PENGARUH PERBANDINGAN TEGANGAN (STRESS RATIO) TERHADAP LAJU PERAM BATAN RETAK FATIK PANEL KOM POSIT BERPENGUAT KOM BINASI SERAT KENAF
ANYAM DAN KONTINYU
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah sat u syarat unt uk m em peroleh gelar
Sarjana Teknik
Oleh :
BAYU HENDRAWAN NIM . I0405020
JURUSAN TEKNIK M ESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS M ARET SURAKARTA
ii
HALAM AN PENGESAHAN
PENGARUH PERBANDINGAN TEGANGAN (STRESS RATIO) TERHADAP LAJU PERAM BATAN RETAK FATIK PANEL KOM POSIT BERPENGUAT KOM BINASI SERAT KENAF ANYAM DAN KONTINYU
Disusun oleh :
Bayu Hendraw an NIM . I 0405020
Dosen Pem bim bing I
Ir. Sant oso, M . Eng., Sc. NIP. 19450824 198012 1 001
Dr. Kuncoro Diharjo, S.T., M .T. NIP. 19710103 199702 1 001
Telah dipert ahankan di hadapan Tim Dosen Penguji pada hari Jum ’at t anggal 9 Juli 2010.
1. Wahyu Purw o Raharjo, S.T., M .T. NIP. 19720229 200012 1 001 ………
2. Ir.Wijang Wisnu Raharjo, S.T., M .T. NIP. 19681004 199903 1 002 ………
3. Puw adi Joko Widodo, S.T., M .Kom . NIP. 19730126 199702 1 001 ………
M enget ahui
Ket ua Jurusan Teknik M esin
Dody Ariaw an, S.T., M .T. NIP. 19730804 199903 1 003
Koordinat or Tugas Akhir
Syam sul Hadi, S.T., M .T. NIP. 19710615 199802 1 002 vi
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT karena berkat rahm at , hidayah dan bim bingan-Nyalah penulis dapat m enyelesaikan skripsi ini yang berjudul “ Pengaruh Perbandingan Tegangan (St ress Rat io) pada Laju Peram bat an Ret ak Fat ik Panel Kom posit berpenguat Kom binasi Serat Kenaf Anyam dan Kont inyu” . Adapun t ujuan penulisan skripsi ini adalah unt uk m em enuhi sebagian persyarat an guna m encapai gelar sarjana t eknik di Teknik M esin Fakult as Teknik
Universit as Sebelas M aret Surakart a.
Penulis m enyam paikan t erim a kasih yang sangat m endalam kepada sem ua pihak yang t elah berpart isipasi dalam penelit ian dan penulisan skripsi ini,
1. Allah SWT at as kem udahan dan kelancaran yang t elah diberikan. 2. Ibu, Bapak, dan Kakakku t ercint a, t erim akasih at as do’a, kasih sayang dan
sem angat yang t elah diberikan sehingga penulis dapat m enyelesaikan skripsi ini.
3. Bapak Ir. Sant oso, M .Eng., Sc. selaku pem bim bing I dan Bapak Dr. Kuncoro Diharjo, ST., M T. selaku pem bim bing II yang dengan sabar dan penuh pengert ian t elah m em berikan banyak bant uan dalam penelit ian dan
penulisan skripsi ini.
4. Bapak Dody Ariaw an, ST., M T. selaku Ket ua Jurusan Teknik M esin Fakult as Teknik UNS.
5. Dosen-dosen Teknik M esin FT UNS yang t elah m em buka w acana keilm uan penulis.
6. Bapak Aji dan M as Yant o di Lab. Bahan UGM yang t elah m em bant u penulis dalam pengujian spesim en.
7. Tem an-t em an Teknik M esin FT UNS: Gagas, Ridw an, Ni’m an, Kunt o, Sant a, Agus., Hery G dan Irul yang sangat banyak m embant u penulis selam a
m assa-m assa yang sangat sulit .
8. Tem an-t em an kum pul : Am in, Dipo, Ahm ad, Nopi, Didik, Bam bang, M as Arifin, Hendry, Rafi dan Danang yang t elah m enem ani dan m em bant u
penulis. vii
9. Penghuni Kos Am anah : Andi, Risky, Agus, Eko, Bim a, Arief dan Aga at as kebersam aan dan m enjadi t em pat t ak t erlupakan.
dorongan sem angat sert a do’anya, t erim a kasih.
Penulis m enyadari, bahw a dalam skripsi ini m asih t erdapat banyak kekurangan. Oleh karena it u, bila ada saran, koreksi dan krit ik dem i kesem purnaan skripsi ini, akan penulis t erim a dengan ikhlas dan dengan ucapan
t erim a kasih.
Dengan segala ket erbat asan yang ada, penulis berharap skripsi ini dapat digunakan sebagaim ana m estinya.
Surakart a, Juli 2010
Penulis viii
M OTTO
“ Bersyukurlah at as sem ua yang kau dapat kan karena orang lain belum t ent u m endapat kan sem ua yang kau dapat kan, jika kam u m em iliki sem uanya apa
lagi yang hendak kau cari.
Berusahalah m ensyukuri kesulit an yang engkau hadapi, sehingga kesulit an it u m enjadi berkah bagim u.”
(Syeikh Irfan El Hakeem )
PERSEM BAHAN
Dengan segala kerendahan hat i, segenap cint a dan kasih sayang, penulis persem bahkan skripsi ini unt uk :
ALLAH SWT at as segala nikm at dan hidayah yang t elah dikaruniakan, am punilah aku at as m inim nya syukurku kepada M U.
Rasulullah M uham m ad saw , m udah-m udahan ALLAH m em perkenankanku t uk m enem uim u di surgaNYA kelak.
Ibundaku Sugiyat m i, Ayahanda Sayiman dan kakakku Yudha Hanindyot om o yang t elah senant iasa m em berikan do’a, sem angat dan dukungan baik m oral,
Tem an-Tem an yang t elah m em berikan kenyam anan dan ket enangan sehingga m enjadi rum ah kedua yang t ak t erlupakan.
Generasi penerus bangsa yang akan m enggunakan skripsi ini sebagai referensi. ix
DAFTAR ISI Halam an
HALAM AN JUDUL ... i
HALAM AN PENGESAHAN ... ii
SURAT PENUGASAN TUGAS AKHIR ... iii
ABSTRAK ... iv
ABSTRACT ... .. v
KATA PENGANTAR ... vi
M OTTO DAN PERSEM BAHAN ... viii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAM BAR ... xii
DAFTAR LAM PIRAN ... xiii
BAB I. PENDAHULUAN ... 1
1.1. Lat ar Belakang M asalah ... 1
1.2. Rum usan M asalah ... 3
1.4. Tujuan Penelit ian ... 4
1.5. M anfaat Penelit ian ... 4
1.6. Sist em at ika Penulisan ... 5
BAB II. DASAR TEORI ... 6
2.1. Tinjauan Pust aka... 6
2.2. Dasar Teori ... 8
2.2.1. Kajian Teori Kom posit ... 7
A. Serat Kenaf ... 9
B. Resin Unsat urat ed Polyt est er ... 10
C. Pengeringan Serat ... 11
D. Fraksi Volum e Serat ... 11
E. Proses Pem buat an Kom posit ... . 13
2.2.2.Kajian Teori Laju Peram bat an Ret ak Fat ik ... 13
A. Definisi Fat ik ... 14
B. Tegangan Uji Fat ik ... ... 14
C. Fakt or Int ansit as Tegangan... ... 15
D. Hubungan Laju Peram bat an Ret ak dan Fakt or Int ensit as Tegangan ... 18
E. M ekanism e Penjalaran Ret ak... 20
BAB III. M ETODE PENELITIAN... 22
3.1. Alat Penelit ian ... 22
3.2. Bahan Penelit ian ... 24
3.3.1. Persiapan Alat dan Bahan ... 25
3.3.2. Pengolahan Serat Kenaf ... 25
3.3.3. Teknik Pem buat an Kom posit ... 27 x 3.3.4. Proses Post cure spesim en ... 31
3.3.5. Variasi Penelit ian ... 31
3.3.6. Pengujian Peram bat an Ret ak ... 31
3.3.7. Pem bahasan dan Analisa Dat a ... 34
3.3.8. Diagram Alir Penelit ian ... 35
BAB IV. HASIL DAN PEM BAHASAN ... 36
4.1. Pengujian Kadar Air ... 36
4.2. Peram bat an Ret ak Fat ik pada Kom posit ... 37
4.3. Pengaruh St ress Rat io (R) Terhadap Laju Peram bat an Ret ak….. 41
BAB V. PENUTUP ... 48
5.1. Kesim pulan ... 48
5.2. Saran ... 48
DAFTAR PUSTAKA ... 49
LAM PIRAN ... 52
xi DAFTAR TABEL
Halam an
Tabel 3.1. Bahan yang digunakan dalam penelit ian ... 24 Tabel 3.2. Fraksi volume yang t erbent uk ... 30 Tabel 4.1. Perbandingan harga C dan m ... 42
Halam an
Gam bar 2.1. Kurva pengaruh st ress rat io pada laju peram bat an ret ak ... 7
Gam bar 2.2. Serat kenaf ... 9
Gam bar 2.3. Proses Hand Lay-Up... 13
Gam bar 2.4. Siklus pem bebanan dengan am plit udo konst an ... 15
Gam bar 2.5. M ode Perpat ahan ... 17
Gam bar 2.6. Kurva harga KIC - Ket ebalan benda uji ... 17
Gam bar 2.7. Kurva laju peram bat an ret ak ideal ... 19
Gam bar 2.8. M ekanism e peram bat an ret ak fat ik ... 20
Gam bar 3.1. Alat yang digunakan dalam pengujian ... 22
Gam bar 3.2. Alat yang digunakan dalam pem buat an benda uji ... 23
Gam bar 3.3. Bahan yang diperlukan ... 24
Gam bar 3.4. Proses pencucian serat kenaf ... 25
