BAB IV PEMBAHASAN
4.2 Data Hasil Pengujian Impak Jatuh Bebas Secara Eksperimental
4.2.1 PengujianSpesimenPolyester Polymer
Pada pengujian ini digunakan spesimen polyester polymer dengan komposisi massa berupa resin 97,5% dan katalis 2,5% sebanyak 3 spesimen, yaitu spesimen Resin 1, Resin 2 dan Resin 3. Pengujian impak jatuh bebas terhadap sisi depanspesimen pada ketinggian 3 mdiperoleh data-data sebagaimanaditunjukkan pada Tabel 4.1 untuk hasil pengujian spesimen resin 1, Tabel 4.2 untuk hasil pengujian spesimen resin 2 dan Tabel 4.3 untuk hasil pengujian spesimen resin 3.
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Spesimen Resin 1 Resin 1
Time (ms) Force (kgf) Force (N)
0 0 0
31 54.05 530.2305 47 54.95 539.0595 62 38.74 380.0394 94 27.03 265.1643
Pada Tabel 4.1 dapat dilihat hasil pengujian untuk spesimen resin 1 didapat data gaya yang terjadi selama 94 ms setelah tumbukan pada anvil terjadi. Gaya maksimum yang terbaca oleh load cell ada pada waktu 47 ms setelah tumbukan terjadi dengan besar gaya 54,95 kgf. Data pengujian ditampilkan dalam bentuk grafik agar bisa dianalisa lebih baik. Hasil data pengujian dalam bentuk grafik dapat dilihat pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Grafik Uji Impak Jatuh Bebas Spesimen Resin 1
Pada Gambar 4.1 menunjukkan hasil gaya impak spesimen resin 1 terhadap waktu pada pengujian gaya impak dengan alat uji jatuh bebas.Selama 47 ms gaya impak maksimum sebesar 54,95 kgf naik kepuncak dan kemudian menurun seiring berjalannya waktu.
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Spesimen Resin 2 Resin 2
Time (ms) Force (kgf) Force (N)
0 0 0
16 63.96 627.4476 31 55.86 547.9866 62 38.74 380.0394 78 22.52 220.9212
Pada Tabel 4.2 dapat dilihat hasil pengujian untuk spesimen resin 2 didapat data gaya yang terjadi selama 78 ms setelah tumbukan pada anvil terjadi. Gaya maksimum yang terbaca oleh load cell ada pada waktu 16 ms setelah tumbukan terjadi dengan besar gaya 63,96 kgf. Data pengujian ditampilkan dalam
Resin 1 0 10 20 30 40 50 60 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Time (ms) Fo rc e (k gf )
bentuk grafik agar bisa dianalisa lebih baik. Hasil data pengujian dalam bentuk grafik dapat dilihat pada Gambar 4.2.
Gambar 4.2 Grafik Uji Impak Jatuh Bebas Spesimen Resin 2
Pada Gambar 4.2 menunjukkan hasil gaya impak spesimen resin 2 terhadap waktu pada pengujian gaya impak dengan alat uji jatuh bebas.Selama 16 ms gaya impak maksimum sebesar 63,96 kgf naik kepuncak dan kemudian menurun seiring berjalannya waktu.
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Spesimen Resin 3 Resin 3
Time (ms) Force (kgf) Force (N)
0 0 0 46 56.76 556.8156 62 52.25 512.5725 93 22.52 220.9212 109 20.72 203.2632 Resin 2 0 10 20 30 40 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Time (ms) Fo rc e ( k gf )
Pada Tabel 4.2 dapat dilihat hasil pengujian untuk spesimen resin 2 didapat data gaya yang terjadi selama 109 ms setelah tumbukan pada anvil terjadi. Gaya maksimum yang terbaca oleh load cell ada pada waktu 46 ms setelah tumbukan terjadi dengan besar gaya 56,76 kgf. Data pengujian ditampilkan dalam bentuk grafik agar bisa dianalisa lebih baik. Hasil data pengujian dalam bentuk grafik dapat dilihat pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3 Grafik Uji Impak Jatuh Bebas Spesimen Resin 3
Pada Gambar 4.3 menunjukkan hasil gaya impak spesimen resin 3 terhadap waktu pada pengujian gaya impak dengan alat uji jatuh bebas.Selama 46 ms gaya impak maksimum sebesar 56,72 kgf naik kepuncak dan kemudian menurun seiring berjalannya waktu.
