BAB 3
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu
3.1.1. Tempat
Kegiatan penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Pusat Riset Impak dan
Keretakan Departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara. Beberapa kegiatan penelitian yang dilakukan seperti diperlihatkan pada
tabel 3.1.
Tabel 3.1. Kegiatan Penelitian
No Kegiatan Lokasi Penelitian Keterangan
1 Pengolahan serat Laboratorium impak
dan keretakan unit I
2 Pembuatan
spesimen
Laboratorium Impak
dan Keretakan Unit I
Spesimen uji impak
Alat uji impak jatuh
bebas kecepatan
tinggi.
3.1.2 Waktu
Waktu pelaksanaan penelitian ini direncanakan selama 5 (lima) bulan
dimulai Oktober 2012 s.d. Maret 2013
3.2. Desain StrukturParking Bumper
Pada penelitian ini disain struktur parking bumper yang akan dibuat adalah desain dengan bentuk setengah bola dan bidang lurus dengan variasi sudut
0
3.2.1. Analisa Gaya padaParking Bumperredesain
Analisa gaya yang terjadi pada parking bumper yang akan dibuat dalam
penelitian ini dapat dilihat dimana ban mobil menyentuh parking bumper
sehingga akan terjadi gaya tekan yang bekerja pada parking bumper tersebut, hal ini untuk melihat kerusakan yang terjadi akibat benturan tersebut. Ilustrasi ban
mobil saat menyentuhparking bumperditunjukkan pada gambar 3.1. Ket :
1 = BAN MOBIL
2 = PARKING BUMPER 3 = BETON
4 = PERMUKAAN LANTAI
1
2
3
4
Gambar 3.1 Ilustrasi pembebanan pada parking bumper
3.2.
Analisa Gaya yang terjadi dapat kita uraikan menjadi seperti pada gambar
fs P
F 45 F
W cos W sin
W
)
⁄
Untuk menganalisa distribusi gaya seperti pada gambar 3.12 dapat
diasumsikan bahwa W tersebut adalah berat bobot mobil, dan P adalah gaya
normal yang selanjutnya kita beri nama gaya tekan yang terjadi pada parking bumper, sehingga besarnya nilai gaya tekan tersebut adalah:
∑ = 0
g = Percepatan gravitasi (
v = Kecepatan ( )
= Sudut Kemiringan (⁰)
fs= gaya gesek (N)
μ s= koefisien gesek
3.3. Material KompositPolymeric Foam
3.3.1. Bahan
3.3.1.1.Polyester ResinTak Jenuh
Jenis resin yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah resin
unsaturated polyesterBQTN-157, seperti diperlihatkan pada gambar 3.3.
Gambar 3.3. ResinUnsaturated PolyesterBQTN-157
3.3.1.2.Blowing Agents
Jenis blowing agent yang digunakan adalah polyurethane yaitu campuran antara polyol dan isosianat yang akan bereaksi antara keduanya. Larutan polyol
danisosianat seperti diperlihatkan pada gambar 3.4.
a b
Gambar 3.6. Bahan-bahan larutan NaOH, (a) NaOH padatan, (b) air aquades 3.3.1.3. Katalis
Jenis katalis yang digunakan adalah jenis Methyl Ethyl Ketone Peroksida
(MEKP), seperti diperlihatkan pada gambar 3.5.
Gambar 3.5. Katalis jenis MEKP (Methyl Ethyl Ketone Peroksida)
3.3.1.4. Pembersih Serat
Pembersih serat tandan kosong kelapa sawit digunakan NaOH yang
dicampur dengan air bersih sebelum dilakukan perendaman. Pembersih ini
berfungsi untuk menghilangkan kadar minyak yang masih terkandung dalam serat
serta mikroba–mikroba yang terdapat dalam serat. NaOH dapat dilihat pada gambar 3.6.
3.3.1.5. Pelumas Khusus
Untuk memudahkan dalam pembongkaran spesimen yang telah dicetak
maka digunakan pelumas, pelumas ini berfungsi untuk melapisi antara cetakan
dan spesimen yang akan dicetak sehingga sewaktu pembukaan spesimen dari
cetakan tidak merekat. Pelumas khusus dapat dilihat pada gambar 3.7.
