BAB III METODE PENELITIAN
3.2. BAHAN, PERALATAN DAN METODE
3.2.1. Bahan
3.2.1.4. Serabut Kelapa
Serat serabut kelapa yang tebal, kasar tetapi tahan lama adalah produk sampingan yang didapatkan dari hasil ekstraksi tempurung kelapa. Serat serabut kelapa merupakan sebuah serat yang secara alami didapat dari kulit kelapa.
Ada dua jenis serabut kelapa, serat berwarna cokelat yang berasal dari kelapa tua dan serat berwarna putih dari kelapa yang muda. Serat yang berwarna cokelat merupakan serat yang tebal, kuat, dan memiliki ketahanan terhadap pengkisan yang tinggi. Serat berwarna putih lebih halus juga tipis, dan lebih rapuh. Kedua jenis serat kelapa tersebut memiliki kisaran panjang antara 10-30 cm. Serat yang memiliki panjang 20 cm disebut serat busa, sedangkan yang lebih pendek juga tekturnya halus disebut serat matras.
Dalam sebuah tempurung kelapa seberat 300 gram terdapat serat seberat 80 gram yang sepertiganya adalah serat busa. Industri berbasis serat serabut kelapa sudah mulai berkembang di beberapa negara penghasil kelapa seperti India, Tanzania, Kenya, Bangladesh, Myanmar, Thailand, Sri Lanka, Nigeria, Ghana.
Tabel 3.4. Komposisi Kimia Serat Serabut Kelapa[11]
Komponen Kimia Komposisi ( % )
Lignin 45.84
Selulosa 43.44
Holoselulosa 00.25
Pectin 03.00
Air terlarut 05.25
Abu 02.22
Tabel 3.5. Karakteristik Fisik Serat Serabut Kelapa[11]
Parameter Ukuran
Panjang (in) 15-20
Densitas (g/cc) 1,40
Diameter (mm) 0,1-1,5
Keuletan (g/Tex) 10
Modulus Elastisitas (dyne/cm2) 1,8924
Gambar 3.4. Serat Serabut Kelapa 3.2.2 Peralatan
Adapun peralatan yang digunakan dalam penelitian saya ini adalah sebagai berikut:
1. Komputer/Laptop
2. Software Solidworks 2012 3. Software Ansys 16.0
3.2.2.1 Komputer/Laptop
Komputer/Laptop adalah komputer bergerak (bisa dipindahkan dengan mudah) yang berukuran relatif kecil dan ringan, beratnya berkisar dari 1-6 kg, tergantung ukuran, bahan, dari spesifikasi laptop tersebut, laptop dapat digunakan dalam lingkungan yang berbeda dari komputer. Mereka termasuk layar, keyboard, dan trackpad atau trackball, yang berfungsi sebagai mouse. Karena laptop dimaksudkan untuk digunakan di mana saja, laptop memiliki baterai yang memungkinkan untuk beroperasi tanpa terhubung ke stopkontak (sumber listrik).
Laptop juga termasuk adaptor daya yang memungkinkan untuk menggunakan daya dari stopkontak dan mengisi kembali baterai.
Pada pembahasan ini Laptop digunakan untuk mendesain helm sepeda dengan mengunakan Software Solidworks 2012 dan juga untuk menjalankan software Ansys 16.0. Spesifikasi Laptop yang digunakan pada pengujian ini :
- Intel Core i3 4005U-1.7Ghz, - RAM 4GB, HDD 500GB,
- VGA nVidia Geforce GT930-2GB, - Layar 14 inci,
- Windows 10
Gambar 3.5. Laptop
3.2.2.2 Software Solidworks 2012
Solidworks adalah salah satu CAD software yang dibuat oleh DASSAULT SYSTEMES digunakan untuk merancang part permesinan atau
susunan part permesinan yang berupa assembling dengan tampilan 3D untuk merepresentasikan part sebelum real part nya dibuat atau tampilan 2D (drawing ) untuk gambar proses permesinan.