Gam bar 3.5. Proses pem isahan part ikel serat dan pem ot ongan ... 25
Gam bar 3.6. Pelaksanaan pengujian kadar air ... 26
Gam bar 3.7. Dim ensi plat kom posit yang dibuat ... 27
Gam bar 3.8. Skem a m et ode cet ak t ekan ... 29
Gam bar 3.9. Bent uk spesim en uji peram bat an ret ak ... 31
Gam bar 3.10. Posisi spesim en uji saat dilakukan pengujian. ... 34
Gam bar 3.11. Diagram alir penelitian ... 35
Gam bar 4.1. Kurva hubungan w akt u pengeringan dan kadar air serat kenaf ... 36
Gam bar 4.3. Kurva hubungan ant ara panjang ret ak dengan jum lah siklus beban pada berbagai variasi st ress rat io ... 37 Gam bar 4.4. Dist ribusi int ensit as t egangan pada spesim en uji ... 38 Gam bar 4.5. Skem a arah peram bat an ret ak pada plat kom posit serat kenaf 38 Gam bar 4.6. Serat kenaf anyam ... 39 Gam bar 4.7. Ilust rasi bent uk anyam an serat kenaf anyam ... 40
Gam bar 4.8. Ujung ret ak pada spesim en uji ... 43 Gam bar 4.9. Kurva laju peram bat an ret ak unt uk berbagai variasi st ress
rat io (R) ... 44 Gam bar 4.10. Kurva laju peram bat an ret ak gabungan lim a variasi st ress
rat io(R) ... 45
Gam bar 4.11. Panjang lint asan peram bat an ret ak Penam pang ... 45 Gam bar 4.12. Arah peram bat an ret ak panel kom posit yang diuji dengan
R = 0,2 ... 46
Gam bar 4.13. Penam pang pat ahan spesim en set elah dilakukan pengujian ... 47
xiii
Halam an
Lam piran A. Dat a pengujian peram bat an ret ak ... 50 Lam piran B. Dat a Pengujian kadar air ... 60
iv
PENGARUH PERBANDINGAN TEGANGAN (STRESS RATIO) TERHADAP LAJU PERAM BATAN RETAK FATIK PANEL KOM POSIT BERPENGUAT SERAT KOM BINASI KENAF ANYAM DAN KONTINYU
Bayu Hendraw an
Teknik M esin, Fakult as Teknik, Universit as Sebelas M aret , Surakart a
ABSTRAK
Tujuan penelit ian ini adalah m enyelidiki pengaruh st ress rat io (R) t erhadap laju peram bat an ret ak fat ik pada plat kom posit berpenguat kom binasi serat kenaf anyam dan kont inyu. Bahan penelit ian yang digunakan adalah serat kenaf (anyam
dan kont inyu), resin unsat urat ed polyest er 157 BQTN EX, dan hardener M EKPO. Plat kom posit t ersusun dari t iga lam ina serat dengan susunan serat kont inyu-anyam -kont inyu. Pem buat an kom posit dilakukan dengan m et ode cet ak
t ekan pada faksi volum e serat 40 %. Spesim en uji dibuat dengan m engacu pada st andart ASTM E647. Pengujian fat ik dilakukan dengan m esin uji Servopulser pada variasi st ress rat io (R) 0,4; 0,2; 0; -0,2; dan -0,4. Hasil penelit ian ini akan
dit am pilkan dalam persam aan PC Paris, da/ dN = C(
∆K)
m .
Hasil penelit ian
(angka eksponensial) yang sem akin besar seiring dengan sem akin kecil nilai st ress rat io dan konst ant a “ C” yang sem akin kecil seiring dengan sem akin kecil nilai st ress rat io. Persam aan PC Paris unt uk m asing-m asing R = 0,4; 0,2; 0; -0,2; dan -
0,4 secara berurut an adalah da/ dN = 4.10 -6 (
∆K)
0,794 ; da/ dN = 7.10 -6
(
∆K)
0,595; da/ dN = 6.10 -7
(
∆K)
1,192 ; da/ dN =1.10 -7; (
∆K)
1,571; dan da/ dN =8.10 -8 (
∆K)
1,659 .
Kat a Kunci : kom posit , serat kenaf, st ress rat io, peram bat an ret ak
EFFECT OF STRESS RATIO TO FATIGUE CRACK GROWTH RATE OF COM POSITE PLATE REINFORCED BY COM BINATION OF WOVEN AND
CONTINOUS KENAF FIBER
Bayu Hendraw an
M echanical Engineering Depart m ent , Engineering Facult y of Sebelas M aret Universit y
ABSTRACT
The object ive of t his research is t o invest igat e t he effect of st ress rat io (R) on crack grow t h rat e of t he com posit e plat e reinforced by com binat ion w oven and
cont inous kenaf fibers. The m at erials in t his research are kenaf fiber (w oven and cont inous), unsat urat ed polyest er resin 157 BQTN-EX, and M EKPO hardener. The com posit e plat e consist of w it h t hree lam inat es of fiber t hat arranged in cont inous-w oven-cont inous. The com posit e is m ade by using a press m old m et hod for 40% fiber volum e fract ion. The specim ens are produced according t o ASTM E647. The fat igue t est is conduct ed by using Servopulser m achine for variat ion of st ress rat io (R) 0,4; 0,2; 0; -0,2; and -0,4. The dat a of fat igue t est is t he num ber of load cycle and t he crack lengt h. The result of fat igue t est is discribe in PC Paris
equat ion, da/ dN = C(
∆K)
m . The result show s t hat fat igue crack grow t h rat e of
com posit e plat e increases w it h t he decreasing of st ress rat io. The const ant a " m " (num ber of eksponensial) is increases along w it h t he decreasing of rat io st ress
equat ion of PC Paris t o each R = 0,4; 0,2; 0; -0,2; and -0,4 alt ernat ely is da/ dN = 4.10 -6
(
∆K)
0,794 ; da/ dN = 7.10 -6(
∆K)
0,595 ; da/ dN = 6.10 -7(
∆K)
1,192 ; da/ dN =1.10 -7 ; (
∆K)
1,571; dan da/ dN =8.10 -8 (
∆K)
1,659 .
Keyw ord : plat e com posit e, kenaf fiber, st ress rat io, crack grow t h rat e.
1 BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Lat ar Belakang
Ham pir seluruh m at erial t eknik m engalam i t egangan yang berulang at au flukt uasi yang m enyebabkan kerusakan t erjadi jauh di baw ah t egangan yang diperlukan unt uk pat ah pada saat pem bebanan dinam is. Adanya keret akan yang t erus m eram bat pada suat u st rukt ur m enyebabkan kekuat an dan keulet annya akan m enurun m enjadi lebih rendah daripada beban yang harus didukungnya. Hal ini m enyebabkan st rukt ur t idak m am pu lagi m endukung beban sepert i yang t elah direncanakan sebelum nya dan akhirnya t erjadi kegagalan.
Broek (1986) dalam bukunya m enyat akan bahw a secara um um ham pir 90% kegagalan at au kerusakan st rukt ur selalu disebabkan oleh beban yang berulang (pat ah lelah) dan pat ah get as. Sejarah t elah m encat at beberapa perist iw a pent ing yang berkait an erat dengan kegagalan st rukt ur karena pat ah get as dan pat ah lelah, diant aranya adalah sebagai berikut :
1. Jat uhnya pesaw at kom ersial berm esin jet pert am a Com et di laut M edit erania. Pesaw at t ersebut m ulai m engudara pada t ahun 1952 dengan lam a
t erjadi t anpa ada t anda-t anda sebelum nya. Hasil penyelidikan m enunjukkan adanya pat ah get as pada sebuah eyebar yang disebabkan oleh pert um buhan ret ak sebuah cacat pada ukuran krit is.
Dew asa ini perkem bangan m at erial kom posit di bidang rekayasa sangat pesat . Pem anfaat annya sebagai bahan penggant i logam sudah sem akin luas, diant aranya adalah unt uk bahan pem buat peralat an olah raga, sarana t ransport asi (darat , laut dan udara), konst ruksi dan dunia ant ariksa. Keunt ungan penggunaan m at erial kom posit ant ara lain t ahan korosi, rasio ant ara kekuat an dan densit asnya cukup t inggi (ringan), m urah dan proses pem buat annya m udah (Gay dkk, 2003). 2
Jenis kom posit yang sudah banyak dikem bangkan adalah kom posit berpenguat serat sint et is, sepert i E-Glass, Kevlar-49, Carbon/ Graphit e, Silicone Carbide, Aluminium Oxide, dan Boron. Nam un, karena serat sint et is m engakibat kan lim bah yang sulit t erurai secara alami m aka perlu dicari serat penggant i yang lebih ram ah lingkungan sepert i serat alam . Beberapa keunt ungan penggunaan serat alam , ant ara lain dapat diperbaharui (renew able), berlim pah, m urah, dapat
t erbiodegradasi (biodegradable), t idak m encem ari lingkungan dan t idak beracun (Prayet no, 2007).
