BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Komposit
Material komposit adalah material yang terbuat dari dua bahan atau lebih yang berbeda dalam level makroskopik selagi membentuk komponen tunggal. Komposit berasal dari kata kerja “ to compose “ yang berarti menyusun atau menggabung. Jadi secara sederhana bahan komposit berarti bahan gabungan dari dua atau lebih bahan yang berlainan. Kata komposit dalam pengertian bahan komposit berarti terdiri dua atau lebih bahan yang berbeda yang digabung atau dicampur (Diester, G.E, 1987).
Pada umumnya bentuk dasar suatu bahan komposit adala tunggal dimana merupakan susunan dari paling tidak terdapat dua unsur yang bekerja bersama untuk menghasilkan sifat-sifat bahan yang berbeda terhadap sifat-sifat unsur bahan penyusun. Komposit terdiri suatu bahan utama (Matrik-matrik) dan suatu jenis penguatan (reinforcement) yang ditambahkan untuk meningkatkan kekuatan dan kekakuan matrik. Penguatan ini biasanya dalam bentuk serat (fibre). Material komposit terdiri dari lebih dari satu tipe material dan dirancang untuk mendapatkan kombinasi karakteristik terbaikn dari setiap komponen penyusunnya. Bahan komposit memiliki banyak keunggulan, diantaranya berat yang lebih ringan, kekuatan dan ketahanan yang lebih tinggi, bahan korosi dan ketahahn aus (Hashim, J, 2003).
Komposit bahan hibrida yang terbuat dari bahan resin polimer diperkuat dengan serat, menggabungkan sifat-sifat mekanik dan fisik. Adapun tiga faktor yang menentukan sifat-sifat dari material komposit yaitu:
1. Material pembentuk. Sifat-sifat intristik material pembentuk memegang peranan yang sangat penting terhadap pengaruh sifat kompositnya.
3. Interaksi antar komponen. Karena komposit merupakan campuran atau kombinasi komponen-komponen yang berbeda baik dalam hal bahannya maupun bentuknya (Hashim, J, 2003).
2.2 Matrik
2.2.1 Resin PoliesterTak Jenuh
Polyester Resin tak jenuh merupakan material polimer kondensat yang dibentuk berdasarkan reaksi antara kelompok polyol, yang merupakan organik gabungan dengan alkohol multiple atau gugus fungsi hidroksi, dan polycarboxylic
yang mengandung ikatan ganda. Tipikal jenis polyol yang digunakan adalah
glycol, seperti ethylene glycol. Sementara asam polycarboxylic yang digunakan adalah asam phthalic dan asam maleic.
Polyester Resin tak jenuh adalah jenis polimer thermoset yang memiliki struktur rantai karbon yang panjang. Matriks jenis ini memiliki sifat dapat mengeras pada suhu kamar dengan penambahan katalis tanpa pemberian tekanan ketika proses pembentukannya. Struktur material yang dihasilkan berbentuk crosslink dengan keunggulan pada daya tahan yang lebih baik terhadap jenis pembebanan statik dan impak. Hal ini disebabkan molekul raksasa atom – atom karbon yang saling berhubungan satu dengan yang lainnya. Dengan demikian struktur molekulnya menghasilkan efek peredaman yang cukup baik terhadap beban yang diberikan. Data mekanik material matriks diperlihatkan pada tabel 2.1 di bawah ini.
Tabel 2.1 Karakteristik Mekanik Polister Resin Tak Jenuh
Sifat Mekanik Satuan Besaran
Berat Jenis
Polyester adalah resin thermoset yang berbentuk cair dengan viskositas
deformasi termal lebih rendah dari pada resin thermoset lainnya dan ketahanan panas jangka panjang adalah kira-kira 110oC – 140oC. Ketahanan dingin resin ini relatif baik.