Pada pembahasan ini software solidworks 2012 digunakan untuk mendesain model helm sepeda.
Gambar 3.6. Software Solidworks 2012
3.2.2.3 Software Ansys 16.0
Ansys adalah sebuah software analisis elemen hingga (finite element), bisa dipakai untuk melakukan analisis mekanika benda tegar, analisis fluida, dan analisis perpindahan panas.
Gambar 3.7. Software Ansys 16.0
3.3 Desain Helm Sepeda
Penelitian ini dilakukan dengan membuat dua permodelan helm sepeda dengan menggunakan software solidworks 2012. Desain helm sepeda dibuat sederhana, struktur helm sepeda yang dijadikan objek penelitian memiliki dimensi panjang 250mm, lebar 160mm, dan tinggi 170mm dengan ketebalan 30mm.
3.3.1 Model helm sepeda dengan tulang lurus depan
Desain helm sepeda dengan pandangan arah bagian depan dapat dilihat pada gambar 3.8 berikut:
Gambar 3.8. Model Helm sepeda dengan pandangan tulang lurus depan
Keterangan:
Pada gambar 3.8 ini model helm sepeda dengan pandangan tulang lurus ke depan di desain untuk mengambil data hasil simulasi jatuh bebas impak bagian depan untuk membuat perbandingan dengan helm jatuh bebas impak bagian depan eksperimental.
3.3.2 Model helm sepeda dengan tulang lurus ke samping
Desain helm sepeda dengan pandangan arah bagian samping dapat dilihat pada gambar 3.9 berikut:
Gamabar 3.9 Desain helm sepeda dengan tulang lurus ke samping keterangan:
Pada gambar 3.9 ini model helm sepeda dengan pandangan tulang lurus ke samping di desain untuk mengambil data hasil simulasi jatuh bebas impak bagian samping untuk membuat perbandingan dengan helm jatuh bebas impak bagian samping eksperimental.
3.3.3 Model helm sepeda dengan tulang lurus ke atas
Desain helm sepeda dengan pandangan arah bagian atas dapat dilihat pada gambar 3.10 berikut :
Gambar 3.10 Desain helm sepeda dengan tulang lurus atas.
keterangan:
Pada gambar 3.10 ini model helm sepeda dengan pandangan tulang lurus ke atas di desain untuk mengambil data hasil simulasi jatuh bebas impak bagian atas untuk membuat perbandingan dengan helm jatuh bebas impak bagian atas eksperimental.
3.4 METODE
3.4.1 Simulasi Impak Jatuh Bebas Menggunakan Ansys 16.0
Simulasi impak jatuh bebas pada metode penelitian ini menggunakan software Ansys 16.0. Ansys workbench adalah salah satu perangkat lunak berbasis metode elemen hingga yang dipakai untuk menganalisa masalah-masalah rekayasa (engineering).
Langkah simulasi ansys workbench dilakukan dalam 3 golongan proses pengerjaan yaitu Preprocessing, Solution, Post Processing. Untuk penjelasan langkah- langkah untuk simulasi ansys akan di terangkan sebagai berikut:
1. Ansys workbench 16.0
Untuk memulai ansys bisa melalui dua langkah yaitu dari ikon shortcut di desktop atau melalui Start → all Program → Ansys 16.0 → workbench 16.0
2. Setelah workbench 16.0 tertampil pada samping kiri muncul toolbox lalu pilih explicit dynamic pada analysis system dapat dilihat pada gambar 3.11 berikut:
Gambar 3.11. Explicit dynamics
3. Lalu pada project schematic akan muncul project expIicit dynamics, seperti gambar 3.12 berikut:
Gambar 3.12 project schematic
4. Pada project explicit dynamics terdapat langkah-langkah yang harus di selesaikan secara pertahap dan berurut, tahap pertama yang harus diselesaikan pada engineering data.