Gambar 3.7. Pelumas Wax (Mirror Glaze)
3.3.1.6. Serat Tandan Kosong Kelapa Sawit (TKKS)
Serat tandan kosong kelapa sawit yang berfungsi sebagai penguat matriks
komposit polymeric foam diperoleh dari hasil pengolahan tandan kosong kelapa sawit yang diolah menjadi serat dilakukan dalam beberapa proses. Serat tandan
kosong kelapa sawit yang diperlihatkan pada gambar 3.8.
a b
±
K
Proses pembuatan serat tandan kosong kelapa sawit (TKKS) dapat dilihat
pada gambar 3.9.
TKKS dari PKS TKKS yang telah dicabik cabik
Gambar 3.11. Timbangan digital
Serat tandan kosong kelapa sawit yang diperlihatkan pada gambar 3.10
adalah serat yang telah diproses sehingga menjadi serbuk–serbuk halus.
Gambar 3.10. Serat TKKS yang telah dihaluskan
3.3.2. Peralatan
Peralatan yang dipergunakan pada penelitian ini terdiri dari:
3.3.2.1. Alat Ukur
Alat ukur yang digunakan pada penelitian ini adalah:
1. Alat Ukur Berat Jenis
Alat ukur untuk mengetahui berat jenis spesimen digunakan timbangan
digital, dengan cara terlebih dahulu harus mengetahui massa dan volume
spesimen. Timbangan digital yang dipergunakan pada penelitian ini seperti
Cetakan parking bumper diperlihatkan pada gambar 3.14. 2. Alat Ukur Volume
Untuk mengetahui besarnya volume digunakan gelas ukur. Gelas ukur yang
digunakan dalam penelitian ini seperti terlihat pada gambar 3.12.
Gambar 3.12. Gelas ukur volume
Pengukuran volume air dilakukan dengan menggunakan gelas ukur 1000
ml. dan volume NaOH menggunakan gelas ukur dengan volume 100 ml.
3. Alat Ukur Dimensi
Untuk mengukur dimensi cetakan digunakan dua buah alat ukur yaitu:
mistar baja dan jangka sorong. Jangka sorong yang digunakan seperti terlihat pada
gambar 3.13.
Gambar 3.13. Jangka sorong
3.3.2.2 Alat Pembuatan Spesimen
Dalam prosees pembuatan spesimen ada beberapa alat yang digunakan yaitu
sebagai berikut:
Gambar 3.14. Cetakan parking bumper
Cetakan yang digunakan terbuat dari bahan tripleks dengan dilapisi kaca
pada bagian dalam cetakan .dapat dilihat pada gambar 3.15.
a b
Gambar 3.15. Cetakan setelah dimodifikasi, (a) Die cetakan, (b) Mold cetakan
Cetakan ini digunakan untuk mendapatkan permukaan spesimen yang rata,
sehingga dilapisi dengan kaca yang memiliki ketebalan 5 mm pada bagian dalam
die cetakan, lalu untuk menghindari terjadinya pecah pada kaca tersebut maka
untuk memudahkan pembukaan cetakan. Mold cetakan terbuat dari triplek dan
kayu.
2. Mesin Penghalus Serat
Mesin penghalus serat digunakan untuk menghaluskan serat TKKS menjadi
berukuran 0,1–0,8 mm. Gambar mesin penghalus serat dapat dilihat pada gambar
3.16.
Gambar 3.16. Mesin penghalus serat
Spesifikasi mesin penghalus serat dapat dilihat pada tabel 3.2.
