BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.6 Diagram Alir Penelitan
Secara umum penelitan ini dilakukan dalam tahap-tahapan yang sudah direncanakan .Adapun tahapan proses ini digambarkan kedalam diagram alir diperlihatkan pada Gambar 3.15.
Gambar 3.15 Diagram Alir Penelitian Selesai
Kesimpulan Analisa
Data Data Terbaca Pengujian Impak
Pembuatan Knalpot Persiapan Alat dan
Bahan Studi Literatur
Mulai
Tidak Tidak
Berhasil
Ya
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pendahuluan
Pengujian respon mekanik knalpot sepeda motor bahan resin diperkuat dengan serbuk batang sawit dengan pembuatan spesimen knalpot.Pengujian yang dilakukan adalah dengan menggunakan alat uji impak jatuh bebas.
Knalpot yang sudah jadi untuk di uji jatuh bebas memiliki dimensi:
Panjang (t) = 395 mm
Diameter luar (d1) = 100 mm
Diameter dalam (d2) = 80 mm
Massa knalpot berkisar 1100 gr s/d 1300 gr
Knalpot yang siap di uji dapat dilihat pada Gambar 4.1-Gambar 4.3
Gambar 4.1 Knalpot A 80:20
Gambar 4.2 Knalpot B 85:15
Gambar 4.3 Knalpot C 90:10
Pembebanan pada pengujian impak jatuh bebas di berikan pada bagian sisi samping knalpot.Ini dikarenakan bagian tersebut merupakan bagian yang memiliki kemungkinan terbesar mengalami benturan pada saat sepeda motor jatuh atau pengendara mengalami kecelakaan.Dalam penelitian ini dilakukan pada ketinggian pada ketinggian 1,5 m.
4.2 Pengujian eksperimental jatuh bebas
Pengujian knalpot dengan metode impak jatuh bebas bertujuan untuk men getahui respon tegangan pada knalpot akibat efek rambatan gelombang regangan dengan laju rambatan gelombang yang tinggi.Pengujian dilakukan dengan ketinggian jatuh impaktor adalah 1,5 m massa test rig sebesar 3 kg dan massa knalpot komposit berkisar antara 1,1-1,3 kg.
Pembebanan impak diberikan pada bagian samping knalpot dengan alasan pengendara sepeda motor jatuh ke arah kanan dan benturan terjadi pada bagian tersebut, walaupun pada bagian lain juga ada terjadi.
Anvil yang digunakan adalah anvil / plat datar dengan alasan bahwa benturan terjadi di asumsikan hanya mengenai permukaan datar.
4.2.1. Setup Alat Uji Jatuh Bebas
Pengujian jatuh bebas pada knalpot komposit diperkuat serbuk batang sawit ini dilakukan dari ketinggian 1,5 m. Anvil yang digunakan adalah plat datar sebagai tempat mendaratnya knalpot pada saat dijatuhkan. Dapat dilihat pada Gambar 4.4 posisi penyetingan siap uji.
Gambar 4.4 Posisi Alat Siap Uji
Nantinya knalpot akan diangkat sesuai dengan ketinggian yang dikehendaki kemudian tali pegangan akan dilepas gaya yang terjadi akan terbaca oleh receiver dan data akan masuk kedalam komputer dengan menggunakan software Lab-Jack.
4.2.2. Hasil Pengujian
Pengujian impak jatuh bebas knalpot A 80:20 dengan ketinggian 1,5 meter di dapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat sebesar 326,9673 N dan waktu impak yang didapat 0.062 Sec.Seperti yang terlihat pada gambar 4.5.
Gambar 4.5 Grafik Waktu vs Gaya knalpot A 80:20
Tegangan yang terjadi pada knalpot 80A dapat dilihat pada grafik berikut
Gambar 4.6 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot A 80:20
0
Pada knalpot 80A yang terjadi setelah pengujian adalah knalpot mengalami retak memanjang pada area dimana gaya bekerja, juga mengalami pecah pada bagian bawah knalpot.