3.4.2 Engineering data.
Pada penelitian ini digunakan material baru yaitu polymeric foam dengan serabut kelapa yang belum terdaftar pada ansys workbench sehingga kita perlu memasukan data materialnya ke engineering data.
Double klik pada enggineering data, kemudian menu engineering data akan tertampil, pada"outline of schematic B2 ; engineering data” terdapat kotak bertuliskan "'click here to add a new material”, klik pada kotak lalu masukkan nama data material baru yang ingin kita simulasikan, disini penulis memasukan nama material baru " polymeric foam dengan serat serabut kelapa" dapat dilihat pada gambar 3.13 berikut:
Gambar 3.13. Data material baru
Lalu pada toolbox klik physical Properties → Density lalu masukan nilai density pada"tabel of properties row 2: Density" yang muncul di sebelah kanan tentukan satuanya dibawah kolom B dapat dilihat pada gambar 3.14 berikut:
Gambar 3.14. Data density
Kemudian pada toolbox klik linier elastic → isotropi elasticity lalu masukan nilai “modulus young dan poisson's ratio" pada "tabel of properties row 3:
“Isotropic elasticity" untuk modulus young tentukan satuanya dibawah kolom B seperti pada gambar 3.15 berikut:
Gambar 3.15. Data isotropic elasticity
Setelah semua step dilakukan maka step pada engineering data selesai, kemudian klik return to project maka akan kembali ke menu project schematic dan akan muncul tanda checklist pada engineering data.
3.4.3 Geometri Data
Pada menu geometri berfungsi sebagai tempat pembuataan model yang akan disimulasikan pada ansys bisa langsung membuat model yang akan disimulasikan langsung pada software ansys dan bisa juga mengimport model 3D yang akan disimulasikan langsung yang telah di buat dengan software Iain seperti autocad, solidworks, catia dll.
Disini model 3D helm dan anvile telah dibuat menggunakan saftware solidworks jadi model di import langsung ke ansys dengan cara klik kanan pada geometry → import geometry → brows, maka akan tampil menu pencarian file model helm yang akan di import, pilih file→open seperti pada gambar 3.16 berikut:
Gambar 3.16. lmport geometry
Kemudian double klik pada geometry, pada menu geometry klik generate → close. Setelah semua step dilakukan maka step pada geometri selesai dan akan muncul tanda checklist pada geometri.
Pada menu model dilakukan simulasi helm yang akan diteliti dengan cara double klik pada model maka menu explicit dinamics akan tampil, pada outline di samping terdapat keterangan step yang harus di selesaikan secara berurutan.
Pertama pada outline pilih project → model (A4) → geometry terdapat dua body yaitu solid 1 dan salid 2, klik kanan pada solid yg menunjukan anvile di keterangan gambar → rename, ganti nama menjadi anvile pada menu "details of anvile" di kiri bawah pilih definition→ stiffness behavior, untuk material → assigment pilih structural steel seperti pada gambar 3.17 berikut:
Gambar 3.17 Details of anvile
Kedua pada solid yang menujukkan keterangan helm pada gambar→
rename, ganti nama menjadi Helm pada menu "details of Helm" di kiri bawah pilih definitions →stiffness behavior tetap flexible, pada material → assigment klik kanan pilih polymeryc foarm dengan sabut kelapa yang dimasukkan ke engineering data sebelumnya seperti pada gambar 3.18 berikut:
Gambar 3.18. Detail of helm
Setelah step diatas dilakukan maka pada step pada geometri selesai dan akan muncul tanda cheeklist pada samping geometri.
Ketiga, pada connections→ contacts → contact region, pada menu
"details" di kiri bawah pada scope→ contac klik pada gambar keterangan di sebelah kanan bagian helm yang terkena anvile→ ktik apply, pada target, klik pada gambar keterangan di sebelah kanan bagian anvile yang terkena helmet → apply, kemudian pada Definition→ type pilih no separation seperti pada gambar 3.19 berikut:
Gambar 3.19 Connections
Setelah semua step diatas dilakukan step pada connections selesai dan akan muncul tanda checklist pada connetions.