Setelah diperoleh data gaya impak yang terjadi akibat jatuh bebas pada ketinggian 3 m dilakukan perhitungan tegangan yang terjadi. Hasil perhitungan tegangan yang terjadi pada spesimen resin 1, resin 2 dan resin 3 dapat terlihat pada tabel 4.4 berikut:
Resin 3 0 10 20 30 40 50 60 70 0 20 40 60 80 100 120 Time (ms) Fo rc e ( k gf )
Tabel: 4.4Perhitungan Tegangan yang terjadi pada SpesimenResin Spesimen Luas Daerah Impak A (m2) Gaya Maksimum F(N) Tegangan σ (Mpa) Resin 1 0,04906 539,05 0,011 Resin 2 0,04906 627,45 0,012 Resin 3 0,04906 556,81 0,011
Gambar 4.4 Bentuk Spesimen Setelah Uji Jatuh Bebas
Pada Gambar 4.4spesimen resin polymer yang telah diuji pecah menjadi beberapa kepingan. Ini membuktikan bahwa jenis material ini tidak kuat menerima beban impak. Dan dapat dilihat pada sterofoam yang diletakkan diatas spesimen pada test rig ada pola tumbukan.
4.2.2 PengujianSpesimenPolyester Polymer Sandwich EVA foam
Pada pengujian ini digunakan spesimen polyester polymer sandwich EVA foam dengan komposisi massa berupa resin 90%, busa EVA 8,8% dan katalis 2,2% sebanyak 3 spesimen, yaitu spesimen EVA Resin 1, EVA Resin 2 dan EVA Resin 3. Pengujian impak jatuh bebas terhadap sisi depanspesimenada ketinggian 3 m diperoleh data-data sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 4.5 untuk hasil
pengujian spesimen EVA resin 1, Tabel 4.6 untuk hasil pengujian spesimen EVA resin 2 dan Tabel 4.7 untuk hasil pengujian spesimen EVA resin 3.
Tabel 4.5 Hasil Pengujian Spesimen EVA Resin 1 EVA Resin 1
Time (ms) Force (kgf) Force (N)
0 0 0
16 68.47 671.6907 31 56.76 556.8156 63 36.94 362.3814 78 35.14 344.7234
Pada Tabel 4.5 dapat dilihat hasil pengujian untuk spesimen EVA resin 1 didapat data gaya yang terjadi selama 78 ms setelah tumbukan pada anvil terjadi. Gaya maksimum yang terbaca oleh load cell ada pada waktu 16 ms setelah tumbukan terjadi dengan besar gaya 68,47 kgf. Data pengujian ditampilkan dalam bentuk grafik agar bisa dianalisa lebih baik. Hasil data pengujian dalam bentuk grafik dapat dilihat pada Gambar 4.5.
Gambar 4.5 Grafik Uji Impak Jatuh Bebas spesimen EVA Resin 1 EVA Resin 1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Time (ms) Fo rc e ( k gf )
Pada Gambar 4.5 menunjukkan hasil gaya impak spesimen EVA resin 1 terhadap waktu pada pengujian gaya impak dengan alat uji jatuh bebas.Selama 16 ms gaya impak maksimum sebesar 68,47 kgf naik kepuncak dan kemudian menurun seiring berjalannya waktu.
Tabel 4.6 Hasil Pengujian Spesimen EVA Resin 2
EVA Resin 2
Time (ms) Force (kgf) Force (N)
0 0 0
16 33.33 326.9673 47 64.86 636.2766 62 50.45 494.9145 78 27.93 273.9933
Pada Tabel 4.6 dapat dilihat hasil pengujian untuk spesimen EVA resin 2 didapat data gaya yang terjadi selama 78 ms setelah tumbukan pada anvil terjadi. Gaya maksimum yang terbaca oleh load cell ada pada waktu 16 ms setelah tumbukan terjadi dengan besar gaya 64,86 kgf. Data pengujian ditampilkan dalam bentuk grafik agar bisa dianalisa lebih baik. Hasil data pengujian dalam bentuk grafik dapat dilihat pada Gambar 4.6.
EVA Resin 2 0 10 20 30 40 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Time (ms) Fo rc e (k gf )
Pada Gambar 4.6 menunjukkan hasil gaya impak spesimen EVA resin 2 terhadap waktu pada pengujian gaya impak dengan alat uji jatuh bebas.Selama 47 ms gaya impak maksimum sebesar 64,86 kgf naik kepuncak dan kemudian menurun seiring berjalannya waktu.