Gambar 4.7 Kondisi knalpot 80A setelah pengujian
Gambar 4.8 Penampang Kerusakan knalpot
Pengujian impak jatuh bebas knalpot B 80:20 dengan ketinggian 1,5 meter didapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat sebesar 300.4803 N dan waktu impak yang didapat 0,063 Sec.Seperti yang terlihat pada Gambar 4.9.
Gambar 4.9 Grafik Waktu vs Gaya knalpotB 80:20 Tegangan yang terjadi pada knalpotB 80:20 dapat dilihat pada grafik berikut.
Gambar 4.10 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot B 80:20
Pada knalpot B 80:20 yang terjadi setelah dilakukan pengujian adalah retak dalam memanjang di badan knalpot, pecah pada bagian belakang.
0
Gambar 4.11 Kondisi knalpotB 80:20 setelah pengujian
Gambar 4.12 Penampang Kerusakan Knalpot B 80:20
Pengujian impak jatuh bebas knalpot C 80:20 dengan ketinggian 1,5 meter didapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat sebesar 291.6513 N dan waktu impak yang didapat 0,062 Sec.Seperti yang terlihat pada Gambar 4.13.
Gambar 4.13 Grafik Waktu vs Gaya knalpot C 80:20
Tegangan yang terjadi pada knalpot C 80:20 dapat dilihat pada grafik berikut.
Gambar 4.14 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot C 80:20
Pada knalpot C 80:20 yang terjadi setelah dilakukan pengujian adalah retak dalam memanjang di badan knalpot, pecah kecil pada bagian belakang, dan pecah kecil pada bagian sambungan knalpot.
-50
Gambar 4.15 Kondisi knalpot C 80:20 setelah pengujian
Gambar 4.16 Penampang Kerusakan Knalpot C 80:20
Hasil uji impak knalpot 80:20 pada ketinggian 1,5 meter memperlihatkan bahwa knalpot A 80:20 gaya impak adalah 326.9673 N, knalpot B adalah 300.4803 N dan knalpot C 80:20 adalah 291.6513 N sehingga gaya rata-rata impak adalah 306.3663 N.
Pada spesimen A 80:20 waktu impak adalah 0.062 Sec, spesimen B 80:20 adalah 0.063 Sec dan spesimen C 80:20 adalah 0.062 Sec, sehingga rata-rata
Impuls yang terjadi akibat impak adalah perkalian antara gaya dan waktu pada pengujian spesimen pengujian knalpot dengan ketinggian knalpot 1,5 meter, maka diperoleh impuls rata-rata adalah 18.99 N.s.
Energi impak total yang terjadi berdasarkan eksperimental adalah gaya yang terukur dikalikan dengan ketinggian knalpot dengan rata-rata yaitu 459.55 joule. Energi impak teoritisnya yaitu perkalian massa rata-rata yaitu 1.207 kg dengan percepatan grafitasi dan ketinggiannya yaitu 17.76joule, dan energi yang diserap oleh knalpot adalah selisih energi impak total berdasarkan eksperimental dikurangi dengan energi teoritis didapatkan rata-rata yaitu 441.79 joule.
Pengujian impak jatuh bebas knalpot A 85:15 dengan ketinggian 1,5 meter didapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat sebesar 335.7963 N dan waktu impak yang didapat 0,047 Sec.Seperti yang terlihat pada Gambar 4.17.
Gambar 4.17 Grafik Waktu vs Gaya knalpot A 85:15 Tegangan yang terjadi pada knalpot A 85:15 dapat dilihat pada Gambar 4.18.
Gambar 4.18 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot A 85:15
0
Pada knalpot A 85:15 terjadi retak ke samping pada knalpot.Kondisi knalpot setelah benturan dapat dilihat pada gambar 4.19.
Gambar 4.19 Kondisi knalpot A 85:15 setelah pengujian
Gambar 4.20 Penampang Kerusakan Knalpot A 85:15
Pengujian impak jatuh bebas knalpot B 85:15 dengan ketinggian 1,5 meter didapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat sebesar 344.6253 N dan waktu impak yang didapat 0,046 Sec.Seperti yang terlihat pada gambar 4.21.