Tabel 3.2. Spesifikasi mesin penghalus serat
No. Spesifikasi Satuan Besaran
1. Jenis Motor Listrik Induksi
2. Daya Keluaran HP/kW 1 / 0,75
3. Frekuensi Hz 50
4. Voltage V 220
5. Arus Listrik A 8
6. Putaran Mesin Rpm 1450
7. Fase 1
Gambar 3.17. Alat pengujian Impak Jatuh Bebas Tabel 3.3. Alat-alat digunakan proses pembuatan serat
No Nama Jml Sat. Jenis Material Ukuran
(mm)
1 Ember 1 Bh Plastik
2 Martil 1 Bh Besi
3 Selang 1 Bh Plastik
4 Gunting 3 Bh Besi
5 Sarung tangan 1 Bh Besi
3.3.2.3.Alat Uji
a. Impak Jatuh Bebas
Pengujian impak jatuh bebas didefinisikan adalah sebuah benda jatuh bebas
dari keadaan mula berhenti mengalami pertambahan kecepatan selama benda
tersebut jatuh. Jika benda jatuh ke bumi dari ketinggian tertentu relatif kecil
dibandingkan jari-jari bumi, maka benda mengalami pertambahan kecepatan ke
bawah dengan harga yang sama setiap detik. Hal ini berarti bahwa percepatan
benda berkurang dengan harga yang sama jika sebuah benda ditembakkan ke atas
kecepatannya berkurang dengan harga yang sama setiap detik dan perlambatan
3.4. Prosedur Pembuatan Parking Bumper
Untuk peralatan dan material yang akan digunakan dalam pembuatan
spesimenpolymeric foamseperti diperlihatkan pada tabel 3.3.
Tabel 3.4. Peralatan dan bahan yang digunakan untuk pembuatan spesimen
Ukuran
No Nama Jml Sat. Jenis Material
Alat
Kayu dilapisi
1 Cetakan spesimen 1 Set
kaca
2 Gelas Ukur 1000 ml 1 Bh Kaca
3 Gelas Ukur 100 ml 1 Bh Kaca
4 Ember 1 Bh Kaca
5 Pengaduk 1 Bh Besi
(mm)
1 Matriks gr Unsaturated
polyester
2 Serat gr TKKS
3 Katalis gr MEKPO
4 Blowing Agent gr Polyol dan
Isocyanate
7 Pelumas gr Wax
8 Lembaran pelapis
cetakan
Gambar 3.18. Pemberian lapisan emisah pada bagian dalam 3.4.1. Metode PembuatanParking Bumper
Proses pembuatan parking bumper dimulai dengan menentukan komposisi sebagaimana terlihat pada tabel 3.4. Penelitian ini menggunakan komposisi dua
karena memiliki karakteristik mekanik yang lebih baik dibandingkan komposisi
satu dan tiga.
Tabel 3.5. Pembagian komposisi untuk pembuatan parking bumper [17]
No. Nama Blowing
1 Komposisi Satu 10 75 10 5
2 Komposisi dua 15 70 10 5
3 Komposisi Tiga 20 65 10 5
3.4.1.1. Proses Pencetakan Parking Bumper
Proses pencetakan Parking Bumper dilakukan dengan langkah-langkah
sebagai berikut:
1. Pemberian lapisan pemisah (Pelumas Wax) pada cetakan. Oleskan
lapisan pemisah pada bagian dalam cetakan agar tidak terjadi ikatan
yang kuat atau lengket antara permukaan cetakan dan produk yang
dibentuk. Hal ini bertujuan untuk mempermudah proses pembongkaran.
2. Persiapan bahan-bahan yang diperlukan yaitu serat, kemudian
ditimbang. Proses penimbangan serat sesuai dengan berat campuran
yang ditetapkan. Berat volume isi cetakan adalah 6303 gram.
Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan untuk membuat campuran
cairan polymeric foam seberat yang diinginkan sebanyak 85%. Penimbangan serat terlihat pada gambar 3.19.
Gambar 3.19. Penimbangan serat
3. Campurkan terlebih dahulu polyester resin dan serat tandan kosong kelapa sawit kemudian aduk hingga merata seperti yang terlihat pada
gambar 3.20.
adukanPolyol + Isocyanate
polyester resin tak jenuh dan serat tandan kosong kelapa sawit yang dipergunakan. Proses pencampuran antara polyester resin dengan serat TKKS diaduk selama ± 30 menit.
4. Campurkan katalis kedalam campuran serat dan resin dan aduk hingga
merata terlihat pada gambar 3.21.