(w w w .kenaf-fibers.com , 2009). Di Indonesia sendiri, serat kenaf biasanya hanya dipergunakan sebagai bahan pem buat karung goni. Oleh karena it u, pem anfaat an serat kenaf perlu dit ingkat kan. Salah sat u pem anfaat an serat kenaf yang dapat dilakukan yait u dengan m em anfaat kannya sebagai bahan panel st rukt ur sehingga m em iliki nilai ekonomi dan t eknologi t inggi.
Aplikasi panel kom posit berpenguat serat kenaf sudah banyak digunakan
di dunia t ransport asi dan t elekom unikasi, diant aranya sepert i m obil Toyot a di Jepang (Toyot a Corp. Japan,2005), m obil M arsedez Benz di Jerm an, dan produsen elekt onik NEC di Jepang. Hasil riset yang dilakukan oleh Diharjo dkk (2005-2007) dan Jam asri (2005-2006) yang m em anfaat kan serat kenaf dan lim bah serat saw it t elah diaplikasikan sebagai penguat panel m eja keret a eksekut if (K1) dan keret a ekonom i (K3) di PT INKA M adiun. Pem anfaat an kom posit dengan penguat serat alam sudah sangat berkem bang dan m ulai menggeser penggunaan kom posit sint et is dan plat baja. Penelit ian yang m engarah pada pem anfaat an kom posit berpenguat serat alam sebagai st rukt ur penahan beban dinam is dipandang pent ing unt uk m endukung penggunaan panel kom posit berpenguat serat alam sebagai st rukt ur penahan beban dinam is. 3
Salah sat u fakt or pent ing yang harus diperhat ikan sebelum
dipert ahankan agar t idak t erjadi penurunan kekuat an serat .
Prospek pem anfaat an serat kenaf sebagai bahan penguat pada panel
st rukt ur diperkirakan sangat berpeluang unt uk digunakan di m asa m endat ang. Sehubungan dengan hal t ersebut , t erdapat fakt a bahw a m ayorit as kegagalan pada plat panel st rukt ur diakibat kan oleh adanya beban dinam is, dim ana beban t ersebut dapat m enim bulkan ret ak aw al (init ial crack) yang t erus m enerus m eram bat hingga kem udian t erjadi kegagalan fat ik (Broek,1986). Unt uk m enjaw ab m asalah t ersebut m aka dilakukan penelit ian at au pengujian peram bat an ret ak fat ik unt uk m enget ahui um ur lelah suat u panel st rukt ur. Dalam suat u pengujian peram bat an ret ak, nilai st ress rat io m erupakan param et er yang t idak bisa dipisahkan. Dim ana param et er st ress rat io yang diberikan akan m enent ukan jenis dan besar beban yang akan diberikan pada benda uji. St ress rat io m erupakan suat u perbandingan beban m aksim um dan beban m inim um yang dialam i oleh benda uji. Dengan m em berikan variasi nilai st ress rat io m aka akan diperoleh karakt er laju peram bat an ret ak yang bervariasi pula, dengan kat a lain st ress rat io akan m em pengaruhi perilaku laju peram bat an ret ak yang t erjadi. Oleh karena it u, dalam penelit ian ini akan dilakukan pengujian dan analisis t ent ang pengaruh st ress rat io t erhadap laju peram bat an ret ak pada plat kom posit berpenguat serat kom binasi kenaf anyam dan kenaf kont inyu. Keberhasilan penelit ian ini diharapkan dapat m em bant u pengem bangan t eknologi serat kenaf m enjadi suat u rancangan panel kom posit di m asa m endat ang.
1.2 Perum usan M asalah
pengujian peram bat an ret ak yait u st ress rat io t erhadap laju peram bat an ret ak fat ik pada plat kom posit berpenguat serat kom binasi kenaf anyam dan kont inyu sebelum diaplikasikan pada suat u st rukt ur.
1.3 Bat asan M asalah
Bat asan m asalah yang digunakan dalam penelit ian ini ant ara lain adalah : 1. M at erial kom posit dianggap hom ogen.
2. Dist ribusi serat anyam pada kom posit dianggap seragam .
1.4 Tujuan dan M anfaat Penelit ian
Tujuan dari penelit ian ini adalah sebagai berikut :
1. M enyelidiki karakt eristik pengeringan serat kenaf anyam dan kont inyu.
2. M enyelidiki pengaruh st ress rat io t erhadap bent uk kurva laju peram bat an ret ak (da/ dN-
ΔK) plat k
om posit berpenguat serat kom binasi kenaf anyam dan kont inyu.3. M enget ahui pengaruh st ress rat io t erhadap laju peram bat an ret ak yang t erjadi (m elalui persam aan P.C. Paris laju peram bat an ret ak fat ik).
4. M enget ahui pengaruh st ress rat io t erhadap jum lah siklus pem bebanan yang m am pu dit ahan sam pai spesim en m engalami kegagalan.
Hasil penelit ian yang diperoleh diharapkan dapat m em beri m anfaat sebagai berikut :
1. M em berikan inform asi m engenai kekuat an lelah panel kom posit berpenguat serat kom binasi kenaf anyam dan kont inyu t erhadap beban dinam is.
penget ahuan dan t eknologi t erhadap pem anfaat an serat kenaf unt uk aplikasi indust ri.
3. Hasil riset ini diharapkan dapat m enjadi aw al perkem bangan dan referensi riset fract ure m echanics pada panel kom posit berpenguat serat alam yang selam a ini belum berkem bang.
4. M enam bah nilai jual serat kenaf.
5
1.5 Sist em at ika Penulisan
Agar penelitian dapat m encapai t ujuan dan t erarah dengan baik, m aka penulisan penelit ian ini disusun dengan sist em at ika penulisan sebagai berikut : 1. Bab I Lat ar Belakang M asalah, Perum usan M asalah, Tujuan Penelit ian, Bat asan M asalah, Sist em at ika Penulisan
2. Bab II Dasar Teori, berisi t injauan pust aka, dasar t eori kom posit dan penjelasan unsur-unsur penyusunnya.
3. Bab III M et ode Penelit ian, berisi alat dan bahan yang digunakan dalam penelit ian, pelaksanaan penelit ian dan diagram alir.
4. Bab IV Hasil dan Pem bahasan, berisi dat a hasil pengujian dan pem bahasannya.
5. Bab V Penut up, berisi kesim pulan yang diperoleh dan saran-saran yang berkait an dengan penelitian yang dilakukan dan bagi penelit ian selanjut nya.
BAB II DASAR TEORI
2.1 Tinjauan Pust aka
Sant oso dkk (2008) dalam penelit iannya m enyat akan bahw a (1) kom posit
serat kenaf anyam dengan orient asi serat 45/ -45 m em iliki kekuat an t arik t ert inggi dibandingkan dengan kom posit berpenguat serat kenaf anyam 0/ -90, 15/ 75 dan 30/ 60. (2) kom posit berpenguat kom binasi serat kenaf acak-anyam m em iliki kekuat an t arik t ert inggi pada densit y serat kenaf anyam 400 gr/ m 2
.
Teknologi m at erial kom posit dengan m enggunakan serat alam sebagai
penguat (com posit e reinforced fiber) t elah banyak dikem bangkan unt uk dapat m enggant ikan serat sint et is. Hal ini disebabkan karena serat alam yang digunakan sebagai penguat kom posit t ersebut m em punyai berbagai keunggulan, diant aranya: harga m urah, m am pu m eredam suara, ram ah lingkungan, m em punyai densit as rendah, dan kem am puan m ekanik yang t inggi. Kom posit serat alam banyak digunakan sebagai int erior m obil, peredam akust ik, dan panel pint u hal ini disebabkan karena penggunaan serat alam sebagai penguat kom posit dapat m engurangi berat sam pai 80 % (Schuh, 1999).
Kegagalan fat ik bending pada bat ang kom posit sandw ich serat gelas
dengan core foam Rihacell WF51 t erdiri dari 3 t ahap yait u (1) kegagalan lelah cepat pada daerah sekeliling bridge zone, (2) ret ak fat ik aw al, (3) peram bat an ret ak fat ik pada core dengan sudut penjalaran ret ak 700
pada daerah sekit ar bridge zone t erjadi pada siklus awal um ur lelah, yait u sekit ar 3-15% dari t ot al jum lah siklus beban (Pm ax). Pada 20.000 siklus beban, peningkat an level displacem ent m engindikasikan peningkat an t iba-t iba pada kekakuan bat ang, yang ada kait annya dengan kegagalan fat ik pada bridge zone (Shipsha dan Zenkert , 2003).
Row ell dkk (1999) m enyim pulkan bahw a m odulus spesifik kom posit serat
kenaf-polypropylene (PP) sebanding dengan kom posit serat gelas-PP. Harga serat kenaf lebih m urah dibandingkan dengan m at rik resinnya, padahal kem am puan m enahan beban m at erial serat lebih t inggi. Kekuatan kom posit serat kenaf-PP 7
m eningkat seiring dengan bert am bahnya fraksi volum e serat , nam un regangan gagalnya m engalami penurunan.