Keempat pada mesh klik kanan → Generate mesh,pada mesh tidak ada pengaturan details di defoult sesuai standar ansys, setelah semua step diatas selesai maka seluruh pengaturan di Model (21) seperti pada gambar 3.20 berikut:
Garnbar 3.20. Mesh
Kelima menentukan velocity helm yang akan disimulasikan impak jatuh bebas dengan cara pada project → explicit dynamics (A5) → pilih kanan initial conditions→ insert→ velocity, maka akan muncul menu "details of velocily, pada scape→ Geometry pilih seluruh body helmet kemudian definition define by pilih component maka akan mrurcul di kolom bawah coordinate system masukan nilai velocity sesuai arah sumbu jatuhnya helm seperti pada gambar 3.21 berikut:
Gambar 3.21 Details of velocity
Keenam menetukan analysis settings, pada menu analysis settings masukan data end time yang didapat dari hasil eksperimental impak jatuh bebas, klik pada analysis settings maka akan muncul menu "details of analysis settings"
padastep control → end time seperti pada gambar 3.22 berikut:
Gambar 3.22. Analysis settings
Ketujuh menetukan fixed support, kegunaan fixed support bertujuan untuk mengunci bagian body sehingga menjadi tidak bergerak pada simulasi anvile dikondisikan pada keadaan diam dengan klik kanan explicit dynamics → insert → fixed support maka akan muncul menu details of fixed support pada scope→ geometry pilih semua body dari anvile seperti pada gambar 3.23 berikut:
Gambar 3.23. Fixed support
Setelah semua step diatas dilakukan maka step pada explicit dynamics (A5) telah di selesaikan selanjutnya Solution (A6) pada step ini untuk memilih hasil apa saja yang akan dicari pada simulasi yang dilakukan, klik kanan pada solution→ insert → pilih eqivalent stress untuk mencari tegangan pada helm sepeda seperti pada gambar 3.24 berikut:
Gambar 3.24. Solution
Kedelapan mengklik ikon solver pada toolbar dan proses simulasi mulai dijalankan aleh ansys, proses simulasi ini berjalan sekitar 6 jam hingga selesai.
setelah simulasi selesai maka hasil dari simulasi bisa dilihat pada equivalent stress dan bisa dilihat tegangan maksimal yang terjadi akibat impak jatuh bebas pada hasil simulasi. Pada penelitian terdapat variabel-variabel penting yang meliputi sebagai berikut :
1. Variable terikat
Variable terikat adalah variable tetap dan akan berubah bila variabel bebas berubah, antara lain :
a. Tegangan (σ)
2. Variable Bebas
Variable bebas adalah variabel yang jika berubah maka akan mempengaruhi variable terikat, antara lain :
a.Kecepatan (v) b.Massa jenis (ρ ) c.Modulus elastisilas (E) d. Poisson ratio (μ)
3.5 Diagram Alir Penelitian
Diagram alir proses pada penelitian simulasi helm sepeda dapat dilihat pada gambar sebagai berikut:
Gambar 3.25 Diagram Alir Penelitian Mulai
Penulisan laporan dan studi literatur
Membuat Model CAD
Identifikasi Parameter dan fisik model
Simulasi Numerik ANSYS (Dinamik)
Hasil
Analisis
Kesimpulan
Selesai
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pendahuluan
Tegangan yang terjadi pada setiap pengujian bergantung kepada luas permukaan daerah pembebanan. Selain itu juga mendapatkan besarnya energi potensial yang diterima oleh helm tersebut. Energi yang diserap helm tersebut bergantung kepada posisi ketinggian jatuh helm ke anvil yang diaplikasikan.
Ketinggian dalam pengujian adalah 1,5 m .