. Gambar 4.21 Grafik Waktu vs Gaya knalpot B 85:15
-100 0 100 200 300 400
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12
Gaya (N)
Waktu (s)
Tegangan yang terjadi pada knalpot B 85:15 dapat dilihat pada Gambar 4.22.
Gambar 4.22 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot B 85:15
Pada knalpot B 85:15 yang terjadi setelah dilakukan pengujian adalah retak memanjang di badan knalpot.
Gambar 4.23 Kondisi knalpot B 85:15 setelah pengujian
-0,01 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12
Tegangan (Mpa)
Waktu (s)
Gambar 4.24 Penampang Kerusakan Knalpot B 85:15
Pengujian impak jatuh bebas knalpot C 85:15 dengan ketinggian 1,5 meter didapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat sebesar 344.6253 N dan waktu impak yang didapat 0,062 Sec.Seperti yang terlihat pada Gambar 4.25.
Gambar 4.25 Grafik Waktu vs Gaya knalpot C 85:15
Tegangan yang terjadi pada knalpot C 85:15 dapat dilihat pada gambar 4.26.
-50 0 50 100 150 200 250 300 350 400
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12
Gaya (N)
Waktu (s)
Gambar 4.26 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot C 85:15
Pada knalpot C 85:15 yang terjadi setelah dilakukan pengujian adalah retak dalam memanjang di badan knalpot.
Gambar 4.27 Kondisi knalpot C 85:15 setelah pengujian
-0,005 0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12
Tegangan (Mpa)
Waktu (s)
Gambar 4.28 Penampang Kerusakan Knalpot C 85:15
Hasil uji impak knalpot 85:15 pada ketinggian 1,5 meter memperlihatkan bahwa knalpot A 85:15 gaya impak adalah 335.7963 N, knalpot B adalah 344.6253 N dan knalpot C 85:15 adalah 344.6253 N sehingga gaya rata-rata impak adalah 341.6823 N.
Pada spesimen A 85:15 waktu impak adalah 0,047 Sec, spesimen B 85:15 adalah 0,046 Sec dan spesimen C 85:15 adalah 0,062 Sec, sehingga rata-rata waktu impak adalah 0.051 Sec.
Impuls yang terjadi akibat impak adalah perkalian antara gaya dan waktu pada pengujian spesimen pengujian knalpot dengan ketinggian knalpot 1,5 meter, maka diperoleh impuls rata-rata adalah 17.42 N.s
Energi impak total yang terjadi berdasarkan eksperimental adalah gaya yang terukur dikalikan dengan ketinggian knalpot dengan rata-rata yaitu 512.52345 joule. Energi impak teoritisnya yaitu perkalian massa dengan percepatan grafitasi dan ketinggiannya yaitu 18.85joule, dan energi yang diserap oleh knalpot adalah selisih energi impak total berdasarkan eksperimental dikurangi dengan energi teoritis didapatkan rata-rata yaitu 493.67345 joule.
Pengujian impak jatuh bebas knalpot A 90:10 dengan ketinggian 1,5 meter didapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat sebesar 238.5792 N dan waktu impak yang didapat 0,063 Sec.Seperti yang terlihat pada gambar 4.29.
Gambar 4.29 Grafik Waktu vs Gaya knalpot A 90:10
Tegangan yang terjadi pada knalpot A 90:10 dapat dilihat pada gambar 4.30.
Gambar 4.30 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot A 90:10
Pada knalpot A 90:10 yang terjadi setelah dilakukan pengujian adalah retak dan pecah bagian badan knalpot.
0
Gambar 4.31 Kondisi knalpot A 90:10 setelah pengujian
Gambar 4.32 Penampang Kerusakan Knalpot A 90:10
Pengujian impak jatuh bebas knalpot B 90:10 dengan ketinggian 1,5 meter didapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat sebesar 300.4803 N dan waktu impak yang didapat 0,062 Sec.Seperti yang terlihat pada Gambar 4.33.
Gambar 4.34 Grafik Waktu vs Gaya knalpot B 90:10
Tegangan yang terjadi pada knalpot B 90:10 dapat dilihat pada gambar 4.35.