M at hur dan Nirbay (2007) m elakukan penelit ian t ent ang pengaruh st ress rat io dan frekuensi pem bebanan pada Alum ninium alloy-SiC com posit e dengan nilai st ress rat io 0,1 ; 0,25 dan 0,5 dan frekuensi pem bebanan 1 Hz, 5 Hz dan 10Hz. Dari hasil penelit ian yang dilakukan dapat disim pulkan bahw a sem akin kecil nilai st ress rat io m aka laju peram bat an ret ak akan sem akin cepat sedangkan variasi besar frekuensi pem bebanan t idak m em pengaruhi laju peram bat an ret ak. Hasil penelitian t ersebut dapat dilahat dari kurva da/ dN-AK pada Gam bar 2.1
Gam bar 2.1 Kurva da/ dN-
ΔK hasil penelitian Mathur dan Nirbay.
kom posit serat gelas (Glass Fiber Reinforced Plast ic) akan sem akin cepat seiring dengan penurunan nilai st ress rat io, hal ini dapat dilihat dari nilai kost ant a paris “ m ” pada per
samaan Paris (da/dN = C[ΔK]
m ) yang sem akin besar jika nilai st ress
rat io yang diberikan semakin kecil. Nilai konst ant a “ m ” m enunjukan nilai gradien dari kurva laju peram bat an ret ak (kurva da/ dN-
ΔK), dengan semakin besar
gradien m aka kurva laju peram bat an ret ak akan sem akin t egak sehingga laju peram bat an ret ak akan sem akin cepat . Pernyat aan t ersebut juga diperkuat dengan hasil penelit ian Wu (2007) yang dilakukan pada kom posit m et al Ti40-SiCn yang 8
m em punyai hasil serupa dim ana akan t erjadi peningkat an laju peram bat an ret ak seiring dengan penurunan nilai st ress rat io.
2.2 Dasar t eori
2.2.1 Kajian t eori kom posit
Kat a kom posit (com posit e) m erupakan kat a sifat yang berart i susunan at au gabungan. Com posit e berasal dari kat a kerja “ t o com pos” yang berart i m enyusun at au m enggabung. Jadi secara sederhana, bahan kom posit berart i bahan gabungan yang t ersusun dari dua at au lebih bahan yang berlainan kem udian digabung at au dicam pur secara m akroskopis. Penggabungan dua m at erial at au lebih t ersebut dibedakan m enjadi dua m acam ant ara lain (Gibson, 1994):
Penggabunga
nnya lebih secara fisis dan m ekanis. Penggabungannya dapat dipisahkan secara fisis ataupun secara mekanis.
Contoh : Glass Fiber Reinforced Plastic (GFRP).
b. Penggabungan mikro, yang m emiliki ciri-ciri ant ara lain :
Tidak dapat dibedakan dengan
cara m elihat secara langsung. Penggabunganya lebih secara kimiawi.
Penggabungannya tidak dapat dipisahkan secara fisis dan mekanis, tetapi
dapat dilakukan secara kim iaw i.
Contoh : Logam paduan, besi cor, baja, dll.
Karena bahan kom posit m erupakan bahan gabungan secara m akro, m aka
bahan kom posit didefinisikan sebagai suat u bahan hasil penggabungan dua at au lebih m at eri penyusun yang berbeda secara m akroskopik yang t idak larut sat u dengan yang lainnya (Schw art z, 1986).
Karakt erist ik dan sifat kom posit dipengaruhi oleh m at erial-m at erial yang m enyusunnya. Dalam hal ini susunan st rukt ur dan int eraksi ant ar unsur-unsur penyusunnya. Int eraksi ant ar unsur-unsur penyusun kom posit , yait u serat dan m at rik sangat berpengaruh t erhadap kekuat an ikat an ant arm uka (int erfacial st rengt h). Kekuat an ikat an ant arm uka yang opt im al ant ara m at rik dan serat 9
m erupakan aspek yang pent ing dalam penunjukan sifat -sifat m ekanik kom posit (Gibson, 1994).
Penggabungan m at erial yang berbeda bert ujuan unt uk m enem ukan
yang t idak akan diperoleh jika m at erial penyusunnya berdiri sendiri. M at erial penyusun kom posit t ersebut bisa berupa fibers, part icles, lam inat e or layers, flakes fillers, dan m at rik. M at rik sering disebut sebagai unsur pokok bodi sedangkan fibers, part icles, lam inat e or layers, flakes fillers disebut sebagai unsur pokok st rukt ur (Schw art z, 1986). Sifat m at erial hasil penggabungan ini diharapkan saling m em perbaiki kelemahan dan kekurangan bahan-bahan penyusunnya. Sifat -sifat yang dapat diperbaiki ant ara lain kekuat an, kekakuan, ket ahanan lelah, ket ahanan bending, ket ahanan korosi, berat jenis, pengaruh t erhadap t em perat ur, isolasi t erm al, dan isolasi kondukt ifit as (Jones, 1999). M enurut bent uk m at erial dan penyusunnya, kom posit dapat dibedakan dalam lim a jenis, yait u (Schw art z, 1986) :
a. Kom posit serat (fibrous com posit e). b. Kom posit part ikel (part iculat e com posit e). c. Kom posit serpih (flake).
d. Kom posit sket al (filled).
e. Kom posit lam inat (lam inat e com posit e).
Kom posit serat m erupakan jenis kom posit yang paling banyak digunakan
unt uk st rukt ur. Hal ini disebabkan karena kom posisi serat lebih kuat dari pada bent uk but iran, m em punyai kekakuan serat yang solid dan m at riknya lebih fleksibel (Schw art z, 1986).
A. Serat Kenaf
Gam bar 2.2. Serat Kenaf 10
Salah sat u unsur penyusun bahan kom posit adalah serat . Serat inilah yang
t erut am a m enent ukan karakt erist ik bahan kom posit , sepert i kekakuan, kekuat an sert a sifat -sifat m ekanik lainnya. Serat dalam bahan kom posit berperan sebagai bagian ut am a yang m enahan beban, sehingga besar kecilnya kekuat an bahan kom posit sangat t ergant ung dengan kekuat an pem bent uknya. Orient asi dan kandungan serat akan m enent ukan kekuat an m ekanis dari kom posit . Perbandingan ant ara m at rik dan serat juga m erupakan fakt or yang sangat m enent ukan dalam m em berikan karakt erist ik m ekanis produk yang dihasilkan. Serat secara um um t erdiri dari dua jenis, yait u serat alam dan serat sint et is. Serat alam adalah serat yang dapat langsung diperoleh dari alam , biasanya berupa serat organik yang berasal dari t um buh-t um buhan dan binat ang. Beberapa serat alam t elah banyak digunakan oleh m anusia, diant aranya adalah ram i, ganja, kapas, w ol, sut era, pelepah pisang, sabut kelapa, ijuk, nanas dan serat kenaf. Sedangkan serat sint et is yang sering digunakan m anusia sepert i rayon, polyest er, akril, dan nilon (Bism arck, 2002).
Kenaf (Hibiscus Cannabinus) m erupakan t um buhan asli Afrika t epat nya di
perm adani, sert a sebagai cam puran kat un yang digunakan dalam pem buat an pakaian dan pelapis benang t enun (w w w .kenaf-fiber.com , 2009).
Kenaf diperkenalkan di Indonesia pada t ahun 1904. Tum buhan serat ini t um buh dengan t egak dengan t inggi m encapai 2 m di alam bebas dan sam pai 5 m jika dikem bangbiakan. Serat kenaf anyam pada penelit ian ini dibuat oleh PT. Rosella Baru Surabaya dim ana proses pem buat an serat anyam diaw ali dengan pem buat an benang dari serat yang diam bil dari kulit bat ang (bast fiber) t anam an kenaf kem udian dilakukan penganyam an (w w w.pkrosellabaru.pt pn11.com , 2009). 11
B. Resin Unsat urat ed Polyest er (UP)
Resin Unsat urat ed Polyest er (UP) dalam kom posit ini digunakan sebagai
m at rik yang bert ugas unt uk m elindungi dan m engikat serat agar dapat bekerja dengan baik sert a m eneruskan beban dari luar ke serat . Resin UP ini m erupakan jenis resin t herm oset . Resin ini m udah digunakan dalam proses hand lay up sam pai dengan proses yang kom plek yait u dengan proses m ekanik seperti vacuum bag, press m old, dan inject ion m old. Apabila polyest er dipanaskan m aka t idak akan m encair dan m engalir, t et api akan t erbakar dan m enjadi arang. Resin ini banyak digunakan dalam aplikasi kom posit pada dunia indust ri dengan pert im bangan harga relat if m urah, w akt u curing yang cepat , w arna jernih, kest abilan dimensional dan m udah penggunaanya (Prayet no, 2007).
m em percepat proses pengerasan cairan resin (curing). Penam bahan kat alis dalam jum lah banyak akan m enim bulkan panas yang berlebihan pada saat proses curing. Hal ini dapat m enurunkan kualit as at au m erusak produk kom posit . Oleh karena it u pem akaian kat alis sebanyak 1 % dari volum e resin t ot al (PT Just us Kim ia Raya, 2001).