Gambar 3.21. Campuran katalis dengan Serat dan resin tak jenuh
5. Campurkan bahan pembentuk polyurethane dengan komposisi polyol
55% dan isocyanate 45%, dan aduk hingga merata seperti diperlihatkan pada gambar 3.22.(a), dan (b).
a b
6. Masukkan campuran polyol + isocyanate kedalam campuran resin dan serat tandan kosong kelapa sawit. Setelah itu campurkan dengan katalis
lalu aduk hingga campuran merata, seperti ditunjukkan pada gambar
3.23.
Gambar 3.23. Pengadukan bahanpolymeric foamdan serat TKKS
7. Tuangkan campuran tersebut kedalam cetakan yang telah dipersiapkan
seperti diperlihatkan pada gambar 3.24.
8. Proses penuangan matriks dan serat kedalam cetakan. seperti
diperlihatkan pada gambar 3.25.
Gambar 3.25. Proses penuangan kedalam cetakan
3.4.1.2. Proses Pengerasan
Selanjutnya biarkan campuran tersebut bereaksi pada pada tekanan atmosfir
dan suhu kamar. Proses polimerisasi akan terjadi disertai dengan terbentuknya gelembung gas pada seluruh bagian komposit yang dituangkan dan pada proses
ini pun terjadi pengembangan pada campuran tadi. Reaksi yang terjadi dapat
dilihat pada gambar 3.26.
Dengan demikian akan terbentuk spesimen komposit berongga atau lebih
dikenal dengan istilahpolymeric foamterlihat pada gambar 3.27.
Gambar 3.27. Proses pengerasan setelah 24 jam
3.4.1.3. Proses Pembuatan Beton Pemberat
Setelah spesimen dibuka dari cetakan dan dipotong sesuai ukuran yang
diinginkan maka tahap terakhir yaitu menyisipkan beton pemberat pada bagian
bawah spesimen yaitu dapat dilihat pada gambar 3.28.
DAERAH DISISIPKAN BETON
Gambar 3.28. Bahagian yang akan diisikan beton
Fungsi beton pada spesimen yaitu sebagai pemberat apabila ada gaya
ataupun gangguan terhadap parking bumper maka posisi parking bumper tidak berpindah dari posisi semulanya selain itu beton ini juga bisa sebagai pengikat
Gambar 3.30. Bagian yang telah diisikan beton Tahapan pembuatan serta penyisipan beton yaitu sebagai berikut:
1. Aduk terlebih dahulu bahan pasir dan semen dengan perbandingan
volume 2:1 hingga merata
2. Lalu campurkan air kedalam campuran semen dan pasir yang sudah
merata dengan volume 1:5 dari volume pasir
3. Aduk kembali sehingga merata lalu tuangkan kebahagian parking bumper yang telah disediakan namun sebelum dituangkan terlebih dahulu parking bumper ditancapkan paku yang berfungsi untuk mempererat beton sehingga tidak lepas dari parking bumper setelah beton kering. Bahagian yang akan disi beton dan ditancapkan paku
tampak pada gambar 3.29.
Paku
Paku
Gambar 3.29. Bagian yang akan diisi beton pemberat
4. Setelah disikan ratakan permukaan beton hingga sama dengan
Gambar 3.32.AssemblingAlat Pen
gujian Impak Jatuh Bebas
5. Tunggu hingga 24 jam agar beton mengering sempurna seperti tampak
pada gambar 3.31.
Gambar 3.31. Beton yang telah kering
3.5. Alat Uji (Uji Impak Jatuh Bebas)
Alat uji yang digunakan dalam penelitian ini adalah alat uji impak jatuh
bebas. Pengujian ini untuk mengetahui respon tegangan pada material akibat efek
rambatan gelombang regangan dengan laju rambatan gelombang yang tinggi.
Pengujian dilakukan dengan ketinggian jatuh impaktor 0.5 m dan 1 m, dan berat
test rig sebesar 5 Kg [17]. Replika alat dapat dilihat pada gambar 3.32 berikut.
