manufaktur, dan Material, 1(2), 38-46.

Badrawada, I. G., Purwanto, A., & Firlanda, E. R. (2019). Analisa Aerodinamika Bodi Kendaraan Mataram Proto Diesel dengan ANSYS 15.0. Jurnal Engine: Energi, Material, dan Manufaktur, 3(1), 8-14. doi:10.30588/jeemm.v3i1.481

Callister, Jr., W. D., & Rethwisch, D. G. (2014). Material Science and Engineering: An Introduction (9 ed.). New Jersey, USA: Wiley.

Djamil, S., Lubis, S. Y., & Hartono, H. (2014). Kekuatan Tarik Komposit Matrik Polimer Berpenguat Serat Alam Bambu Gigantochloa Apus Jenis Anyaman Diamond Braid dan Plain Weave. Jurnal Energi dan Manufaktur, 7(1), 1-8.

Fajri, R. I., Tarkono, T., & Sugiyanto, S. (2013). Studi Sifat Mekanik Komposit Serat Sansevieria Cylindrica dengan Variasi Fraksi Volume Bermatriks Polyester. Jurnal Ilmiah Teknik Mesin FEMA, 1(2), 85-93.

Ma'arif, S., Pani, R. S., Chamim, M., & Sukarjo, H. (2019). Prediction of Distortion Behavior due to Load Thermal Laser Welded Low Carbon Steel with Stainless Steel 304 Based on Computation Simulation. Proceeding International Conference on Materials Science and Technology (pp. 72-79). Serpong: Center for Science and Technology of Advanced Materials - BATAN.

Maryanti, B., Sonief, A. A., & Wahyudi, S. (2011). Pengaruh Alkalisasi Komposit Serat Kelapa-Poilester terhadap Kekuatan Tarik. Rekayasa Mesin, 2(2), 123-129.

Muhajir, M., Mizar, M. A., & Sudjimat, D. A. (2016). Analisis Kekuatan Tarik Bahan Komposit Matriks Resin Berpenguat Serat Alam dengan Berbagai Varian Tata Letak. Jurnal Teknik Mesin, 24(2), 1-8.

Muhammad, M., & Putra, R. (2017). Uji Mekanik Komposit Berpenguat Serat Pandan Duri dan Resin Polyester dengan Variasi Komposisi Metoda Fraksi Berat. Jurnal Teknologi Kimia Unimal, 6(2), 63-72. doi:10.29103/jtku.v6i2.476

Rahman, A., Farid, M., & Ardhyananta, H. (2016). Pengaruh Komposisi Material Komposit dengan Matriks Polypropylene Berpenguat Serat Alam terhadap Morfologi dan Kekuatan Sifat Fisik. Jurnal Teknik ITS, 5(2), D209-D2011.

Taufik, S., & Tjahjono, B. (2019). 3D ANSYS Modeling Behaviour of Encased Steel Composite Column with Wide Flange and Hollow Section. International Journal of Mechanics and Applications, 9(1), 10-18. doi:10.5923/j.mechanics.20190901.02

Wirawan, W. A., Setyabudi, S. A., & Widodo, T. D. (2017). Pengaruh Jenis Matriks terhadap Sifat Tarik pada Natural Fiber Komposit. Seminar Nasional Teknologi Terapan (MESIN), 3(1), 29-34.

Downloads

Published

2020-11-30

How to Cite

Diana, L., Safitra, A. G., & Ariansyah, M. N. (2020). Analisis Kekuatan Tarik pada Material Komposit dengan Serat Penguat Polimer. Jurnal Engine: Energi, Manufaktur, Dan Material, 4(2), 59–67. https://doi.org/10.30588/jeemm.v4i2.754

Issue

Section

Articles

Most read articles by the same author(s)