. Gambar 4.35 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot B 90:10
Pada knalpot B 90:10 yang terjadi setelah dilakukan pengujian adalah retak dalam memanjang di badan knalpot, pecah kecil pada bagian belakang, dan pecah kecil pada bagian sambungan knalpot.
-50
Gambar 4.36 Kondisi knalpot B 90:10 setelah pengujian
Gambar 4.37 Penampang Kerusakan Knalpot B 90:10
impak jatuh bebas knalpot C 90:10 dengan ketinggian 1,5 meter didapat gaya dan waktu, gaya impak yang didapat sebesar 229.8483 N dan waktu impak yang Pengujian didapat 0,047 Sec.Seperti yang terlihat pada Gambar 4.38.
Gambar 4.38 Grafik Waktu vs Gaya knalpot C 90:10
Tegangan yang terjadi pada knalpot C 90:10 dapat dilihat pada Gambar 4.39.
Gambar 4.39 Grafik Waktu vs Tegangan knalpot C 90:10
Pada knalpot C 90:10 yang terjadi setelah dilakukan pengujian adalah retak dalam memanjang di badan knalpot, pecah pada bagian samping.
0
Gambar 4.40 Kondisi knalpot C 90:10 setelah pengujian
Gambar 4.41 Penampang Kerusakan Knalpot C 90:10
Hasil uji impak knalpot 90:10 pada ketinggian 1,5 meter memperlihatkan bahwa knalpot A 90:10 gaya impak adalah 238.5792 N, knalpot B adalah 300.4803 N dan knalpot C 90:10 adalah 229.8483 N sehingga gaya rata-rata impak adalah 256.3026 N.
Pada spesimen A 90:10 waktu impak adalah 0,063 Sec, spesimen B 90:10 adalah 0,062 Sec dan spesimen C 90:10 adalah 0,047 Sec, sehingga rata-rata waktu impak adalah 0.057 Sec.
Impuls yang terjadi akibat impak adalah perkalian antara gaya dan waktu pada pengujian spesimen pengujian knalpot dengan ketinggian knalpot 1,5 meter, maka diperoleh impuls rata-rata adalah 14.61 N.s.
Energi impak total yang terjadi berdasarkan eksperimental adalah gaya yang terukur dikalikan dengan ketinggian knalpot dengan rata-rata yaitu 384.4539 joule. Energi impak teoritisnya yaitu perkalian massa dengan percepatan grafitasi dan ketinggiannya yaitu 18.31 joule, dan energi yang diserap oleh knalpot adalah selisih energi impak total berdasarkan eksperimental dikurangi dengan energi teoritis didapatkan rata-rata yaitu 366.13863 joule.
Tabel 4.1 Hasil pengujian semua knalpot pada ketinggian 1,5 m Nama
80A 9875 326.9673 0.033110613 Retak
80B 11850 300.4803 0.025356987 pecah
80C 29625 291.6513 0,00984477 Pecah
85A 36340 335.7963 0,009240405 Retak
85B 5925 344.6253 0.058164608 Retak
85C 9875 344.6253 0.034898765 Retak
90A 31600 238.5792 0.007549975 Pecah
90B 35550 300.4803 0.008452329 Pecah
90C 29625 229.8483 0.007758592 Pecah
Tabel 4.2 Data energi impak semua knalpot Nama
80A 1.5 1.203 17,52 490.45095 472.93095
80B 1.5 1.229 17,67 450.72045 433.05045
80C 1.5 1.190 17,54 437.47695 419.93695
85A 1.5 1.293 18,11 503.69445 485.58445
85B 1.5 1.274 17,81 516.93795 499.12795
85C 1.5 1.276 18,02 516.93765 498.91765
90A 1.5 1.293 18,11 357.8688 339.7588
90B 1.5 1.255 18,15 450.72135 432.57135
90C 1.5 1.240 18,22 344.77245 326.55245
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Setelah pengujian yang dilaksanakan, maka kesimpulan yang penulis dapat adalah :
1. Gaya impak jatuh bebas knalpot polyester resin diperkuat serat BKS perbandingan 80% : 20%, 85% : 15% , dan 90% : 10% pada ketinggian 1,5 m adalah 306.3663 N, 341.6823 N, dan 256.3026 N.