C. Pengeringan Serat
Proses pengeringan adalah proses t erjadinya penguapan air ke udara
karena perbedaan kandungan uap air ant ara udara dengan bahan yang dikeringkan. Proses penguapan dapat t erjadi karena kandungan uap air pada udara lebih sedikit at au dengan kat a lain udara m em punyai kelem baban relat if yang rendah. Kem am puan udara m em baw a uap air bert am bah besar jika perbedaan ant ara kelem baban udara pengering dengan udara disekit ar bahan sem akin besar. Fakt or yang dapat m em percepat proses pengeringan adalah kecepat an angin at au udara yang m engalir dan penam bahan t em perat ur. Akan t et api pengeringan yang t erlalu cepat dapat m erusak bahan, yakni perm ukaan bahan t erlalu cepat kering sehingga m enyebabkan pengerasan pada perm ukaan bahan (case hardening), hal ini disebabkan karena kecepat an pergerakan air bahan dari dalam badan serat ke 12
a. Air bebas (free w at er) adalah air yang t erdapat di ant ara rongga sel selulosa. Air bebas paling m udah dan t erlebih dahulu keluar apabila m engalami pengeringan. Air bebas ini t idak m em pengaruhi sifat dan bent uk kecuali berat . Bila air bebas t elah keluar m aka dapat dikat akan suat u bahan t elah m encapai kadar air t it ik jenuh serat (fiber sat urat ion point ).
b. Air t erikat (bound w at er) adalah air yang berada di dalam sel selulosa. Air t erikat ini sangat sulit unt uk dilepas apabila m engalam i pengeringan. Air t erikat inilah yang dapat m em pengaruhi sifat m isalnya penyusut an.
Kadar air bebas sel selulosa pada serat harus dihilangkan, nam un kadar air
t erikat di dalam sel harus dipert ahankan agar t idak t erjadi degradasi kekuat an serat (Diharjo, 2006). Penent uan kadar air pada serat dilakukan dengan m em bagi m assa serat basah (m assa aw al) dengan m assa serat set elah kondisi kering (m assa t et ap). Kadar air pada kayu dan serat dapat diket ahui dengan m enggunakan persam aan 2.1 (Sim pson, 1997).
dengan cat at an : Kdair = kadar air (%); Wa = m assa serat basah (gr); Wo = m assa kering serat (gr).
D. Fraksi Volum e Kom posit
Salah sat u fakt or pent ing yang m enent ukan sifat fisis dari kom posit adalah
perbandingan m at rik dan penguat / serat . Perbandingan t ersebut dapat dihit ung m enggunakan persam aaan:
Fraksi Volum e (V) :
Dengan m f = m assa serat (gr) m m = m assa m at rik (gr)
ρf = massa jenis serat (gr/mm3
)
ρm = massa jenis matrik (gr/mm3
)
E. Proses Pem buat an Kom posit
Proses pem buat an kom posit sangat beraneka ragam dari yang paling sederhana sam pai dengan yang kom plek dengan sist em kom put erisasi. Tiap proses m em iliki kelebihannya m asing-m asing. Ada berbagai m acam proses yang dapat digunakan unt uk m em buat kom posit ant ara lain m et ode hand lay-up, m et ode spray-up, m et ode vacuum bagging (Gibson, 1994).
Proses hand lay-up m erupakan proses lam inasi serat secara m anual,
dim ana m erupakan m et ode pert am a yang digunakan pada pem buat an kom posit . M et ode hand lay-up lebih dit ekankan unt uk pem buat an produk yang sederhana dan hanya m enunt ut sat u sisi saja yang m em iliki permukaan halus (Gibson, 1994).
Gam bar 2.3. Proses Hand Lay-Up (Gibson, 1994)
m et ode hand lay up dengan cet ak t ekan (press m olding). Pada m et ode cet ak t ekan 14
pengont rolan fraksi volum e dapat dilakukan dengan m enggunakan st opper (Prayet no, 2007).
2.2.2 Kajian Teori Laju Peram bat an Ret ak Fat ik A. Definisi Fat ik
Pem bebanan pada suat u konst ruksi yang sesungguhnya adalah beban st at is
at au beban dinam is. Beban st at is adalah sist em pem bebanan pada suat u kom ponen dengan beban konst an, sedangkan beban suat u kom ponen dengan beban berubah- ubah dari beban m aksim um ke beban m inim um secara t erus-enerus. Beban yang berubah-ubah ini sering disebut beban berflukt uasi. Pada kondisi t egangan yang sam a, kom ponen st rukt ur yang m engalam i pem bebanan dinam is akan m em punyai bat as um ur pakai lebih pendek dibandingkan dengan bat as um ur pakai kom ponen yang m engalam i pem bebanan st at is, karena kom ponen seolah-olah m endapat beban kejut secara t iba-t iba. Set elah sekian siklus pem bebanan dinam is, kom ponen akan m engalami kegagalan (pat ah). Pat ah yang t erjadi akibat beban berulang inilah yang disebut fat ik at au pat ah lelah (Broek, 1986).
t iba-t iba. Panjang ret ak ini akan t erus bert am bah karena pem bebanan dinam is yang t erus-m enerus. Sem akin besar am plit udo pem bebanan dinam is yang diberikan m aka sem akin cepat ret ak m eram bat . Akhir dari peram bat an ret ak pada kom ponen akibat beban dinam is adalah t erpisahnya kom ponen m enjadi dua bagian yang lebih dikenal dengan ist ilah fract ure at au perpat ahan. Perpat ahan yang sangat berbahaya adalah pat ah get as. Hal ini sering t erjadi pada bahan yang get as dan keras dim ana kegagalan pat ah get as akan t erjadi secara t iba-t iba t anpa ada t anda-t anda pada kom ponen (Broek, 1986).
M enurut ASTM E647, fat ik adalah suat u proses perubahan st rukt ur
perm anen yang t erjadi secara bert ahap dan t erjadi pada daerah t ert ent u pada suat u m at erial, dengan kondisi beban yang m enghasilkan t egangan-regangan flukt uasi 15
pada sat u at au beberapa t it ik, yang akhirnya m em uncak m enjadi ret ak at au pat ah t ot al set elah jum lah siklus t ert ent u.
B. Tegangan Uji Fat ik
Pengujian fat ik pada um um nya dilakukan dengan mem berikan t egangan at au beban dinam is uniaksial. Tegangan dinam is yang dikenakan dapat bervariasi sepert i t egangan t arik-t arik, t egangan t arik-t ekan at aupun t egangan t ekan-t ekan.
Gam bar 2.4. Siklus pem bebanan dengan am plit udo konst an (Fuchs, 1980) Gam bar 2.4 m enunjukkan siklus t egangan t arik berulang dengan t egangan
Sedangkan daerah jangkauan t egangannya disebut Sr. Daerah t egangan at au jangkauan t egangan adalah selisih ant ara t egangan m aksim um dan t egangan m inim um (Fuchs, 1980).
Sr = Sm ax - Sm in (2.6)
Tegangan bolak-balik adalah set engah dari jangkauan tegangan, yang dirum uskan sebagai berikut (Fuchs, 1980) :
(2.7)
Tegangan rat a-rat a adalah harga rat a-rat a t egangan m aksim um dan t egangan m inim um , yang dirum uskan sebagai berikut (Fuchs, 1980) :
(2.8)
Fakt or lain yang sangat m em bant u dalam m engemukakan dat a-dat a kelelahan digunakan 2 buah besaran perbandingan, yait u (Fuchs, 1980) :
St ress rat io : R = (2.9) 16
Perbandingan am plit udo : A = (2.10)
C. Fakt or Int ensit as Tegangan (K)
Fakt or K m erupakan cara yang sangat m udah unt uk m em bahas dist ribusi
t egangan yang t erjadi di sekit ar ret ak. Dua ret ak dengan geom et ri yang berbeda t et api m em punyai harga K yang sam a akan m em iliki dist ribusi t egangan yang ident ik.Secara um um fakt or int ensit as t egangan (K) dapat dihit ung dari persam aan P.C.Paris dan G.C. Sih (Diet er, 1986) :
Dimana β adalah faktor geometri retakan.
Menurut Feddersen nilai β untuk spesimen center crack tension (CCT) adalah
(Schijve, 2001) : (2.12)
sehingga harga K dapat dihit ung dengan rum us : (2.13)
Berdasar ASTM E647 harga K unt uk spesim en cent er crack t ension (CCT) dapat dihit ung dengan rum us :
Dengan cat at an:
∆
K = Fakt or int ensit as t egangan (M Pa )α = 2a / W
a = Panjang ret ak (m et er) W = Lebar plat (m et er) B = Tebal plat (m et er)
ΔP = Pmax
- Pm inPm ax = Beban m aksim um (New t on) Pm in = Beban m inim um (New t on)
Sedangkan da/ dN m enurut ASTM E647 dapat dihit ung dihit ung dengan rum us da/ dN = (ai+1 – ai) / (Ni+1 – Ni) (2.15) 17
da/ dN = pert am bahan ret ak (m m / siklus)
ai+1 = panjang ret ak set elah m engalami pert am bahan ret ak (m m ) ai = panjang ret ak sebelum m engalami pert am bahan ret ak (m m ) Ni+1 = jum lah siklus pem bebanan saat m engalami pert am bahan ret ak Ni = jum lah siklus pem bebanan sebelum m engalami pert am bahan ret ak Di dalam m ekanika perpat ahan ada t iga m acam m ode sehingga ada t iga m acam nilai K. KI unt uk m ode I yait u m ode t arik dengan arah m em buka ret ak. KII unt ukm ode II yait u m odel geser. Sedangkan KIII unt uk m ode III m odel geser sejajar. KI m erupakan fakt or int ensit as t egangan unt uk m ode I dim ana ret ak t erent ang oleh t egangan t arik yang bekerja pada arah t egak lurus t erhadap perm ukaan bidang ret ak. Jadi KI adalah fakt or int ensit as t egangan unt uk arah pem bebanan m em buka ret ak. (Broek,1986).
Gam bar 2.5. M ode Perpat ahan (Broek,1986).