Pada umumnya polyester tahan terhadap asam kecuali asam pengoksida, tetapi lemah terhadap alkali. Bila dimasukkan kedalam air mendidih dalam waktu yang lama (300 jam), bahan akan pecah dan retak-retak. Bahan ini mudah mengambang dalam pelarut, yang melarut polimer stiren. Kemampuan terhadap cuaca sangat baik. Tahan terhadap kelembaban dan sinar UV bila dibiarkan diluar, tetapi sifat tembus cahaya rusak dalam beberapa tahun. Bahan ini dapat digunakan secara luas sebagai bahan komposit. Polyester yang 157BQTN-EX dengan spesifikasi seperti ditampilkan dalam tabel 2.2 di bawah ini.
Tabel 2.2 Spesifikasi Unsaturated Polyester Resin Yucalac 157
Sifat Satuan Nilai Catatan
Pada umumnya material ini digunakan dalam proses pembentukan dengan cara penuangan antara lain perbaikan body kendaraan bermotor, pengisi kayu dan sebagai material perekat. Material ini memilikin umur pakai yang panjang, kestabilan terhadap sinar ultraviolt (UV), dan daya tahan yang baik terhadap serapan air. Kekuatan material ini diperoleh ketika dicetak kedalam bentuk komposit, dimana material-material penguat seperti serat kaca, karbon dan lain-lain, akan meningkatkan sifat mekanik material tersebut sementara ketika dalam keadaan tunggal material ini bersifat rapuh dan kaku (Zulfadhli, 2013).
Poliuretan adalah jenis polimer yang sangat unik dan luas pemakaiannya. Poliuretan ditemukan pada tahun 1937 oleh Prof. Otto Bayer sebagai pembentuk serat yang didesain untuk menandingi serat nylon. Tetapi penelitian lebih lanjut menunjukkan bahwa poliuretan bukan saja bisa digunakan sebagai serat, tapi dapat juga digunakan untuk membuat busa (foam), bahan elastomer (karet dan plastik), lem, pelapis (coating), dan lain-lain.
Nama ‘poliuretan’ sebenarnya mengandung kerancuan. Seharusnya polimer adalah monomer yang bereaksi membentuk rantai, tapi poliuretan bukan terdiri dari monomer uretan, melainkan suatu polimer yang terdiri dari pengulangan ikatan uretan seperti pada gambar 2.1 di bawah ini.
H O R
R N R1-N=C=O + R2-O-H R1-NHCOO-R2 O n (Gugus isosianat) (Gugus hidroksil) (Ikatan uretan)
Ikatan uretan
Gambar 2.1 Ikatan Uretan Dan Reaksi Pembentukan Poliuretan
Poliuretan dibuat dengan mereaksikan molekul yang memiliki gugus isosianat dengan molekul yang memiliki gugus hidroksil. Dengan demikian, jenis dan ukuran setiap molekul pembentuk akan memberikan sumbangan terhadap sifat poliuretan yang terbentuk. Hal inilah yang membuat poliuretan menjadi polimer yang sangat fleksibel baik dalam sifat mekanik maupun aplikasinya.
bersifat ulet dan tidak mudah putus. Dalam aplikasi sebagai insulasi dinding, poliuretan juga dapat dibuat menjadi tahan api dengan penambahan senyawa halogen (Nazaruddin, H. H, 2003).
2.2.3 Blowing Agent
Blowing Agent adalah material yang digunakan untuk menghasilkan struktur berongga pada komposit yang dibentuk. Blowing Agent ini biasanya dipakai ketika bahan dalam keadaan belum mengering atau belum terjadinya proses polimerisasi. Keuntungan dari penggunaan blowing agent ini yaitu struktur selular dalam matrik mengurangi densitas, meningkatkan isolasi termal dan akustik, sekaligus meningkatkan kekakuan relatif dari polimer aslinya (Zulfadhli, 2013).
