LAPORAN KOMPOSIT

7/22/2019 LAPORAN KOMPOSIT

1/16

LAPORAN KOMPOSIT

Diajukan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah komposit

Oleh

Agita Siti Johana (121221033)

Kelas Aero 2B

PROGRAM STUDI D3 AERONAUTIKA

JURUSAN TEKNIK MESIN

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2013


2/16

DAFTAR ISI


3/16

I. PENDAHULUAN

1.1 TujuanUntuk mengetahui pada sudut berapakah (antara 0

0-90

0), komposit mengalami

regangan pada arah x dan y serta regangan geser yang relatif kecil dan mengetahui

x, y dan saat diputar dengan sudut 300.

1.2 Dasar TeoriMaterial Komposit didefinisikan sebagai kombinasi dari material-material yang

berbeda. Dengan tujuan tidak hanya mengkombinasikan property nya ( additive effect ),

namun juga untuk menciptakan property yang baru ( synergetic effect ).

Tingkat bahan bakar yang digunakan oleh pesawat dan total emisi yang dihasilkan

adalah tergantung dari tingginya berat total pesawat itu sendiri. Maka dari itu dari masa ke

masa para peneliti berusaha untuk menemukan bahan yang lebih ringan. Dan ditemukan lah

material komposit yang dianggap lebih tahan korosi dibandingkan dengan aluminium dan lebih

ringan pula.

Pesawat pertama yang terbang dengan menggunakan material komposit adalah

pesawat F-14 buatan Grumman, dengan menggunakan material komposit ( fiber-boron) pada

kotak stabilisator horizontal . Pada perkembangan selanjutnya, material komposit mulai

diterapkan pada bagian bagian pesawat lainnya. Pengurangan berat dengan menggunakan

material komposit bisa mencapai 15%20%.

Keuntungan Komposit Dibandingkan Metal

Ringan Tahan terhadap korosi Ketahanan tinggi terhadap cacat fatigue Mengurangi proses permesinan Bentuk tapered dan kontur compound mudah direalisasi Fiber dapat diarahkan untuk memenuhi arah pembebanan Mengurangi jumlah part assemblies dan fastener Menyerap gelombang micro radar (stealth capability)


4/16

Muai panas mendekati nol sehingga mengurangi permasalahan thermal padapenggunaan outerspace.

Kerugian Komposit Vs Metal

Harga material yang mahal Lack of established design allowables Permasalahan korosi dapat ditimbulkan oleh adanya pasangan yang tidak benar

dengan metal, khusunya ketika carbon atau graphite (penting untuk disealing)

Penurunan properti struktural oleh pengaruh temperatur yang ekstreme dan kondisikelembaban

Lemah dalam penyerapan energi dan cacat impact Memerlukan perlindungan terhadap petir Metode inspeksi yang mahal dan rumit Reliable detection of substandard bonds is difficult Deteksi dapat mengetahui keberadaan cacat namun sulit menentukan dengan tepatKomposit didefinisikan sebagai gabungan serat-serat dan resin. Penggabungannya

sangat beragam, fiber atau serat ada yang diatur memanjang (unidirectional

composites), ada yang dipotong-potong kemudian dicampur secara acak (randomfibers), ada yang dianyam silang lalu dicelupkan dalam resin (cross-ply laminae), dan

lainnya.

Menurut bentuk material penyusunnya, komposit dapat dibedakan menjadi lima jenis,

(M.M Schwartz, 1984) yaitu :

1. Komposi serat (Fibrous composite)2. Komposi laminat (Laminate composite)3. Komposi sketal (Filled)4. Komposi serpih (Flake)5. Komposi partikel (Particulate composite)
http://de-kill.blogspot.com/2008/03/sekilas-tentang-komposit.htmlhttp://de-kill.blogspot.com/2008/03/sekilas-tentang-komposit.htmlhttp://de-kill.blogspot.com/2008/03/sekilas-tentang-komposit.html


5/16

Lembaran komposit disebut sebagai lamina, Serat yang dipakai seperti di industri

pesawat terbang biasanya terbuat dari karbon dan gelas, sedangkan resinnya adalah

epoxy, sejenis polimer. Tebal lamina untuk komposit serat karbon adalah 0.125 mm.

Komposit karbon/epoxy ini dibuat dari pre-impregnation ply atau pre-preg.

Komposit memiliki sifat mekanik yang lebih bagus dari logam, kekakuan jenis

(modulus Young/density) dan kekuatan jenisnya lebih tinggi dari logam. Beberapa

lamina komposit dapat ditumpuk dengan arah orientasi serat yang berbeda, gabungan

lamina ini disebut sebagai laminat.

Komposit dibentuk dari dua jenis material yang berbeda, yaitu:

1. Penguat (reinforcement), yang mempunyai sifat kurang ductile tetapi lebih rigid sertalebih kuat, dalam penelitian kali ini penguat komposit yang digunakan yaitu dari

serat glass.