Secara um um harga KIC bervariasi t erhadap ket ebalan m at erial. Suat u spesim en yang m em punyai ket ebalan t inggi t idak selam anya m em iliki
ket angguhan yang t inggi, t et api ket angguhan t ert inggi diperoleh pada ket ebalan t ert ent u. Sepert i pada Gam bar 2.6, harga KIC paling t inggi adalah pada spesim en dengan ket ebalan Bo. Karena harga KIC m erupakan salah sat u nilai ket angguhan bahan, m aka m akin besar KIC m akin t inggi ket angguhannya. Ket angguhan t ert inggi dari suat u bahan diperoleh pada ket ebalan t ert ent u. Harga KIC sam a unt uk spesim en dengan bent uk dan ukuran yang sam a m eskipun bent uk geom et ri ret akan berbeda (Broek,1986). 18
Gam bar 2.6. Kurva harga KIC - Ket ebalan benda uji (Broek,1986)
D. Hubungan Laju Peram bat an Ret ak dan Fakt or Int ensit as Tegangan (da/ dN-
ΔK).
M et ode dalam perhit ungan um ur kelelahan adalah dengan m enggunakan kurva da/ dN -
ΔK, yakni dengan pemetaan perbandingan pertambahan retak
dengan jum lah siklus t erhadap selisih fakt or int ensit as t egangan karena pem bebanan dinam is. Dalam menent ukan da/ dN, yang harus diperhat ikan adalah pert am bahan ret ak dan jum lah siklus yang t ercat at . Secara um um persam aan karakt erist ik laju peram bat an ret ak dinyat akan oleh rum us P.C. Paris dan G.C. Sih (Broek, 1986) sebagai berikut :
Apabila persam aan (2.16) diubah m enjadi persam aan linier adalah dijadikan persam aan dalam log, sepert i persam aan berikut :
t em perat ur, lingkungan, jenis dan am plit udo pem bebanan, sert a kont inyuit as m at erial (Broek, 1986).
Evaluasi peram bat an ret ak yang sering dilakukan adalah m enggunakan
persam aan Paris. Persam aan ini berlaku pada daerah II dari laju peram bat an ret ak. 19
Kom ponen persam aan Paris t erdiri dari t iga kom ponen yait u laju peram bat an ret ak (da/ dN), konst ant a paris (C dan m ), dan harga K (fakt or int ensit as t egangan). Hasil st udi t ent ang param et er ini dinyat akan m enjadi t iga bagian yait u (Sanyot o dan Berat a, 2008):
1. Pendekat an eksperim en, unt uk m em peroleh dat a peram bat an ret ak. 2. Pendekat an t eoret is, unt uk m em peroleh harga
∆K dan da/dN dilakukan
dengan rum us em piris.3. Persamaan PC Paris (da/dN = C[ΔK]
m ) m erupakan hasil akhir dari pengolahan dat a eksperim en fat ik.
Gam bar 2.7 Kurva laju peram bat an ret ak ideal (w w w.answ ers.com , 2009)
yang m engenai spesimen akan sem akin besar. Hal ini m enyebabkan penjalaran deform asi perm anen yang t erjadi lebih cepat . Akibat nya spesim en m em punyai ket ahanan t erhadap siklus pem bebanan lebih sedikit (Broek, 1986). 20
Pada penelit ian ini, akan dilakukan lim a variasi harga R pada lim a
spesim en yang t elah dipersiapkan. Dengan ukuran dan bent uk geom et ri spesim en yang sam a, spesim en yang diuji dengan harga R yang lebih besar akan m em punyai jum lah siklus pem bebanan yang lebih banyak daripada spesim en yang diuji dengan harga R yang lebih kecil. Dengan kat a lain kecepat an peram bat an ret ak pada st ress rat io yang besar berlangsung lebih lam bat dibanding dengan spesim en yang dibebani dengan harga st ress rat io yang lebih kecil.
E. M ekanism e Penjalaran Ret ak
Perpat ahan adalah pem isahan at au pem ecahan suat u benda padat m enjadi dua bagian at au lebih diakibat kan adanya t egangan. Proses perpat ahan t erdiri at as dua t ahap, yait u t im bulnya ret ak dan t ahap penjalaran ret ak. Tahap aw al pem bent ukan ret ak ini m em erlukan jum lah siklus yang cukup besar. Peram bat an ret ak yang t erjadi pada t ahap ini sangat lam bat . M ekanism e penjalaran ret ak fat ik dapat dijelaskan pada gam bar 2.8.
Gam bar 2.8. M ekanisme peram bat an ret ak fat ik (Broek,1986)
Takik dibuat unt uk pengam at an penjalaran ret ak. Kom ponen m engalam i
beban t arik, sehingga t egangan t arik pada bidang ret akan m em bent uk sedut 45o
(bagian 1). Tegangan t arik m ula-m ula m enyebabkan t erjadinya slip pada daerah ujung t akik (bagian 2). Tegangan t arik yang t erus bert am bah m enyebabkan slip sem akin bert am bah pada ujung ret ak, hal ini m enjadikan ret akan sem akin m em buka (bagian 3). Tegangan t arik m aksim um m enyebabkan plast isit as pada ujung ret ak, sehingga ret akan lebih m em buka (bagian 4). Ket ika t egangan t arik m aksim um berubah m enjadi t egangan t arik m inim um m aka slip yang t erjadi di ujung ret ak m enjadi perm anen, sehingga m enjadi ret ak yang panjangnya
∆a
(bagian 5). Hal ini akan berulang kem bali pada siklus berikut nya hingga m at erial akan m engalam i kegagalan fat ik. Pada bagian 6, m enunjukkan kejadian t egangan m aksim um saat t erjadi slip dan perubahan plast is pada ujung ret ak sepert i pada gam bar bagian 4. Ket ika t egangan m inim um posisinya m enut up m aka panjang ret ak sudah bert am bah panjang lagi sebesar∆a (bagian 7).
Dalam peram bat an ret ak suat u kom ponen hingga t erjadi kegagalan fat ik dipengaruhi oleh beberapa fakt or yait u (Broek, 1986) :
1. Beban
a. Jenis beban; uniaksial, biaksial, t riaksial, lent ur, punt ir. b. Frekuensi siklus beban yang bervariasi.
c. Pola beban; periodik, random .
e. Ragam pem bebanan.
2. Kont inyuit as, yait u ada t idaknya cacat . 3. Ket elit ian proses pengerjaan.
4. Bent uk dan ukuran spesim en. 5. Tem perat ur operasi.
6. Kondisi lingkungan yang menyebabkan korosi. 22
BAB III
M ETODE PENELITIAN
3.1 Alat Penelit ian
Peralat an yang digunakan dalam pengujian spesim en ant ara lain alat
m oist ure analyser di Laborat urium Perpindahan Panas FT UNS dan m esin uji servopulser yang t erdapat di Laborat orium Bahan Teknik Jurusan Teknik M esin dan Indust ri FT UGM .
a) m esin uji servopulser
b) alat m oist ure analyser
Gam bar 3.1. Alat yang digunakan dalam pengujian 23
Peralat an yang digunakan dalam pem buat an spesim en uji ant ara lain : - Press m old - Kapi
- M esin gerinda - Jangka sorong - Gunt ing/ cut t er - Dongkrak - Kam era digit al - Isolasi - St opper - Gelas ukur
- Oven pem anas - Kert as am plas - Tim bangan digit al - Jarum sunt ik
a) Alat pem buat spesim en
b) Oven pem anas c) Tim bangan digit al
Gam bar 3.2. Alat yang digunakan dalam pem buat an benda uji 24
3.2 Bahan Penelit ian
Tabel 3.1. Bahan yang digunakan dalam penelit ian No. Bahan Jenis Sum ber Ket erangan
1.
(kont inyu dan anyam ) Hibiscus Cannabinus PT. Karung Goni Rosella Baru- Surabaya Sebagai penguat kom posit 2. Kat alis
M et hyl Et hyl Ket t on Peroxide (M EKPO) PT. Just us Kim ia Raya Sem arang M em percepat pengerasan 3. Resin Unsat urat ed Polyest er Resin (UPR) Yukalac ® 157
pengikat / m at rik kom posit
a) Resin b) Kat alis
c) Serat kenaf anyam d) Serat kenaf kont inyu
Gam bar 3.3. Bahan yang diperlukan 25
3.3 Pelaksanaan Penelit ian 3.3.1 Persiapan Alat dan Bahan
Sebelum penelit ian dim ulai, sem ua alat dan bahan yang digunakan pada pem buat an kom posit harus dipersiapkan, sepert i serat kenaf kont inyu, serat kenaf anyam , resin, kat alis, dan alat -alat pem buat an spesim en.
3.3.2 Pengolahan Serat Kenaf a. Pencucian serat kenaf
Gam bar 3.4. Proses pencucian serat kenaf b. Pem ot ongan serat kenaf
Unt uk serat anyam dilakukan pem ot ongan dengan orient asi serat 45/ -45, orient asi serat 45/ -45 dipilih karena m em iliki kekuat an t arik t ert inggi
dibandingkan dengan kom posit berpenguat serat kenaf anyam dengan orient asi serat 0/ 90 dan 30/ -60 (Sant oso dkk, 2008). Sedangkan unt uk serat kont inyu, set elah dilakukan pem ot ongan, dilakukan pem isahan serabut serat dengan cara disisir m enggunakan sisir ram but .