Blowing agent juga dikenal sebagai ‘ pneumatogens’ atau untuk membuat lubang atau rongga-rongga dalam matriks, telah diklasifikasikan sebagai berikut:
blowing agent fisik misalnya CFC (namun bahan ini merusak ozon, dilarang oleh protokol montreal sejak 1987), HCFC (pengganti CFC, namun masih merusak ozon, sehingga masih dilarang), CO2 cair. Proses polimerisasi menggelembung (busa) pada blowing agent adalah reversibel dan endotermik, yaitu perlu panas lingkungan. Namun pada pendinginan blowing agent akan mengembun, yaitu proses reversibel.
Kimia Blowing agent misalnya isosianate dan air, hydrazine dan nitrogen
sebagai bahan dasar (untuk termoplastik elastomer dan busa), natrium bikarbonat
(baking powder digunakan dalam busa termoplastik). Blowing agent terbentuk dengan reaksi kimia yaitu proses atau polimerisasi bereaksi panas eksotermik.
Karena reaksi blowing terjadi membentuk senyawa dengan berat molekul rendah, tambahan panas eksotermik juga dibutuhkan. Bubuk hibrida titanium digunakan sebagai busa dalam produksi metal foam, seperti terurai untuk membentuk
Penanganan cairan ini, yang merupakan gas pada suhu kamar, selalu menjadi salah satu masalah utamanya. Telah dikembangkan suatu proses baru untuk pembuatan busa slabstock fleksibel tanpa menggunakan CFC itu. Proses baru yang revolusioner yang disebut cardio (dari carbon dioksida), telah mampu untuk sepenuhnya menghilangkan penggunaan CFC dan senyawa organik volatil (VOC) dari produksi slabstock busa fleksibel. Hal ini telah dilakukan tanpa mengorbankan sifat fisik busa itu mekanis. Proses cardio juga secara dramatis juga mengurangi kebutuhan ukuran untuk tanaman berbusa, sehingga memungkinkan semua keuntungan yang berasal dari ruang lantai berkurang dan volume tanaman. Foamers slabstock fleksibel dapat terus memproduksi nilai yang ada busa dengan biaya kimia lebih rendah karena perbedaan harga yang signifikan antara CFC, ABAS, dan karbon dioksida (Zulfadhli, 2013).
Jenis blowing abgent yang digunakan dalam penelitian ini adalah
polyurethane. Polyurethane adalah suatu jenis polimer yang mengandung jaringan
urethane yaitu –NH-CO-O-. Ada dua reaksi kimia penting pada pembentukan
polyurethane foam, reaksi pertama adalah antara isocyanate dengan polyol
membentuk polyurethane. Reaksi dapat dirumuskan sebagai berikut:
R-NCO+HO-R1 R-NHCOO-R1+24 kcal/mole ...(2.1)
Isocyanate alkohol Urethane
Pada awal campuran, polyisocyanatedan polyol bereaksi sangat lambat. Setelah reaktan sedikit terkonversi, laju reaksi mulai meningkat karena hasil reaksi mempercepat pembentukan polyurethane (auto catalis). Agar pembuatan
polyurethane terjadi cepat maka perlu digunakan katalis basa dan katalis logam. Mekanisme antara katalis logam dan basa yang berbeda memungkinkan penggunaan kedua jenis katalis secara simultan dan sinergis. Katalis basa mengandung gugus anime berfungsi untuk mempercepat reaksi isocyanate, baik terhadap polyol maupun air. Sedangkan katalis logam dapat mempercepat reaksi
Reaksi kedua adalah reaksi antara air isocyanate menghasilkan
polyurethane dan gas CO2 sebagai Chemical blowing agent. Polyurethan dibentuk
oleh reaksi senyawa isosianate yang bereaksi dengan senyawa yang memiliki
hydrogen aktif seperti diol (polyol), yang mengandung group hydroksil dengan mempercepat katalis. Unsur nitrogen yang bermuatan pada kelompok alkohol (polyol) akan membentuk ikatan urethane antara dua unit monomer dan menghasilakan dimerurethane. Gas ini yang kemudian akan membentuk busa pada material polimer yang berbentuk (Wikipedia, 2013).