Tabel 4.7 Hasil Pengujian Spesimen EVA Resin 3
EVA Resin 3
Time (ms) Force (kgf) Force (N)
0 0 0
31 75.68 742.4208 47 72.97 715.8357 62 42.34 415.3554 94 33.33 326.9673
Pada Tabel 4.7 dapat dilihat hasil pengujian untuk spesimen EVA resin 3 didapat data gaya yang terjadi selama 94 ms setelah tumbukan pada anvil terjadi. Gaya maksimum yang terbaca oleh load cell ada pada waktu 31 ms setelah tumbukan terjadi dengan besar gaya 64,86 kgf. Data pengujian ditampilkan dalam bentuk grafik agar bisa dianalisa lebih baik. Hasil data pengujian dalam bentuk grafik dapat dilihat pada Gambar 4.7.
Gambar 4.7 Grafik Uji Impak Jatuh Bebas Spesimen EVA Resin 3
EVA Resin 3 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Time (ms) Fo rc e (k gf )
Pada Gambar 4.7 menunjukkan hasil gaya impak spesimen EVA resin 3 terhadap waktu pada pengujian gaya impak dengan alat uji jatuh bebas.Selama 31 ms gaya impak maksimum sebesar 64,86 kgf naik kepuncak dan kemudian menurun seiring berjalannya waktu.
Setelah diperoleh data gaya impak yang terjadi akibat jatuh bebas pada
ketinggian 3 m dilakukan perhitungan tegangan yang terjadi. Hasil perhitungan
tegangan yang terjadi pada spesimen dapat terlihat pada tabel 4.8 berikut:
Tabel: 4.8Perhitungan Tegangan yang terjadi pada spesimen EVA Resin
Spesimen Luas Daerah Impak A (m2) Gaya Maksimum F(N) Tegangan σ (Mpa) Resin 1 0,04906 671,69 0,013 Resin 2 0,04906 636,27 0,013 Resin 3 0,04906 742,42 0,015
Gambar 4.8 Bentuk Spesimen Setelah Uji Jatuh Bebas
Pada Gambar 4.8 retakan terjadi pada spesimen setelah dijatuhkan dari ketinggian 3m bertabrakan dengan impak anvil berdiameter 25 cm.Dari hasil pengujian ini diketahui bahwa walaupun lapisan resin polymer tidak kuat menahan beban impak yang terjadi tetapi ikatan pada busa EVA membantu lapisan retak tersebut tetap menjadi satu kesatuan.
4.2.3 PengujianSpesimenGlass Fibre Reinforced Polymer Sandwich EVA Foam
Pada pengujian ini digunakan spesimen glass fibre reinforced polymer sandwich EVA foam dengan komposisi massa berupa resin 72,4%, busa EVA 6,7%, serat kaca 19% dan katalis 1,9% sebanyak 3 spesimen, yaitu spesimen EVA Fiber 1, EVA Fiber 2 dan EVA Fiber 3. Pengujian impak jatuh bebas terhadap sisi spesimenpada ketinggian 3 m diperoleh data-data sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 4.9 untuk hasil pengujian spesimen EVA fiber 1, Tabel 4.10 untuk hasil pengujian spesimen EVA fiber 2 dan Tabel 4.11 untuk hasil pengujian spesimen EVA fiber 3.
Tabel 4.9 Hasil Pengujian Spesimen EVA Fiber1 EVA Fiber 1
Time (ms) Force (kgf) Force (N)
0 0 0
31 68.47 671.6907 46 60.36 592.1316 78 36.04 353.5524 93 36.94 362.3814
Pada Tabel 4.9 dapat dilihat hasil pengujian untuk spesimen EVA fiber 1 didapat data gaya yang terjadi selama 93 ms setelah tumbukan pada anvil terjadi. Gaya maksimum yang terbaca oleh load cell ada pada waktu 31 ms setelah tumbukan terjadi dengan besar gaya 68,47 kgf. Data pengujian ditampilkan dalam bentuk grafik agar bisa dianalisa lebih baik. Hasil data pengujian dalam bentuk grafik dapat dilihat pada Gambar 4.9.
Gambar 4.9 Grafik Uji Impak Jatuh Bebas Spesimen EVA Fiber 1
Pada Gambar 4.9 menunjukkan hasil gaya impak spesimen EVA Fiber 1 terhadap waktu pada pengujian gaya impak dengan alat uji jatuh bebas.Selama 31 ms gaya impak maksimum sebesar 68,47 kgf naik kepuncak dan kemudian menurun seiring berjalannya waktu.