Gam bar 3.5. Proses pem isahan part ikel serat dan pem ot ongan 26
c. Pengujian kadar air serat kenaf
Tahap preparasi serat sebelum dilakukan pencet akan adalah m enyelidiki karakt erist ik pengeringan serat (kadar air yang t erkandung di dalam serat ). Hal ini dilakukan dengan m engont rol kandungan air yang t erkandung di dalam serat kenaf dengan cara dioven dalam oven pem anas, kem udian m enguji kandungan air yang t erkandung dalam serat kenaf t ersebut dengan alat uji m oist ure analyser yang ada di Laborat orium Perpindahan Panas Jurusan Teknik M esin Universit as Sebelas M aret Surakart a. Serat dikont rol kadar airnya dengan cara dipanaskan di dalam oven pada suhu 105
o
Pem anasan dilakukan pada suhu 105 o
C karena pada suhu ini serat kenaf
m encapai kekuat an m aksim alnya (Sant oso dkk, 2008). Sebelum proses pem buat an kom posit , karakt erist ik pengeringan serat pent ing unt uk diselidiki agar kadar air bebas pada serat dapat dihilangkan nam un kadar air t erikat di dalam sel harus dipert ahankan agar t idak t erjadi penurunan kekuat an serat kenaf (Diharjo dkk, 2006). Kurva karakt erist ik kadar air serat kenaf ini digunakan sebagai acuan pengeringan serat sebelum dilakukan pencet akan.
a) Proses pengeringan serat dengan m enggunakan oven
b) Pengujian kadar air dengan alat m oist ure analyser Gam bar 3.6. Pelaksanaan pengujian kadar air 27
3.3.3 Teknik Pem buat an Kom posit
Proses pem buat an panel kom posit dim ulai dengan m elakukan perhit ungan jum lah serat dan m at rik yang dibut uhkan agar t erbent uk panel kom posit dengan
fraksi volume serat (υf) sebesar 40%, dan fraksi volume matrik (υm) sebesar 60%,
dim ana m assa jenis serat kenaf 1,4 gr/ cm 3 , m assa per m 2
dan m assa per m 2
serat kenaf anyam 810 gr/ m 2 (PT. Karung Goni Rosella Baru Surabaya, 2009).
Penent uan kom posisi panel kom posit yang akan dibuat dilakukan unt uk
m em perkirakan kom posisi panel kom posit yang paling opt im um dalam sat u kali m encet ak agar m enghemat bahan dan w akt u penelit ian. Perhit ungan jum lah serat yang dibut uhkan unt uk m em buat panel kom posit adalah sebagai berikut :
a. M enent ukan luasan yang akan digunakan unt uk m em buat kom posit . Dim ensi kom posit yang dibuat dalam sat u kali cet ak dit unjukkan pada Gam bar 3.7 .
Gam bar 3.7. Dim ensi plat kom posit lam inat kenaf kont inyu-anyam -kont inyu.
Dengan dim ensi plat kom posit sepert i Gam bar 3.7. di at as, m aka luas cet akan panel kom posit (A) = (200x100) m m 2
= 20.000 m m 2 = 0,02 m 2 .
b. M enent ukan m assa serat kenaf kont inyu t iap layer yang dibut uhkan. M assa serat kenaf kont inyu (m f kont inyu) unt uk luas cet akan (A) 0,02 m 2
dengan densit y
serat kenaf kont inyu 400 gr/ m 2 adalah :
x 0,02 m 2
= 8 gr
c. M enent ukan m assa serat kenaf anyam t iap layer yang dibut uhkan. M assa serat kenaf anyam (m f anyam ) unt uk luas cet akan (A) 0,02 m 2 dengan
densit y serat kenaf anyam 810 gr/ m 2 adalah :
m f anyam = densit y serat kenaf anyam x luas cet akan (A) = 810 gr/ m 2
x 0,02 m 2
= 16,2 gr 28
d. M enent ukan m assa t ot al serat kenaf unt uk panel kom posit lam inat (kont inyu- anyam -kont inyu). M assa t ot al serat kenaf (m f t ot al) dengan luas cet akan (A) 0,02 m 2
adalah sebagai berikut :
m f t ot al = [(2 x m f kont inyu) + m f anyam ] = [(2 x 8 gr) + 16,2 gr]
= 32,2 gr
adalah sebagai berikut : Vf t ot al =
= 3
cm gr 1,4 gr 32,2
= 23 cm 3
f. M enent ukan volum e m at rik unt uk panel kom posit . Volum e m at rik unt uk panel kom posit dengan luas cet akan (A) 0,02m 2
adalah : Vm =
Serat Volum e Fraksi M at rik Volum e Fraksi x Vf serat
= % 40 % 60 x 23 cm 3 = 34,5 cm 3
g. Jum lah kat alis yang digunakan adalah 1% dari volum e m at rik t ot al (Vm ) adalah Vkat alis = 1% x 34,5 cm 3
.
h. M enent ukan volum e t ot al panel kom posit . Volum e t ot al panel kom posit adalah penjum lahan volum e t ot al serat kenaf dan volum e m at rik. Volum e panel kom posit dengan luas cet akan (A) 0,02 m 2
adalah :
V panel = Vf t ot al + Vm = (23 cm 3
+ 34,5cm 3 )
= 57,5 cm 3
i. Tebal panel dengan luas cet akan (A) 0,02 m 2 adalah :
29
Jadi unt uk m em buat panel kom posit dengan fraksi volum e 40% serat dipergunakan st opper dengan t ebal 3 m m . Set elah m elakukan perhit ungan kom posisi serat dan m at rik yang diperlukan, langkah selanjut nya adalah
pem asangan st opper pada kedua ujung cet akan. Fungsi st opper unt uk pem bat as panjang dan sebagai pem beri bat as t ebal kom posit yang akan dibuat . Pem buat an panel kom posit dilakukan dengan m et oda kom binasi hand lay up dan press m old. M at rik resin dan hardener yang dipakai adalah unsat urat ed polyest er (UP) Yukalac
® 157 BQTN-EX dan M EKPO, produksi PT. Just us Kim ia Raya
Senarang. Kadar hardener yang digunakan adalah 1% (sesuai acuan dari PT. Just us).
Set elah cet akan, m at rik, dan serat siap, proses pencet akan panel kom posit
dim ulai dengan m enuangkan m at rik secara m erat a di dalam cet akan kem udian dilanjut kan dengan pelet akan serat kenaf yang t erdiri dari t iga layer dengan susunan serat kont iyu-anyam -kont inyu. Penam bahan m at rik dilakukan ket ika set iap lapisan serat dilet akkan hingga serat t erbasahi seluruhnya. Set elah sem ua bahan dim asukkan ke dalam cet akan m aka segera dilakukan proses penekanan cet akan dengan m enggunakan dongkrak hidrolik m anual. Set elah proses pengeringan di ruang t erbuka (curing) sekit ar 4-6 jam , panel kom posit dapat dikeluarkan dari cet akan (Sant oso dkk, 2007).
Gam bar 3.8. Skem a m et ode cet ak t ekan 30
Unt uk m engecek fraksi volum e yang t erbent uk pada set iap spesim en, m aka dilakukan penim bangan berat pada set iap spesim en. Kem udian dengan m enggunakan persam aan 2.2 dapat diket ahu fraksi volum e set iap spesimen. Cont oh perhit ungan fraksi volum e:
M assa kom posit = 76,67 gram M assa serat = 32,2 gram
M assa m at rik = m assa kom posit – m assa serat = 76,67 gram – 32,2 gram
= 44,47 gram
Dengan m enggunakan rum us 3:
= 38,59 %
Tabel 3.2. Fraksi volume yang t erbent uk Spesim en
uji
M assa serat (gram )
M assa kom posit (gram )
M assa m at rik (gram )
Fraksi volume (%)
Spes. 2 32,2 79,34 47,14 37,22 Spes. 3 32,2 75,48 43,28 39,23 Spes. 4 32,2 74,22 42,02 39,85 Spes. 5 32,2 73,37 41,68 40,14 31
Set elah fraksi volum e dihit ung, akan dibuat init ial crack dengan Elect ric Discharge M achine (EDM ).
Gam bar 3.9. Bent uk spesim en uji peram bat an ret ak
3.3.4 Proses Post cure Spesim en.
Sebelum dilakukan pengujian peram bat an ret ak, t erlebih dahulu dilakukan proses post cure di dalam oven pada suhu 60°C selam a 4 jam . Post cure dilakukan unt uk m em aksim alkan ikat an rant ai polim er polyest er (Diharjo dkk, 2006). 3.3.5 Variasi Penelit ian
Dalam uji peram bat an ret ak ini, variasi penelit ian yang digunakan adalah variasi st ress rat io (R) dengan nilai R = -0,4; R = -0,2; R = 0; R = 0,2; dan R = 0,4. Sedangkan jum lah spesim en panel kom posit yang dibuat sebanyak sat u buah unt uk m asing-m asing variasi, sehingga t ot al spesim en yang diperlukan adalah lim a buah spesim en.
3.3.6 Pengujian Peram bat an Ret ak
karakt erist ik pert am bahan ret ak suat u kom ponen. Pengujian yang dilakukan dalam penelit ian ini adalah dengan m em berikan jenis pem bebanan t arik-t arik dan t arik-t ekan dengan m enggunakan m esin uji servopulser sehingga dapat diket ahui karakt erist ik laju peram bat an ret ak dengan variasi jenis pem bebanan t ersebut . 32
M esin servopulser ini dapat digunakan unt uk uji t arik st at is, uji t arik-t arik,
uji t arik-t ekan dan uji t ekan-t ekan. Pola pem bebanan pada m esin ini juga dapat bervariasi, yait u: pola sinusoidal, pola kot ak, dan pola acak (random ). Frekuensi pem bebanannya juga dapat diat ur sesuai dengan keperluan. Beragam bent uk dan ukuran benda dapat diuji dengan m enggunakan alat ini, m ulai dari bent uk poros, bent uk plat , dan bent uk balok.