Salah satu faktor yang penting dalam pembuatan polyurethane adalah reaksi oleh isacyanate. Isacyanate sangat reaktif terhadap suatu nukleofil, hal ini disebabkan oleh posisi atom C pada isacyanate berada diantara dua elemen
elektronrgatif, yaitu oksigen dan nitrogen. Pada kondisi ini, atom karbon menjadi kekurangan elektron sehingga ketika ketemu dengan atom yang kaya elektron (nukleofil), dengan cepat akan membentuk suatu ikatan. Dengan kata lain, atom C adalah electron acceptor, ikatan kedua atom tersebut kemudian menghasilkan
polyurethane (Wikipedia, 2013).
Material yang terbentuk dari campuran blowing agent polimer disebut dengan material polymeric foam. Material polymeric foam banyak ditemukan sebagai busa kaku dan fleksibel yang digunakan sebagai pelapis atau perekat material. Berdasarkan sifat mekaniknya material ini memiliki 4 (empat) sifat penting diantaranya:
1. Sifat Elastik
Sifat ini berhubungan dengan sifat kekakuan material yang terdiri dari geometri, bentuk dan mikrostrukturnya.
2. Sifat Viskoelastik
Sifat peredaman solid material, sifat ini merupakan efek dari bentuk geometri material tersebut.
3. Sifat Akustik
besar ke dalam struktur tersebut. Dengan demikian suara yang keluar dan atau dipantulkan oleh material polymeric foam akan mengalami pelemahan. 4. Sifat Viskoakustik
Sifat ini berhubungan dengan peredaman fluida yang dihubungkan dengan geometri, bentuk mikrostrukturnya yang sama dengan sifat elastiknya (Zulfadhli, 2013).
2.2.3.1 Polyol
Salah satu komponen penting dalam pembuatan polyurethane adalah
polyol. Polyol dapat bereaksi dengan polyisocyanate untuk membuat
polyurethane. Polyol mengandung dua gugus hidroksil disebut dioli dan yang mengandung tiga gugus hidroksil disebut triol dan lain-lain. Secara umum, jenis
polyol yang digunakan dalam pembuatan polyurethane terbagi menjadi dua yaitu
polyolyang terbuat dari produk alami dan polyol yang disebut secara sintetis. Sebagai polyol alami, castoroil banyak digunakan karena mengandung tiga group
hydroksil yang akan menghasilkan cross-linked polymers. Sedangkan polyol yang dibuat scara sintetis terbagi menjadi dua yaitu polyester polyol dan polyether polyol.
Polyol polieter merupakan polimer berat molekul rendah yang diperoleh dari reaksi pembukaan cincin pada polimerisasi alkilen oksida. Polyol poliester diperoleh dari reaksi polimerisasi glikol dengan asam dikarboksilat. Jadi pada dasarnya, poliuretan dibuat dari reaksi polimerisasi antara monomer-monomer diisosianat dengan polyol polieter atau poliester (Radiman, C.L, 2003).
2.2.3.2 Isocyanate
Salah satu komponen penting dalam pembuatan polyurethane selain poyol
paling sering digunakan adalah TDI-80 yang terdiri dari 80% dari 2,4 isomer dan 20% dari 2,6 isomer. Biasanya TDI digunakan dalam memproduksi low density foam. Struktur TDI itu sendiri dapat dilihat pada gambar 2.2 di bawah ini.
CH CH
NCO OCN
NCO
(a) (b)
Gambar 2.2 TDI chemical struktur, (a) toluene 2,4 diisocyanate, (b) toluene 2,6
diisocyanate (Mashuri, 2007).