Keterangan :
7 6. Testrikatas 7. Batang Pemegang 6 8. Landasan Bandul
nAnvil
3.5.1. Set-up Pengujian Impak
Sebelum dijalankan pengujian maka harus dilakukan langkah – langkah untuk menghidupkan alat uji yaitu sebagai berikut [16]:
1. Hubungkan semua koneksi seperti: loadcell, sensor posisi, kabel USB dan Power DAQ, Lab-Jack U3-LV. Peralatan dapat dilihat pada gambar 3.33 berikut.
a b
Gambar 3.33. Komponen-komponen alat impak jatuh bebas, (a)Loadcelldan kabel, (b) DataEquisition
2. Aktifkansoftware DAQFor Helmet Impact Testing dari Icon yang ada didekstop.
3. Persiapkan peralatan uji jatuh bebas dan pastikan bahwa loadcell dan dudukan loadcell sudah terpasang dengan baik begitu juga dengan
anvil supportseperti gambar 3.34.
a b
4. Masukkan Anvil pada Anvil Support sesuai dengan kebutuhan pengujian pengambilan data.
5. Siapkan sampel uji yang akan dilakukan pengujian seperti terlihat pada
gambar 3.35 berikut.
Gambar 3.35. Posisi spesimen yang akan diuji
3.5.2. Prosedur Pengujian Impak
Adapun langkah – langkah penempatan spesimen ke alat pengujian yaitu sebagai berikut [16]:
1. Pasangkan sampel uji yang akan dilakukan pengujian pada test rig.
2. Tentukan posisi jarak ketinggian jatuh impaktor yang diinginkan, dan
pastikan sensor proximity dalam kondisi aktif dan pada penelitian ini
di uji pada jarak 0,5 meter dan 1 meter.
3. Tekan tombol Start padasoftware DAQ for Helmet Impact Testing. 4. Setelah jarak ketinggian ditentukan dan memastikan bahwa sensor
proximity sudah berfungsi, spesimen uji sudah terpasang, maka
impaktor siap untuk dijatuhkan dengan cara melepaskan tali penahan
luncuran impaktor.
5. Tekan tombol STOP setelah beberapa saat impaktor menumbuk spesimen pada anvil.
6. Tekan tombol SAVE untuk menyimpan data hasil uji ke dalam file berformat txt, dan akan tersimpan dalam drive C folder DATAEXP
7. lalu data hasil pengujian tersebut diolah dengan menggunakan program
software MS-EXCEL.
3.5.3. Prosedur Kalibrasi
Pengujian impak jatuh bebas dilakukan dengan terlebih dahulu melakukan
kalibrasi pada DAQ Lab-Jack dan DAQ For Helmet Impact Testing Software
sesuai dengan alat loadcell yang memang sudah mendapatkan sertifikasi kalibrasi dari Komite Akreditasi Nasional (KAN) untuk kapasitas maksimum 20.000 Kg
beban statis, untuk pengujian ini loadcell dikalibrasi dengan DAQ for Helmet impact testing softwaresebesar 3500 Kg.
Prosedur kalibrasi adalah sebagai berikut [16]:
1. Letakkan loadcell pada alat penekan dan hubungkan kabel loadcell
dengandigital display calibrator.
2. Jalankansoftware DAQ For Helmet Impact Testingdan buka program
Calibrationseperti terlihat pada gambar 3.36.
Gambar 3.36.DAQ for Helmet Impact testing Software.
3. DAQ For Helmet Impact Testing Software akuisisi data khusus untuk memonitor pengujian dengan metode software menerima masukan (input) gaya dari sinyal loadcell dan titik tumbukan pada saat posisi impaktor menumbuk spesimen lalu dan diteruskan ke loadcell. Posisi ketinggian impaktor direkam beserta waktunya dan ditandai dengan
berubahnya warna merah pada tampilan posisi diinterface user.
up program kalibrasi.
5. Lepaskan kabel loadcell dari digital display dan masukan atau hubungkan kabel tersebut dengan DAQ Lab-Jack U3-LV seperti
terlihat pada gambar 3.37.
Gambar 3.37. Kabelloadcelldengan DAQ Lab-Jack U3-LV
6. Pilih channel loadcell AINO pada interface user CALIBRATION PROGRAMseperti terlihat pada gambar 3.38.
Gambar 3.38.Calibration Program
7. Tekan START dan akan terbaca padatext Voltage(atas kanan).
8. Isilah atau ketiklah entry value pada text VALUE MAX nilai 3500
dan tekan OKE (sebelah kanan).