Tabel 4.10 Hasil Pengujian Spesimen EVA Fiber 2 EVA Fiber 2
Time (ms) Force (kgf) Force (N)
0 0 0
15 72.45 710.7345 31 60.36 592.1316 62 55.64 545.8284 78 40.83 400.5423
Pada Tabel 4.10 dapat dilihat hasil pengujian untuk spesimen EVA fiber 2 didapat data gaya yang terjadi selama 78 ms setelah tumbukan pada anvil terjadi. Gaya maksimum yang terbaca oleh load cell ada pada waktu 15 ms setelah
EVA Fiber 1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Time (ms) Fo rc e ( k gf )
bentuk grafik agar bisa dianalisa lebih baik. Hasil data pengujian dalam bentuk grafik dapat dilihat pada Gambar 4.10.
Gambar 4.10Grafik Uji Impak Jatuh Bebas Spesimen EVA Fiber 2
Pada Gambar 4.10 menunjukkan hasil gaya impak spesimen EVA Fiber 2 terhadap waktu pada pengujian gaya impak dengan alat uji jatuh bebas.Selama 15 ms gaya impak maksimum sebesar 72,45 kgf naik kepuncak dan kemudian menurun seiring berjalannya waktu.
Tabel 4.11 Hasil Pengujian Spesimen EVA Fiber 3 EVA Fiber 3
Time (ms) Force (kgf) Force (N)
0 0 0 15 73.87 724.6647 47 55.86 547.9866 62 41.44 406.5264 78 26.13 256.3353 EVA Fiber 2 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Time (ms) Fo rc e ( k gf )
Pada Tabel 4.11 dapat dilihat hasil pengujian untuk spesimen EVA fiber 3 didapat data gaya yang terjadi selama 78 ms setelah tumbukan pada anvil terjadi. Gaya maksimum yang terbaca oleh load cell ada pada waktu 15 ms setelah tumbukan terjadi dengan besar gaya 73,487 kgf. Data pengujian ditampilkan dalam bentuk grafik agar bisa dianalisa lebih baik. Hasil data pengujian dalam bentuk grafik dapat dilihat pada Gambar 4.11.
Gambar 4.11Grafik Uji Impak Jatuh Bebas Spesimen EVA Fiber3
Pada Gambar 4.11 menunjukkan hasil gaya impak spesimen EVA Fiber 3 terhadap waktu pada pengujian gaya impak dengan alat uji jatuh bebas.Selama 15 ms gaya impak maksimum sebesar 73,87 kgf naik kepuncak dan kemudian menurun seiring berjalannya waktu.
Setelah diperoleh data gaya impak yang terjadi akibat jatuh bebas pada ketinggian 3 m dilakukan perhitungan tegangan yang terjadi. Hasil perhitungan tegangan yang terjadi pada spesimen dapat terlihat pada tabel 4.12 berikut:
EVA Fiber 3 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Time (ms) Fo rc e (k gf )
Tabel: 4.12 Perhitungan Tegangan yang terjadi pada Spesimen EVA Fiber Spesimen Luas Daerah Impak A (m2) Gaya Maksimum F(N) Tegangan σ (Mpa) Resin 1 0,04906 769,79 0,015 Resin 2 0,04906 710,73 0,014 Resin 3 0,04906 724,66 0,014
Gambar 4.12 Bentuk Spesimen Setelah Uji Jatuh Bebas
Pada Gambar 4.12 spesimen setelah uji jatuh bebas tidak dapat dilihat ada bekas terjadi tumbukan dan perubahan dari bentuk semula. Ini membuktikan bahwa bahan jenis ini mampu menahan tegangan sebesar 0,015 MPa.
4.2.3 PengujianSpesimenGlass Fibre Reinforced Polymer
Pada pengujian ini digunakan spesimen glass fibre reinforced polymer dengan komposisi massa berupa resin 77,6%, serat kaca 20,4% dan katalis 2% sebanyak 3 spesimen, yaitu spesimen Fiber 1, Fiber 2 dan Fiber 3. Pengujian impak jatuh bebas terhadap sisi depanspesimenpada ketinggian 3 meter diperoleh data-data sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 4.13 untuk hasil pengujian spesimen fiber 1, Tabel 4.14 untuk hasil pengujian spesimen fiber 2 dan Tabel 4.15 untuk hasil pengujian spesimen fiber 3.