2.2.4 Katalis Mekpo
Katalis merupakan material kimia yang digunakan untuk mempercepat proses reaksi polimerisasi struktur komposit pada kondisi suhu kamar dan tekanan atmosfir. Pemberian katalis dapat berfungsi untuk mengatur waktu pembentukan gelembung blowing agent, sehingga tidak mengembang secara berlebihan, atau terlalu capat mengeras yang dapat mengakibatkan terhambatnya pembentukan gelembung.
Katalis untuk bahan pemercepat prosespembekuan dan silane dari jenis
Dichloride(C14H20Cl2HSi2) sebagai bahan penggandeng
(couplingagents).Karakteristik katalis dimana karakteristik tersebut tergantung pada metode preparasi dan karakterisasi bahan penyangga, salah satu metode yang sering digunakan dalam preparasi katalis adalah metode impregnasi, karena ditinjau dari proses pembuatannya (Murdijanto, D.N&Setiabudi, A, 2010).
2.3 Penguat
dapat digunakan untuk diproduksi atau didaur ulang. Dan peneliti ingin coba mengamati sifat atau karakteristik dari serat ini karena sifatnya yang kuat dan juga ringan jika dicampur dengan bahan-bahan yang lain. Di indonesia merupakan negara dengan perkebunan kelapa sawit terluas didunia berjuta ha (Deptan). Tiap harinyaberton-ton kelapa sawit yang diolah. TKKS adalah salah satu produk samping kelapa sawit. Setiap ton kelapa sawit yang diolah diperoleh TKKS yang mencapai 250 [kg].
Penelitian mengenai penggunaan komposit serat TKKS diharapkan dapat menjadi acuan dan alternatif baru dalam pembuatan suatu produk yang dapat diperbaharui dan didaur ulang sementara hasil penelitian yang telah dilakukan oleh sebuah institusi komersial terhadap komposisi material kimianya diketahui bahwa kandungan material serat dalam TKKS merupakan kandungan maksimum. Berdasarkan data pada tabel 2.3 maka terlihat bahwa kandungan yang sangat dominan adalah serat, sehingga akan mampu memberikan sifat mekanik yang cukup baik terhadap material komposit yang akan dibentuk.
Tabel 2.3 Parameter Tipikal Tandan Kosong Kelapa Sawit Per [kg]
No. Bahan-bahan kandungan Komposisi
1. Kelarutan unsur alkali 1 %
Kotoran
meter kubik [kg/m3], sebagai contoh kerapatan aluminium adalah 2700 [kg/m3]. Satuan kerapatan lainnya yang umum adalah gram per centimeter kubik [g/cm3], kerena 1 [kg] = 1000 [g/m3] dan 1 [m3] = 100 [cm3] = 10-6 [cm3]
1 [g/cm3] = 103 [kg/m3] (Kanginan, M, 2004).
𝜌𝜌=𝑚𝑚 𝑉𝑉⁄ ……….(2.2)
Keterangan :
𝜌𝜌 = Massa jenis zat [kg/m3] atau [g/cm3] 𝑚𝑚 = Massa benda [kg] atau [g]
𝑉𝑉 = Volume benda [m3] atau [cm3]
2.5 Uji Impak Jatuh Bebas
Bertujuan untuk mengetahui ketangguhan material akibat pembebanan kejut pada beberapamacam kondisi suhu.Ketangguhan adalah suatu ukuran energi yang diperlukan untuk mematahkan bahan. Suatu bahan ulet dengan kekuatan yang sama dengan bahan rapuh akan memerlukan energi perpatahan yang lebih besar dan mempunyai sifat tangguh yang lebih baik. Penurunan ketangguhan dapat berakibat fatal, oleh karena itu ketangguhan perlu diukur atau dikuantifitasikan secara konvensional yang mana hal tersebut dilakukan dengan uji impak (Meggitanu, 2010).
2.5.1 Teori Benda Jatuh Bebas
Waktu
Gambar 2.3 Grafik hubungan v – t
Grafik v – t seperti ditunjukkan pada gambar 2.3 di atas yang merupakan sebuah garis lurus sehingga percepatan seragam (Zulfadhli, 2013).