9. Lepaskan beban penekanloadcell.
10. Isilah entri value pada teks VALUE MIN nilai 0 dan tekan OKE (sebelah kanannya).
11. Tekan tombolCONFIRMmaka akan muncul nilai CONVERTIONdan
OFSET.
12. Tekan SAVE to FILE untuk menyimpan data hasil kalibrasi kedalam secara otomatis.
13. Tekan tombol finish untuk mengakhiri proses kalibrasi.
alir penelitian 3.6. Diagram Alir Penelitian
Diagram alir penelitian ditunjukkan oleh Gambar 3.39.
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pendahuluan
Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan proses pembuatan dan
menganalisa respon parking bumper dari bahan polymeric foam diperkuat serat tandan kosong kelapa sawit ( TKKS ). Pengujian yang dilakukan adalah uji impak
dengan menggunakan sistem beban jatuh bebas terhadap spesimen. Spesimen
telah mengalami perubahan model atau redesain dari bentuk – bentuk pada penelitian sebelumnya.
4.2. PembuatanParking BumperRedesain
Pemakaian komposisi pada bahan untuk material parking bumper ini menggunakan hasil terbaik uji komposisi pada penelitian sebelumnya. Pembuatan
parking bumper dilakukan dengan cetakan yang berukuran 1000×200×130 (mm). Pada saat mencetak maka volume isi cetakan yang ideal adalah sepertiga dari
ketinggian cetakan, hal ini dikarenakan sewaktu terjadinya reaksi pengerasan
maka akan terjadi pengembangan atau penggelembungan gas-gas. Setelah
terjadinya penggelembungan gas tersebut, produk akan mengeras pada suhu
kamar. Hasil spesimen dapat dilihat pada gambar 4.1.
a b
Gambar 4.1. Spesimen Hasil (a) Spesimen contoh dengan dimensi 250×200×130
Polyester resin 70
Katalis 5
Blowing Agent 15
Untuk dimensi dari parking bumper dapat dilihat pada gambar 4.2 berikut:
Gambar 4.2. Dimensi spesimen yang telah dibuat
Tabel 4.1. Spesifikasiparking bumper
No Nama Satuan Nilai
1 Massa Jenis ( ) 17,78
Fungsi beton terhadap parking bumper ini hanya sebagai pemberat apabila
parking bumper mengalami gaya eksternal saat diletakkan diparkiran. Untuk komposisi beton tidak ada variasi yang dilakukan yaitu 2 Kg volume pasir : 1 Kg
semen.
4.3. PengujianParking Bumper
dan menghitung tegangan serta energi yang diperoleh. Selain itu diperlukan juga
responparking bumperterhadap pengujian-pengujian yang dilakukan
4.3.1. Pengujian Impak
Pengujian impak dilakukan dengan metode impak jatuh bebas, dan sampel
diambil dengan 3 (dua) buah sampel dengan variasi ketinggian diantaranya 0,5 m
dan 1 m, hal ini dilakukan untuk mendapatkan tegangan yang bekerja pada
material tersebut sehingga akan diperoleh hasil akhir bahwa material tersebut
memiliki kemampuan yang dibutuhkan oleh parking bumper. Sehingga pada pemakaian parking bumper dapat bekerja secara maksimal. Sebagaimana ditunjukkan pada gambar 4.3 spesimen yang akan di uji.
a b
Gambar 4.3. Pengujian impak, (a) Pengujian pada jarak 0,5 m, (b) spesimen saat
dikenaitestrikalat pengujian
Dengan ketinggian 0,5 meter, grafik diperlihatkan seperti pada gambar 4.4.
dimana perubahan hampir tidak berbeda antar spesimen 1, spesimen 2, dan
0
PENGUJIAN PADA KETINGGIAN 0.5 METE 25
Gambar 4.4. Grafik gaya impak.pada ketinggian 0,5 meter
Dari gambar 4.4. terlihat bahwa untuk kategori ketinggian 0,5 meter rata– rata diperoleh gaya impak sebesar 21,62 Kgf = 223,7988 N , sementara untuk
ketinggian impak 1 meter dapat dilihat pada gambar 4.5.
PENGUJIAN PADA KETINGGIAN 1.0 METER
30
Gambar 4.5. Grafik gaya impak pada ketinggian 1 meter.