Pengujian pada penelit ian kali ini adalah dengan memberikan variasi jenis
pem bebanan t arik-t arik dan t ekan-t arik t erhadap benda uji. Pengam at an yang dilakukan pada pengujian ini adalah dengan m engam at i laju pert am bahan ret ak pada panel kom posit serat kenaf anyam dengan penam bahan serat kenaf searah kont inyu.
a. Spesifikasi m esin uji
Spesifikasi m esin servopulser yang digunakan pada penelit ian ini adalah sebagai berikut :
Jenis m esin : M esin Servopulser M erk : Shim adzu
M odel : 4825
Berat : 1800 kg
Pola beban : Sinusoidal, segi t iga, segi em pat , acak Frekuensi : 0,001 – 110 Hz
Beban m aksim al : 20 t on
Gam bar m esin uji peram bat an ret ak ini dapat dilihat pada gam bar 3.1a b. Prinsip kerja m esin servopulser
Pem bebanan m esin servopulser dapat diat ur dengan m enyet el pengat ur pem bebanan. Karena m esin ini digunakan unt uk uji dinam is, m aka penyet el beban t erdiri dari dua bagian yait u beban m aksim um dan beban m inim um . Pem bebanan disini dinyat akan dalam persen dari beban set ing m aksim al pada m esin. Beban set ing m aksim al ini dapat diat ur, m ulai dari 2 t on, 4 t on, 10 t on, dan 20 t on. Pem bacaan persent ase beban m aksim um dan beban m inim um yang diberikan pada spesim en dapat dibaca pada layar. Sist em pem bebanan dapat diset ing dengan 33
angka st ress rat io yang bernilai posit if (m enghasilkan pem bebanan t arik) at au bernilai negat if (m enghasilkan pem bebanan t ekan).
Jum lah siklus pem bebanan yang t erjadi dit am pilkan pada layar m onit or sehingga jum lah siklus beban yang t elah dibebankan saat t erjadi pert am bahan ret ak dapat dibaca saat pengujian. Alat ini mem punyai beberapa jenis chuck yang dapat dipasang dan dicopot sesuai dengan bent uk benda yang akan diuji.
c. Tat a cara pengujian peram bat an ret ak
luluh kom posit digunakan sebagai acuan pem bebanan m aksim al dalam uji peram bat an ret ak fat ik ini (m engacu pada st andart ASTM E647 t ipe cent er crack t ension), d
engan stress level maksimal σmax = 20% σs. Dimana nilai tegangan
luluh kom posit berpenguat serat kenaf kom binasi kont inyu-anyam -kont inyu adalah 17,76 Kg/ m m 2(Sant oso dkk, 2009). Pada penelit ian ini, ret ak yang t erjadi
diam at i dengan opt ical t raveling microscope dengan pem besaran 20x. Sebelum dilakukan pengujian, t erlebih dahulu dilakukan penghit ungan
beban m aksim um dan m inim um uji peram bat an ret ak yang akan diberikan dim ana t egangan luluh kom posit 17,76 Kg/ m m 2
dan luas perm ukaan spesim en 300 m m 2 :
Ps = 5328 Kg
Karena σmax = 20% σs maka
P m ax = 20% x 5328 Kg = 1065,6 Kg
≈1000 Kg
Beban m aksim um unt uk sem ua variasi st ress rat io t et ap, sedangkan beban m inim um yang diberikan adalah:
Untuk R = 0,4
= 400 Kg
Dengan cara yang sam a
Untuk R = 0,2 maka P min = 200 Kg
Untuk R = 0 maka P min = 0 Kg
Untuk R =
-0,2 m aka P m in = -200 Kg Untuk R =
-0,4 m aka P m in = -400 KgDim ana nilai beban m inim um negat if m enunjukkan jenis pem bebanan yang berupa beban t ekan dan beban m inim um bernilai posit if m enunjukkan jenis pem bebanan t arik
Gam bar 3.10. Posisi spesim en uji saat dilakukan pengujian. 3.3.7 Pem bahasan dan analisa
Dat a yang diam bil pada saat pengujian peram bat an ret ak fat ik berupa panjang ret ak yang t erjadi dan jum lah siklus pem bebanan. Pengam bilan dat a yang berupa jum lah siklus pem bebanan dilakukan bersam aan ket ika t erjadi
pert am bahan panjang ret ak pada spesim en sepanjang 0,2 m m . Dat a yang diperoleh dari pengujian kem udian diproses unt uk m endapat kan nilai
∆K dengan
persam aan 2.14 dan da/ dN dengan m enggunakan persam aan 2.15.
dilakukan adalah m enganalisa bagaim ana hubungan ant ara st ress rat io dengan laju peram bat an ret ak yang t erjadi.
3.3.8 Diagram Alir Penelit ian
Tahapan pelaksanaan penelit ian dari aw al sam pai akhir dapat dilihat pada gam bar 3.11.
Selesai Kesim pulan
Pengolahan dan analisis dat a Dat a :
1.Jum lah siklus 2.Panjang ret ak
Pengujian peram bat an ret ak kom posit (ASTM E647) (R = -0,4; R = -0,2;
R= 0; R= 0,2; dan R = 0,4), f = 2 Hz, dengan σmax = 20% σs
Proses post cure dengan suhu 60o C selam a 4 jam
Pem buat an init ial crack (ASTM E647) Pengecekan fraksi volum e
Pem buat an spesim en uji peram bat an ret ak dengan Vf 40% serat dan 60% m at rik
Pem bersihan serat kenaf
Pengadaan m at erial (serat kenaf, polyest er, hardener) dan peralat an penunjang m ulai 36
Gam bar 3.11. Diagram alir penelit ian
36
BAB IV
DATA HASIL PENELITIAN DAN PEM BAHASAN
4.1. Pengujian Kadar Air
Gam bar 4.1. Kurva hubungan w akt u pengeringan dengan kadar air serat kenaf
Selam a pem anasan pada suhu 105
C, kadar air serat kenaf anyam dan
dalam sel selulosa serat m ulai m enguap. Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan, m aka w akt u pengeringan yang digunakan unt uk m enguapkan air bebas di dalam serat kenaf, baik serat kenaf kont inyu at aupun serat anyam adalah selam a 10 m enit dengan suhu pengeringan sebesar 1050
C.
Daerah air bebas m enguap Daerah air t erikat m enguap 37
Gam bar 4.2. Sel serat kenaf (w w w .scielo.com , 2009)
4.2 Peram bat an Ret ak Fat ik pada Kom posit
Gam bar 4.3. Kurva hubungan ant ara panjang ret ak dengan jum lah siklus beban pada berbagai variasi st ress rat io
krit isnya. Laju peram bat an ret ak panel kom posit akan bert am bah cepat apabila ret ak yang t erbent uk sem akin panjang. Hal ini disebabkan oleh int ensit as t egangan R = -0,4
R = -0,2 R = 0 R = 0,4 R = 0,2 Air Terikat Air Bebas 38
pada ujung ret ak yang sem akin t inggi ket ika luasan perm ukaan spesim en yang dipergunakan unt uk m enahan beban sem akin kecil, sehingga lam a-kelam aan m enyebabkan t oleransi spesimen t erhadap pem bebanan sem akin kecil sehingga ket ika spesim en t elah m encapai panjang ret ak krit isnya m aka spesim en akan m engalam i perpat ahan secara t iba-t iba.
Laju peram bat an ret ak panel kom posit akan bert am bah cepat apabila ret ak
yang t erbent uk sem akin panjang. Hal ini disebabkan oleh konsent rasi t egangan pada ujung ret ak yang sem akin t inggi ket ika luasan perm ukaan spesim en yang dipergunakan unt uk m enahan beban sem akin kecil, sehingga m enyebabkan t oleransi spesim en t erhadap pem bebanan sem akin kecil. Peram bat an ret ak pada um um nya akan t erjadi pada arah t egak lurus t erhadap arah pem bebanan, karena seolah-olah spesim en diregang dan dipisahkan dengan arah t egak lurus dengan arah pem bebanan (gam bar 4.4).
Gam bar 4.4. Dist ribusi int ensit as t egangan pada spesim en uji fat ik
Pada panel kom posit serat kenaf kont inyu-anyam -kont inyu penjalaran
ret ak dim ulai pada lapisan bagian dalam yait u pada lapisan yang berupa serat kenaf anyam . Tegangan yang dialami oleh serat kenaf anyam orient asi 45/ -45 serat t ersebut akan diuraikan sehingga t egangan yang t erjadi m engikut i arah orient asi serat nya (arah anyam an). Karena t egangan yang t erjadi pada serat kenaf P
P
Daerah int ensit as t egangan t inggi Ret akan 39
anyam m engikut i arah anyam annya m aka kerusakan akan t erjadi di daerah sekit ar anyam an serat , kem udian akan m enjalar t erus dengan arah m engikut i arah anyam an hingga bert em u daerah dengan kekuat an serat yang paling rendah. Saat bert em u dengan daerah serat yang berkekuat an rendah, ret ak kem udian dapat m enjalar dengan m em ot ong serat yang berkekuat an rendah t ersebut sehingga arah ram bat nya yang sem ula m eng