Gaya yang diterima oleh knalpot dengan persentase serbuk terbesar menerima gaya yang paling besar.
2. Energi impak yang diserap oleh knalpot 80% : 20%, 85% : 15% , dan 90% : 10% adalah 459.55 Joule, 493.67 Joule, dan 384.45 Joule.
Semakin besar persentase serbuk yang digunakan dalam matriks, semakin besar energi yang diserap oleh knalpot.
3. Tegangan yang terjadi pada knalpot 80% : 20%, 85% : 15% , dan 90%
: 10% adalah 0,025 MPa, 0,058 MPa, dan 0,008 MPa. Angka tegangan pada knalpot 85% paling besar karena area dimana gaya terjadi lebih besar dibanding yang lainnya.
5.2 Saran
Saran yang bisa penulis berikan bila penelitian ini ingin dikembangkan dikemudian hari antara lain
1. Dalam pencetakan produk knalpot,diperlukan desain lebih lanjut mengenai cetakan knalpot agar dalam skala banyak pembuatannya dapat lebih ekonomis lagi.
2. Diharapkan dengan dilakukannya penelitian mengenai knalpot komposit berbahan polyester dengan penguat serbuk BKS dapat memacu penelitian lain dalam hal pemanfaatan serbuk BKS.
3. Diperlukan penelitian lebih lanjut untuk variasi komposisi guna meningkatkan kekuatan mekanik dari knalpot komposit ini.
DAFTAR PUSTAKA
[1]Agssutanto “Teknik Manufaktur”. 7 July 2015.
http//agssutanto.wordpress.com/teknik-manufaktur/
[2]Azom, “Composite Casting Resin”.6 Agustus 2013.
http://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=9773
[3]Guritno, Purboyo.Wirjosentono, Basuki. Sifat Fisik dan Mekanis batang Kelapa Sawit,Jurnal Rispa .Medan, 1997.
[4]Chawla, K.K, Composite Materials, First Ed.,Berlin :Springer-Verlag New York
Inc, 1987
[5]Hahim, Jasmi, Pemprosesan Bahan, Universiti Teknologi Malaysia,Skudai, Johor
Darul Ta’zim 2003
[6]Herman, Sinaga.“Defenisi Komposit”. 24 Februry 2010.
http//material-teknik.blogspot.com/2010/02/defenisi-komposit.html [7]Hull, Derek, Introduction to Composite Material,first Pub., New York:
Cambridge University Press, 1981
[8]Phillips N, Leslie, Design with advance Composite Materials, first Published, Springer –Verlag, Berlin Heidelberg Newyork, the united kingdom London SWIY 4SU.1989
[9]Rahmadhani Banurea, (2011). Pemanfaatan Serbuk Batang Sawit Sebagai Pengisi pada Pembuatan Lembaran Plafon Gipsum Dengan Bahan Pengikat Poliuretan .Universitas Sumatera Utara.
[10]Slamet Budiarto. “Proses Manufaktur” 27 February 2011.
http://slametbudiarto.weebly.com /proses-manufaktur.html
[11]Statistik Kelapa Sawit Indonesia 2008-2009 , Pusat Penelitian Kelapa Sawit.
[12]Siswo pranoto, (2010). Desain dan Pembuatan kerucut Lalu Lintas Dari Bahan Polimeric Foam Diperkuat Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS).Universitas Sumatera Utara.
[13]Surdia, Tata, dan Saito, S., , Pengetahuan Bahan Teknik, Cetakan Keenam, Jakarta: Pradnya Paramita, 2005.
[14]Widya Fatriasari, (2001). Pengaruh Perlakuan Alkali Pada Pulp Tandan Kosong Kelapa Sawit Terhadap Morfologi Serat Dan Sifat Fisis Mekanis Papan Serat Berkerapatan Sedang.Institut Pertanian Bogor.
[15]Simanjuntak, RahmatKartolo. Pengukuran Helmet Sepeda Motor Yang DikenaiBebanImpakMenggunakanMetodeJatuhBebas.Repository USU.
21 Maret 2012. http://repository.usu.ac.id/handle/123456789/31946