Pada grafik 1 meter diperoleh nilai rata-rata gaya impak yaitu 25,83 Kgf =
A
273,9933 N pada spesimen 3. Sementara untuk nilai gaya maksimum
diperlihatkan pada gambar 4.6.
GRAFIK GAYA IMPAK VS WAKTU
30
Gambar 4.6. Grafik maksimum seluruh spesimen
Pada daerah pembebanan, luas daerah pembebanan adalah 0,0078 m2 yang
merupakan luas penampang, hasil dari perbandingan antara gaya impak dengan
luas penampang maka akan dihasilkan tegangan. Sedangkan energi diperoleh dari
hasil kali gaya impak dengan ketinggian hasil ini ditabulasikan dalam tabel 4.1.
berikut.
Tabel 4.2. Hasil pengujian impak jatuh bebasparking bumpersetelah diredesain.
No Spesimen Ketinggian
Spesimen 1 0,5 238,5792 119,2896 3,0587
1 Spesimen 2 0,5 212,0922 106,0461 2,7191
Spesimen 3 0,5 220,7250 110,3625 2,8298
Spesimen 1 1 212,0922 212,0922 2,7191
2 Spesimen 2 1 229,7502 229,7502 2,9455
men 1,(b) spesimen 2,(c) Spesimen 3 Tabel 4.3. Hasil pengujian impak jatuh bebasparking bumpersebelum
diredesain[10].
K1(10:75:10:5) 0,5 27,03 13,515 2,2065
1 K2(15:70:10:5) 0,5 26,33 13,165 2.1493
K3(20:65:10:5) 0,5 17,12 8,56 1,397
K1(10:75:10:5) 1 35,14 35,14 2,868
2 K2(15:70:10:5) 1 28,83 28,83 2,353
K3(20:65:10:5) 1 24,32 24,32 1,985
Pada tabel 4.2 adalah hasil data pada penelitian sebelumnya. Apabila
dibandingkan parking bumper setelah diredesain meningkat sebesar 0,7199 MPa untuk jarak 0,5 m dan 0,6306 MPa untuk jarak 1 m. Ini membuktikan bahwa
redesain parking bumper membuat sifat mekanik dari parking bumper semakin membaik.
4.3.2. ResponParking Bumper
Setelah dilakukannya pengujian maka spesimen akan berubah dari
keadaannya semula, inilah yang disebut respon dari parking bumper. Setelah dilakukannya pengujian untuk jarak 0,5 meter dan 1 meter maka spesimen dapat
dilihat pada gambar 4.7 berikut.
a
b
c
⁄
apabi
Tampak pada gambar tidak ada perubahan bentuk ataupun crack yang terjadi pada parking bumper sedangkan untuk melihat ketahanan maksimal
parking bumper dilakukan beberapa variasi pengujian mulai dari pengujian 1,5 meter; 2 meter; 2,5 meter; 3 meter; 3,5 meter. Didapat hasil bahwa pada pengujian
3,5 meter terjadicrackpada salah satu spesimen yaitu terllihat pada gambar 4.8
a b
Gambar 4.8. Salah satu spesimen setelah diuji 3,5 meter, (a) salah satu pesimen,
(b) daerahcrakpada spesimen
Daerah yang dilingkari merah merupakan daerah crack akibat beban impak dengan jarak pengujian 3,5 meter ataupun dengan kecepatan impak 8,28 =
29,6 la dikonversikan kekecepatan mobil. Untuk data-data hasil
pengujian beserta foto dapat dilihat pada lampiran.
4.3.3. Validasi
Untuk menilai ataupun membandingkan keakuratan dari mesin uji Impak
Jatuh Bebas maka dilakukan validasi nilai antar nilai yang diperoleh dari teori
Pengujian (m) Teori (N) Pengujian (N)
1 0,5 215,70997 223,7988 2,35
2 1 216,5507 232,7259 6.95
Pengujian (m) Teori (Pa) Pengujian (Pa)
1 0,5 27655,12 28692,15 2,35
2 1 27762,92 29836,65 6,95
Tabel 4.4. Hasil validasi nilai gaya.