Tegangan dan energi potensial yang terjadi akibat beban impak dapat diukur dengan menggunakan alat uji jatuh bebas multiguna yang ada pada Pusat Riset Impak dan keretakan Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Medan.
Selanjutnya dilakukan simulasi komputer menggunakan program Ansys Workbench 16.0 . Dari simulasi secara dinamik pada sisi atas, sisi depan, dan sisi samping helm sepeda diperoleh hasil tegangan maksimum (von Mises) dan regangan maksimum (von Mises).
4.2 Hasil pembuatan helm sepeda
Dimulai dengan pembuatan model helm sepeda dengan menggunakan software solidworks 2012 yang dijadikan objek penelitian mempunyai dimensi panjang 250 mm,lebar 160mm, dan tinggi 170 mm sedangkan massa helm berkisar diantara270 s.d 350 gr pada gambar 4.l berikut:
Gambar 4.1. Model helm sepeda 4.3 Metode Pengujian Penelitian
Metode Simulasi yang akan dilakukan pada penelitian ini adalah pembebanan pada pengujian impak jatuh bebas yang diberikan pada tiga titik yaitu atas, samping dan depan dari struktur helm sepeda ini dikarenakan bagian tersebut merupakan bagian yang memiliki kemugkinan besar mengalami benturan saat terjadinya kecelakaan.
Data hasil simulasi akan dibandingkan dengan hasil pengujian impak jatuh bebas, pengujian impak jatuh bebas ini digolongkan pada pengujian impak kecepatan rendah, alat uji impak jatuh bebas menggunakan sensor cahaya yang diletakaan pada ketinggian 1,5 m.
Dengan asumsi bahwa kecepatan maksimum bersepeda 15 km/jam dan ketinggian rata-rata orang indonesia 1,6 m maka tinggi maksimum uji impak jatuh bebas adalah 1.5 m.
Alat yang digunakan unfuk mengukur beban impak jatuh bebas menggunakan load cell. Data yang diperoleh load cell berupa data analog kemudian diubah oleh DAQ menjadi data digital.
4.4 Simulasi Impak Menggunakan ANSYS 16.0 Workbench
Pada penelitian ini menggunakan software ansys 16.0 untuk menganalisa struktur helmsepeda bahan polymeric foam diperkuat serat serabut kelapa akibat beban impak jatuh bebas. Simulasi ini bertujuan untuk mengetahui besarnya
dibandingkan hasil simulasi mana lebih baik diantara dua model helm sepeda.
Simulasi ini memerlukan data-data yang telah diambil dari pengujian eksperimental adapun datanya yang dibutuhkan meliputi :
1. Modulus young : 4300 MPa 2. Poisson ratio : 0,3
3. Anvil material : Structural Steel 4. Kekakuan material helm : Flexibel 5. Kekauan material Anvil : Rigid
4.5 Simulasi Pembebanan Sisi Atas Helm Sepeda
Penelitian yang dilakukan pada simulasi pada sisi atas dengan ketinggian 1.5 meter dilakukan pada model helm posisi jatuh helm dapat dilihat pada gambar 4.2 berikut.
Gambar 4.2. Posisi jatuh helm
Pada simulasi helm dengan tulang lurus kedepan dengan data data yang diperoleh dari eksperimental maka diperoleh tegangan seperti pada gambar 4.3 berikut:
Gambar 4.3. Hasil distribusi tegangan maksimum sisi atas helm
Pada gambar 4.3 hasil simulasi impak jatuh bebas pada sisi atas dapat dilihat distribusi tegangan dengan tegangan maksimum sebesar 1,83 MPa.
Selain distribusi tegangan pada sisi atas yang mengalami impak jatuh bebas juga dapat diamati distribusi tegangan yang terjadi pada sisi depan, samping dan belakang helm secara berturut-turut pada gambar 4.4,4.5, dan 4.6 berikut.