𝑣𝑣 − 𝑣𝑣0⁄𝑡𝑡= 49 5⁄ = 9,8 [𝑚𝑚 𝑚𝑚⁄ 2] …………..……….(2.3)
Dimana:
𝑣𝑣 = kecepatan akhir [m/s] 𝑣𝑣0 = kecepatan awal [m/s] 𝑡𝑡 = waktu [s]
Jika tahanan udara diabaikan gerakan benda jatuh bebas dapat dihitung dengan percepatan seragam melintas sebuah garis lurus, asalkan percepatan deganti dengan percepatan gravitasi (g) yaitu:
1. Untuk gerakan ke bawah a =+g 2. Untuk gerakan ke atas a = - g
Percepatan geravitasi (g) dapat dipandang sebagai sebuah vektor dengan arah tegak ke bawah menuju pusat bumi (Zulfadhli, 2013).
2.5.1.1 Gerak Lurus
Perpindahan adalah perubahan kedudukan, hal ini merupakan besara vektor mencakup jarak dan arah. Kecepatan adalah laju perubahan kredudukan terhadap waktu, hal ini juga merupakan besaran vektor mencakup jarak, arah dan
waktu. Satuan perpindahan diukur dalam meter [m], kecepatan diukur dalam meter per detik [m/s], percepatan diukur dalam meter per detik kuadrat [m/s2], persamaan gerakan lurus percepatan seragam. Persamaan gerak lurus percepatan seragam, penjelasannya dapat dilihat pada gambar 2.4 di bawah ini (Zulfadhli, 2013).
∆𝑣𝑣
∆𝑡𝑡 𝑣𝑣0 𝑣𝑣
𝑡𝑡
Gambar 2.4 Diagram Kecepatan dan Waktu
Percepatan seragam memiliki partikel yang mengalami perubahan kecepatan yang sama dalam selang waktu yang sama secara berturut-turut tanpa peduli berapa selisih selang waktu tersebut, seperti ditunjukkan pada persamaan di bawah ini:
1
2(𝑣𝑣0 +𝑣𝑣) =
𝑚𝑚 𝑡𝑡
𝑚𝑚= 1 2⁄ (𝑣𝑣0+ 𝑣𝑣)𝑡𝑡………. (2.4)
Dimana:
𝑣𝑣 = kecepatan akhir [m/s] 𝑣𝑣0 = kecepatan awal [m/s] 𝑡𝑡 = waktu [s]
𝑚𝑚 = perpindahan kecepatan [m]
Maka perbandingan antara kecepatan dan waktu adalah: ∆𝑣𝑣
∆𝑡𝑡 = 𝑀𝑀 𝑣𝑣 =𝑣𝑣0+∆𝑣𝑣
∆𝑡𝑡 𝑡𝑡 𝑣𝑣 =𝑣𝑣0𝑡𝑡+ 1
2𝑀𝑀𝑡𝑡
Dari persamaan di atas bila 𝑣𝑣0 = 0, maka untuk 𝑣𝑣 diperoleh seperti ditunjukkan pada persamaan di bawah ini:
𝑣𝑣 = √2 𝑀𝑀𝑚𝑚……… (2.6) Bila a = g dan s = h maka,
𝑣𝑣=�2𝑔𝑔ℎ……… (2.7) Dimana:
𝑣𝑣= kecepatan [m/s] 𝑔𝑔= gravitasi [m/s2] ℎ= ketinggian [m]
Maka persamaan diatas adalah percepatan benda jatuh bebas tergantung pada jarak atau tinggi benda jatuh dari pusat bumi, ketika sebuah benda padat jatuh dengan kecepatan sedang, dapat dianggap benda mengalami percepatan gravitasi seragam, untuk pengertian umum para ilmuan mengambil harga percepatan gravitasi g = 9,81 m/s2 (Zulfadhli, 2013).