Jarak
No Nilai Nilai Ralat (%)
Untuk nilai tegangan yang diperoleh hasil validasi persen ralat sama seperti
nilai pada tabel 4.2. Untuk lebih jelas nilai validasi tegangan dapat dilihat pada
tabel 4.4 berikut.
Tabel 4.5. Hasil validasi nilai tegangan.
Jarak
Energi = 110,3625 J dan Teg
angan = 2,8298 MPa.
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil penelitian yang dilakukan, diperoleh beberapa hasil yang
merupakan jawaban dari tujuan yang dijadikan kesimpulan penelitian ini di
antaranya:
1. Pembuatanparking bumperredesain
Pembuatanparking bumper menggunakan komposisi yang telah diteliti pada penelitian sebelumnya yaitu Serat = 10 %, Resin = 70 % , Katalis = 5
%, blowing agents = 15 % berdimensi 75×200×130 mm untuk pengujian impak jatuh bebas dan 250×200×130 mm untuk contoh konkrit. Proses
pembuatan menggunakan metode penuangan kecetakan setelah bahan
dicampurkan kedalam sebuah wadah lalu dituang kedalam cetakan yang
telah dimodifikasi sesuai bentuk yang diinginkan. Pada permukaan cetakan
yang terkena bahan dilapisi pelumas wax agar pada proses pembukaan
cetakan spesimen tidak lengket terhadap cetakan. Bukan hanya itu sebelum
diolesi pelumas permukaan die cetakan dilapisi dengan lembaranaluminium foil agar semakin memudahkan pembuatan spesimen dari cetakan. Setelah 24 jam dibiarkan mengering maka cetakan dibuka dan spesimen dipotong
sesuai dimensi yang dibutuhkan. Spesimen yang sudah sesuai dimensinya
masing-masing disisipkan beton pemberat sebelum dilaksanakan pengujian
sedangkan untuk spesimen contoh konkrit akan dipoles agar tampak lebih
bagus.
2. Karakteristik Sifat Mekanik Bahan
Hasil pengujian impak jatuh bebas
Pada ketinggian 0,5 m untuk; spesimen 1 ; F max. = 238,5792 N,
energi = 119,2896 J dan tegangan = 3,0587 MPa. spesimen 2 ;
Dan hasil F max. = 212,0922 N, Energi = 106,0461 J dan
Pada ketinggian 1 meter: Spesimen 1, F max. = 212,0922 N,
Energi = 212,0922 J dan Tegangan = 2,7191 MPa. Spesimen 2,
F max = 229,7502 N, Energi = 229,7502 J dan Tegangan =
2,9455 MPa. Spesimen 3 F max. = 256,3353 N, Energi =
256,3353 J dan Tegangan = 3,2863 MPa
Pada penelitian sebelumnya sifat mekanik parking bumper terbaik untuk pengujian 0,5 m yaitu F max. = 258.2973 N, Energi = 13,165 J dan
Tegangan =2,1493 MPa dibandingkan hasil penelitian ini untuk F max
rata-rata = 223,7988 N, Energi rata-rata-rata-rata = 111,8994 J dan Tegangan rata-rata-rata-rata =
2,8692 MPa.
Pada pengujian 1 m untuk penelitian sebelumnya F max = 282,8223 N,
Energi = 28,83 J dan Tegangan 2,353 MPa dan untuk penelitian penulis F
max rata-rata = 232,7259 N, energi = 238,3926 J, tegangan = 2,9836 MPa
Maka dapat diambil kesimpulan bahwa tegangan meningkat setelah
parking bumper mengalami redesain dan ini semakin memperbaiki sifat mekanikparking bumper polymeric foamyang diperkuat serat TKKS
5.2. Saran
Perlu diadakan penelitian lebih lanjut untuk semakin memperbaiki sifat
mekanik parking bumper ini serta membuatnya semakin efisien dan ekonomis.
Dalam pembuatan spesimen perlu ada ide – ide agar spesimen tidak rusak sewaktu dibuka dari cetakan hal ini perlu diamati pada penelitian
selanjutnya karena semakin rumitnya bentuk profil spesimen maka
semakin sulit juga proses pembukaannya dari cetakan dan kalau