Tabel 4.13 Hasil Pengujian Fiber 1 Fiber 1
Time (ms) Force (kgf) Force (N)
0 0 0
16 71.17 698.1777 47 67.57 662.8617 63 35.14 344.7234 78 24.32 238.5792
Pada Tabel 4.13 dapat dilihat hasil pengujian untuk spesimen fiber 1 didapat data gaya yang terjadi selama 78 ms setelah tumbukan pada anvil terjadi. Gaya maksimum yang terbaca oleh load cell ada pada waktu 16 ms setelah tumbukan terjadi dengan besar gaya 71,17 kgf. Data pengujian ditampilkan dalam bentuk grafik agar bisa dianalisa lebih baik. Hasil data pengujian dalam bentuk grafik dapat dilihat pada Gambar 4.13.
Gambar 4.13 Grafik Uji Impak Jatuh Bebas Spesimen Fiber 1
Pada Gambar 4.13 menunjukkan hasil gaya impak spesimen Fiber 1 terhadap waktu pada pengujian gaya impak dengan alat uji jatuh bebas.Selama 16
Fiber 1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Time (ms) Fo rc e ( k gf )
ms gaya impak maksimum sebesar 71,17 kgf naik kepuncak dan kemudian menurun seiring berjalannya waktu.
Tabel 4.14Hasil Pengujian Fiber 2 Fiber 2
Time (ms) Force (kgf) Force (N)
0 0 0
15 56.76 556.8156 31 50.45 494.9145 62 36.94 362.3814 78 21.62 212.0922
Pada Tabel 4.14 dapat dilihat hasil pengujian untuk spesimen fiber 2 didapat data gaya yang terjadi selama 78 ms setelah tumbukan pada anvil terjadi. Gaya maksimum yang terbaca oleh load cell ada pada waktu 15 ms setelah tumbukan terjadi dengan besar gaya 56, 76 kgf. Data pengujian ditampilkan dalam bentuk grafik agar bisa dianalisa lebih baik. Hasil data pengujian dalam bentuk grafik dapat dilihat pada Gambar 4.14.
Gambar 4.14Grafik Uji Impak Jatuh Bebas Spesimen Fiber 2 Fiber 2 0 10 20 30 40 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Time (ms) Fo rc e ( k gf )
Pada Gambar 4.14 menunjukkan hasil gaya impak spesimen Fiber 2 terhadap waktu pada pengujian gaya impak dengan alat uji jatuh bebas.Selama 15 ms gaya impak maksimum sebesar 56,76 kgf naik kepuncak dan kemudian menurun seiring berjalannya waktu.
Tabel 4.15 Hasil Pengujian Fiber 3 Fiber 3
Time (ms) Force (kgf) Force (N)
0 0 0
16 56.76 556.8156 47 46.85 459.5985 63 43.24 424.1844
Pada Tabel 4.15 dapat dilihat hasil pengujian untuk spesimen fiber 3 didapat data gaya yang terjadi selama 63 ms setelah tumbukan pada anvil terjadi. Gaya maksimum yang terbaca oleh load cell ada pada waktu 16 ms setelah tumbukan terjadi dengan besar gaya 56, 76 kgf. Data pengujian ditampilkan dalam bentuk grafik agar bisa dianalisa lebih baik. Hasil data pengujian dalam bentuk grafik dapat dilihat pada Gambar 4.15.
Gambar 4.15 Grafik Uji Impak Jatuh Bebas Spesimen Fiber 3 Fiber 3 0 10 20 30 40 50 60 70 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Time (ms) Fo rc e ( k gf )
Pada Gambar 4.15 menunjukkan hasil gaya impak spesimen Fiber 3 terhadap waktu pada pengujian gaya impak dengan alat uji jatuh bebas.Selama 16 ms gaya impak maksimum sebesar 56,76 kgf naik kepuncak dan kemudian menurun seiring berjalannya waktu.
Tabel 4.16Perhitungan Tegangan yang terjadi pada spesimen Fiber
Spesimen Luas Daerah Impak A (m2) Gaya Maksimum F(N) Tegangan σ (Mpa) Resin 1 0,04906 698,17 0,014 Resin 2 0,04906 556,81 0,011 Resin 3 0,04906 556,81 0,011
Gambar 4.16 Bentuk Spesimen Setelah Uji Jatuh Bebas
Tidak terjadi retakan pada spesimen ini yang menandakan spesimen ini mampu menahan beban impak yang terjadi. Bahan ini dapat menahan tegangan sebesar 0,014 MPa tanpa perubahan bentuk.