Gambar 4.4. Distribusi tegangan pada sisi depan hasil simulasi impak sisi atas
Gambar 4.6. Distribusi tegangan pada sisi belakang hasil simulasi impak sisi atas
4.6. Simulasi Pembebanan pada sisi samping helm sepeda
Penelitian yang dilakukan Simulasi pada sisi samping helm sepeda dengan ketinggian 1,5 meter dilakukan pada model helm sepeda dengan posisi jatuh helm dapat dilihat pada garnbar 4.7 berikut:
Garnbar 4.7. posisi jatuh helm sepeda bagian samping
Pada gambar 4.7 dapat dilihat posisi jatuh helm sepeda terjadi pada bagian
Pada simulasi helm dengan tulang lurus kedepan dengan data-data yang diperoleh dari eksperimental maka diperoleh tegangan seperti pada gambar 4.8 berikut:
Gambar 4.8 Hasil distribusi tegangan maksimum sisi samping helm
Pada gambar 4.8 hasil simulasi impak jatuh bebas pada sisi samping dapat dilihat distribusi tegangan dengan tegangan maksimum sebesar 1,27 MPa.
Selain distribusi tegangan pada sisi samping yang mengalami impak jatuh bebas juga dapat diamati distribusi tegangan yang terjadi pada sisi depan, samping dan belakang helm secara berturut-turut pada gambar 4.9,4.10, dan 4.11 berikut.
Gambar 4.9. Distribusi tegangan pada sisi depan hasil simulasi impak sisi samping
Gambar 4.10. Distribusi tegangan pada sisi samping kanan hasil simulasi impak sisi samping
Gambar 4.11. Distribusi teganganpada sisi belakang hasil simulasi impak sisi samping
4.7. Simulasi Pembebanan Pada Sisi Depan Helm Sepeda
Penelitian yang dilakukan simulasi pada sisi depan helm sepeda dengan ketinggian 1,5 meter dilakukan pada model helm sepeda dengan posisi jatuh helm dapat dilihat pada gambar 4.12 berikut:
Gambar 4.12. posisi jatuh helm sepeda bagian depan
Pada simulasi helm dengan tulang lurus kedepan dengan data yang diperoleh eksperimental maka diperoleh tegangan maksimum seperti pada gambar 4.13 berikut:
Gambar 4.13. Hasil distribusi tegangan sisi depan helm
Pada gambar 4.13 hasil simulasi impak jatuh bebas pada sisi depan dapat dilihat distribusi tegangan dengan tegangan maksimum sebesar 1,43 MPa.
Selain distribusi tegangan pada sisi depan yang mengalami impak jatuh bebas juga dapat diamati distribusi tegangan yang terjadi pada sisi depan dan samping helm secara berturut-turut pada gambar 4.14, dan 4.15 berikut.
Gambar 4.14.Disrtibusi tegangan pada sisi depan hasil simulasi impak sisi depan
Gambar 4.15. Distribusi tegangan pada sisi samping kanan hasil simulasi impak sisi depan
4.8 Tabulasi dan Perbandingan Data Hasil Simulasi pengujian
Dari hasil simulasi Ansys workbench16.0 akibat impak jatuh bebas diatas bisa dilihat perbandingan mana yang lebih baik diantara kedua model helm sepeda dapat dirangkum seperti pada tabel 4.1 berikut :
Tabel 4.1. Hasil simulasi impak jatuh bebas
4.9.
Tabulasi data Hasil Pengujian Jatuh Bebas Secara Eksperimental
Pengujian Max (MPa)
Atas 1,83 MPa
Samping 1,27 MPa
Depan 1,43 MPa
Pengujian impak jatuh bebas terhadap sisi atas helm sepeda ketinggian 1,5 m diperoleh datarata-rata sebagai berikut.