2. Matriks, umumnya lebih ductile tetapi mempunyai kekuatan dan rigiditas yang lebihrendah.

Secara garis besar ada 3 macam jenis komposit berdasarkan penguat yang

digunakannya, yaitu :

1. Fibrous Composites ( Komposit Serat ) Merupakan jenis komposit yang hanya terdiridari satu lamina atau satu lapisan yang menggunakan penguat berupa serat / fiber.

Fiber yang digunakan bisa berupa glass fibers, carbon fibers, aramid fibers (poly

aramide), dan sebagainya. Fiber ini bisa disusun secara acak maupun dengan

orientasi tertentu bahkan bisa juga dalam bentuk yang lebih kompleks seperti

anyaman.

2. Laminated Composites ( Komposit Laminat ) Merupakan jenis komposit yang terdiridari dua lapis atau lebih yang digabung menjadi satu dan setiap lapisnya memiliki

karakteristik sifat sendiri.
http://de-kill.blogspot.com/http://de-kill.blogspot.com/


6/16

3. Particulalate Composites ( Komposit Partikel ) Merupakan komposit yangmenggunakan partikel/serbuk sebagai penguatnya dan terdistribusi secara merata

dalam matriksnya.

Material komposit bisa di beri gaya (kompresi maupun Tension) dengan cara

isostrain ( searah serat) dan Isostress ( tegak lurus dengan serat).

Isostrain

Beban yang dikenakan pada komposit (Pc) terbagi menjadi 2 fase, yaitu menjadi Pc= Pf +

Pm, dan baik itu regangan fiber ataupun regangan matrix nya sama dengan regangan

komposit, c = f = m (ini adalah kondisi isostrain). sebagaimana kita ketahui

sebelumnya bahwastress = load/area, maka:

Atau ( ) Rumus ini dinamakan sebagai Voigt estimate, tapi lebih familiar dengan sebutan the rule

of mixtures

Isostress

Model isostress menyatakan bahwa, c= f= m. total perpanjangan dari model adalah

jumlah dari perpanjangan 2 komponen (fiber dan matrix) :


7/16

Rumus ini dinamakan Reuss estimate, kadang-kadang disebut dengan the inverse rule of

mixturesdimana :

Berdasarkan penempatannya terdapat beberapa tipe serat pada komposit, yaitu :


8/16

II. PERMASALAHANAdapun permasalahannya adalah sebagai berikut ;

Komposit dengan jenis woven ;

Dan diketahui modulus elastisitas komposit adalah sebesar 70 GPa, bilangan poison 0,25

dan Modulus Geser (G) sebesar 5 GPa. Diputar dari 00

sampai 900

Berapakah regangan nya ?

III. ANALISISUntuk memudahkan perhitungan dilakukan dengan menggunakan software matlab.

Berdasarkan permasalahan diatas, dapat disimpulkan bahwa ada beberapa hal yang

diketahui yaitu ;

G = 5 GPa

Bil Poison = 0,25

50 MPa

50 MPa

100 MPa


9/16

E = 70 GPa

x = -50 GPa

y = 100 MPa

= 50 MPa= 30

0

Langkah pertama adalah mencari tegangan dan tegangan geser pada arah 1 dan 2.

Sebagaimana kita lihat keterangan dibawah ini ;

Untuk mengetahui tegangan pada arah 1 dan 2, maka kita harus menggunakan rumus :

Namun dikarenakan komposit diputar dengan sudut tertentu, Maka tegangan harus

dikali dengan transformasinya.

Maka;

{

}

30 0

x

12y


10/16

setelah diketahui tegangan arah 1 dan 2, maka akan diketahui regangan arah 1 dan 2,

dengan menggunakan rumus dasar yaitu ;

Sehingga;

{

}

Dimana :

Setelah diketahui regangan arah 1,2 maka tinggal mencari regangan arah x,y. yaitu

dengan cara mengkalikan invers T dengan tegangan arah 1 dan 2.

Menggunakan rumus :

{ }

IV. PERHITUNGAN DAN PENGOLAHAN DATA


11/16

Masukan data-data yang diketahui dari soal

Mulai perhitungan

Langkah- langkah :

1. E1= E2, karena kompositnya jenis woven sehingga baik ditarik secara isostrainmaupun isostress tetap fiber yang tertarik

2. Sudut, harus berupa radian. Maka dirubah menggunakan rumus :thr=(th/180)*pi;

3. Kekakuan / Stiffness (S), adalah maka;

S = Menjadi


12/16

Lihat gambar

Untuk mendapatkan grafik regangan global


13/16

Regangan komposit


14/16

Grafik Regangan Global


15/16

Grafik Regangan Komposit

V. KESIMPULAN

Prediction of Strain (Efficiency Factor)


16/16

Komposit yang bagus adalah yang memiliki regangan yang kecil dari berbagai

arah, berdasarkan grafik regangan diatas telah didapatkan bahwa regangan terkecil

pada arah x, y dan regangan gesernya adalah pada sudut 72,90

VI. DAFTAR PUSTAKABintoro, Carolus.2010. Teknologi Material Komposit.Politeknik Negeri Bandung :

Bandung

http://de-kill.blogspot.com/2008/03/sekilas-tentang-komposit.html

Documents

LAPORAN KOMPOSIT