2.5.1.2 Momentum
Sebuah benda bergerak dikatakan mempunyai momentum yang dinyatakan dengan hasil kali massa benda dengan kecepatan benda (Fisika Terapan).
𝑀𝑀 =𝑚𝑚𝑣𝑣[kgm/s]………(2.8) Dimana:
𝑀𝑀 = momentum [kgm/s] 𝑚𝑚= massa [kg]
𝑣𝑣= kecepatan benda bergerak [m/s]
2.5.1.3 Impuls
Impuls sebuah gaya konstan adalah hasil kali gaya dengan selang waktu yang diperlukan gaya bekerjadengan rumus:
𝐹𝐹= 𝑚𝑚𝑣𝑣 𝑡𝑡⁄ ………(2.10) Maka impuls = perubahan momentum
𝐼𝐼= 𝐹𝐹𝑡𝑡= 𝑚𝑚𝑣𝑣 [kgm/s]………..…………(2.11) Dimana:
𝐼𝐼= impuls [kgm/s] 𝑚𝑚= massa [kg]
𝑣𝑣 = kecepatan benda bergerak [m/s]
2.5.1.4 Energi
Energi didefenisikan sebagai kesanggupan untuk melakukan kerja, prinsip kekekalan energi menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan atau dimusnakan. Dalam hal ini terdapat dua bentuk energi mekanik yaitu:
1. Energi potensial (Ep) yaitu energi yang dapat dimiliki benda berdasarkan kedudukan benda, benda mempunyai energi berdasarkan massa dan posisi (tinggi) benda. Besarnya dapat ditentukan dengan rumus (Zulfadhli, 2013).
𝐸𝐸𝐸𝐸 =𝑚𝑚𝑔𝑔ℎ………(2.12)
Dimana:
𝐸𝐸𝐸𝐸 = energi potensial [Joule] 𝑚𝑚= massa benda [kg] 𝑔𝑔= gaya gravitasi [m/s2] ℎ= ketinggian benda [m]
2. Energi kinetik (Ek) yaitu energi yang dapat dimiliki benda berdasarkan gerakan benda. Adanya pergerakan benda dari kecepatan awal 𝑣𝑣0 ke kecepatan perubahan 𝑣𝑣1. Besarannya dapat ditentukan denganrumus:
𝐸𝐸𝑚𝑚 = 1 2 ⁄ 𝑚𝑚𝑣𝑣2……….. (2.13)
Dimana:
𝐸𝐸𝑚𝑚 = Energi kinetik [Joule] 𝑚𝑚= massa benda [kg]
𝑣𝑣= kecepatan benda jatuh [m/s] (Zulfadhli, 2013).
Hasil output yang dihasilkan alat pengujian impak jatuh bebas yaitu gaya dalam force maka dapat diubah menjadi tegangan yang terjadi dengan membaginya dengan luas penampang yang terkena testrik. Dapat dilihat pada persamaan berikut (Gere & Timoshenko).
𝜎𝜎= 𝐹𝐹 𝐴𝐴⁄ ………..(2.14)
Dimana:
𝜎𝜎 = Tegangan [N/m2] 𝐹𝐹= Gaya [N]
𝐴𝐴= Luaspenampang [m2]
2.5.1.6 Pengukuran Gaya Impak
Kemampuan suatu benda dalam menyerap energi impak diketahui dengan melakukan pengujian impak. Biasanya yang dilakukan dalam dua jenis metode yaitu metode Charpy dan metode Izod. Pengujian ini hanya untuk melihat permukaan dari patahan spesimen yang telah diuji apakah itu getas atau ulet. Selain itu terdapat juga pengujian yang menggunakan kompressoe\ yaitu Air Gun Compressor yang terdapat dilaboratorium Impact and Fracture Unit 1 FT. USU yang mampu meluncurkan stricker dengan kecepatan yang bervariasi dan mencapai lebih kurang 50 m/s. Peralatan ini dapat memberikan gambaran terhadap kenyataan dilapangan dimana benda jatuh dari ketinggian tertentu dengan kecepatan tinggi.