a. Besar Gaya rata-rata = 293,84 N b. Luas area impak rata rata= 150 mm2 c. Tegangan Rata-rata = 1,96 MPa
Tabel 4.2. Hasil pengujian sisi atas helm sepeda impak jatuh bebas ketinggian 1,5 m
4.9.2 Pengujian Pada Sisi Samping Helm Sepeda
Pengujian impak jatuh bebas terhadap sisi samping helm sepeda ketinggian 1,5 m diperoleh data rata-rata sebagai berikut
a. Besar Gaya rata-rata = 194,86 N b. Luas area impak rata rata= 150 mm2 c. Tegangan Rata-rata = 1,30 MPa
Tabel 4.3. Hasil pengujian sisi samping helm sepeda impak iatuh bebas ketinggian 1,5 m
4.9.3 Pengujian Pada Sisi Depan Helm Sepeda
Pengujian impak jatuh bebas terhadap sisi atas helmet sepeda ketinggian 1,5 meter diperoleh data rata-rata sebagai berikut.
a. Besar Gaya rata-rata = 239,59 N
4.10 Perbandingan Hasil Simulasi Dengan Uji Eksperimental
Pada penelitian ini dilakukan perbandingan hasil data gambaran yang diperoleh pada simulasi impak jatuh bebas dengan eksperimental impak jatuh bebas bertujuan untuk rnengetahui seberapa besar perbedaan hasil data dari simulasi dengan data yang diperoleh pada eksperimental sehingga hasil penelitian yang diperoleh lebih akurat. Perbandingan hasil simulasi dengan eksperimental bisa dilihat sebagai berikut.
4.10.1 Perbandingan Pengujian Atas
Dari hasil simulasi Ansys workhench 16.0akibat impak jatuh bebas sisi atas helm sepeda area impak dapat dilihat pada gambar 4.16 sebagai berikut :
Gambar 4.16. area pembebanan impak sisi atas helm sepeda
Diperoleh hasil simulasi tegangan pada helm sepeda adalah 1,83 MPa. Sementara tegangan hasil eksperimental sisi atas adalah 1,96 MPa. Perbandingan antara simulasi dengan hasil experimental dapat ditunjukkan pada Tabel 4.5.
Tabel 4.5. Perbandingan pengujiaan atas Tegangan (MPa)
Ansys Eksperimental
1,83 Mpa 1,96 MPa
Dari tabel diatas dapat kita hitung hasil nilai galatnya adalah sebagai berikut :
=
=
= 6,63 %
Hasil yang didapat dari membandingkan selisih antara tegangan hasil simulasi dengan eksperimental adalah 0,13 MPa atau 6,63 % Pola retakan yang diperoleh dapat dilihat pada gambar 4.17 hasil pengujian experimental sebagai berikut.
(a) (b) (c)
Gambar 4.17 a) Pola kerusakan spesimen uji impak area atas helm, (b) Area retakan specimen (c) area tegangan maksimum munculnya keretakan
Berdasarkan pola keretakan yang ditunjukkan pada gambar 4.17 spesimen mengalami retak pada sisi samping sekitar tulang atas helm dan terjadi penurunan Tulang bagian atas helm 5 mm disekitar area impak pada gambar pola di b. Hal ini disebabkan titik impak terjadi pada bagian tulang helm, gaya impak jatuh bebas di permukaan sisi atas helm menimbulkan tegangan tekan pada permukaan helm dan tegangan tarik pada permukaan dalam helm, hasilnya juga memperlihatkan daerah kritis yang tejadi pada helm, yang merupakan suatu informasi untuk menganalisa penjalaran retak yang akan terjadi, dari gambar c tegangan vs waktu arah sumbu y lebih besar terjadi dibandingkan arah sumbu x, ini menunjukan bahwa keretakan yang terjadi pada lokasi retak jelas disebabkan oleh tegangan tekan pada permukanan dan tarik pada bagian dalam arah sumbu y sehingga membentuk keretakan kearah sumbu y.
4.10.2 Perbandingan Pengujian Samping
Dari hasil simulasi Ansys workbench 16.0 akibat impak jatuh bebas sisi
Dari hasil simulasi Ansys workbench 16.0 akibat impak jatuh bebas sisi