Akan tetapi pada penelitian ini digunakan pengujian Impak Jatuh Bebas dengan variasi ketinggian dan pengukuran besar gaya impak digunakan peralatan
load cell yang dirancang dalam bentuk unit portabel. Alat ini juga mampu mengukur langsung besar gaya ketika sebuah benda yang mempunyai bobot dan ketinggian tertentu jatuhdan menimpa atau menyentuh alat sensor. Besarnya gaya impak terbaca langsung pada sebuah alat perekam dan sinyal dengan angka digital lalu ditampilkan pada destop. Kemampuan pengukuran besar gaya impak alat ini hanya pada batas 30 KN (Simanjuntak, R.K, 2011).
Suatu keistimewaan dari diagram-diagram tegangan-regangan dapat dipergunakan dengan cukup teliti pada hampir semua bahan.Kenyataannya,untuk jarak tertentu dari titik asal, harga-harga eksperimental dari tegangan vs regangan pada dasarnya terletak pada satu garis lurus. Hubungan antara tegangan dan regangan boleh dikatakan berbentuk linier untuk semua bahan, yang disemua bahan yang dikenal sebagai hukum hooke, hukum ini dinyatakan oleh persamaan:
𝜎𝜎=𝐸𝐸.𝜀𝜀atau𝐸𝐸= 𝜎𝜎 𝜀𝜀⁄………..(2.15)
Tetapan E merupakan tetapan pembanding tegangan dan regangan yang disebut sebagai modulus elastisitas atau disebut juga sebagai modulus young.Sedangkan 𝜎𝜎 merupakan tegangan dan 𝜀𝜀 adalah regangan. Secara grafis tetapan E adalah kemiringan (slope) dari garis lurus yang ditarik dari titik asal kearah sektar titik A, tegangan yang didapat pada titik A tersebut dinamakan batas proporsional dari bahan tersebut. Nilai modulus elastis merupakan suatu sifat yang pasti dari suatu bahan.Dalam eksperimen nilai 𝜀𝜀 selalu merupakan nilai yang sangat kecil (Gere & Timoshenko, 1996).
2.7 Pengenalan Tentang Catia
Software CATIA (Computer Aided Three Dimensional Interactive Applicaton) Software inisangat berguna untuk membantu proses desain (CAD), rekayasa (CAE) maupun manufaktur (CAM), yang memungkinkan proses-proses pemodelan seluruhnya dilakukan secara digitalsehingga tidak diperlukan lagi gambar manual maupu n model fisik. Software ini juga handal dalam memenuhi kriteria artistik, kelayakan mekanis, kenyamanan (ergonomis) dan jugakelayakan secara bisnis dari suatu desain produk. CATIA memiliki aplikasi yang sangatlengkap(140 aplikasi) untuk berbagai keperluan disiplin ilmu teknik.
SejarahCATIA dimulai saat Dassault Systemes mengembangkannya untuk DassaultAviation dan mulai digunakan secara komersial sejak tahun 1981.
ini setidaknya CATIA digunakan 80.000 perusahaan di 80 negara dengan proporsi industri automotif sebesar 33%, aerospace (16%), alat elektronik dan konsumen (13%), fabrikasi dan assembly (34%) serta pabrik dan kapal (4%).Selaindigunakan untuk perusahaan-perusahaan besar,CATIAjuga sangat terbuka untukdimanfaatkan oleh UKM (usaha kecil dan menengah) dalam membuat inovasi-inovasi baru. Hal ini sangat terbantu dengan ketersediaan
![Tabel 2.3 Parameter Tipikal Tandan Kosong Kelapa Sawit Per [kg]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/3887421.1851031/10.595.115.508.429.658/tabel-parameter-tipikal-tandan-kosong-kelapa-sawit-per.webp)
