Studi Eksperimental Performa Mekanik Uji Tarik dan Impak Spesimen Komposit Hibrida dan Uji Cantilever Propeller Small UAV dengan Susunan 2C/3G/2C dan 2G/3C/2G

Ardana, Derivata Nikko (2023) Studi Eksperimental Performa Mekanik Uji Tarik dan Impak Spesimen Komposit Hibrida dan Uji Cantilever Propeller Small UAV dengan Susunan 2C/3G/2C dan 2G/3C/2G. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111940000096_Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (5MB) | Request a copy

Abstract

UAV atau Unmanned Aerial Vehicles merupakan salah satu kategori pesawat yang dimiliki tim lomba di ITS yaitu Bayucaraka. UAV sendiri biasanya digerakkan oleh motor listrik untuk memutar propeller. Propeller berfungsi untuk mengubah gerak rotasi menjadi thrust untuk mengangkat atau mendorong secara vertical UAV. Untuk memenuhi kebutuhan UAV buatan mereka, maka Bayucaraka membuat propeller yang sesuai dengan spesifikasi UAV yang mereka buat. Propeller yang dimiliki oleh Bayucaraka ini masih memiliki kekurangan dibandingkan dengan propeller yang dapat dibeli secara umum. Kekurangan tersebut adalah propeller buatan mereka mudah untuk mengalami kegagalan berupa patah dan pecah ketika terjadi benturan saat pandaratan UAV. Bahan yang biasanya digunakan didalam pembuatan propeller adalah karbon fiber, namun untuk mengurangi biaya dan tanpa mengurangi kekuatan propeller maka akan dilakukan penelitian tentang komposit hibrida sebagai struktur penguat propeller. Pada penelitian propeller ini akan digunakan pendekatan berupa spesimen lembaran yang akan diuji tarik dan di uji impak. Komposit hibrida yang digunakan pada penelitian ini adalah lapisan 2G/3C/2G dan 2C/3G/2C. Selain pendekatan menggunakan spesimen lembaran, penelitian ini juga membahas tentang bagaimana performa mekanik dari spesimen komposit hibrida yang digunakan serta mempelajari efek hibrida yang terjadi dari lapisan tersebut. Sementara, untuk propeller akan di uji bending untuk mengetahui performa mekaniknya. Rule of Hybrid Mixture akan digunakan untuk mengetahui efek hibridisasi pada penelitian kali ini, didapatkan modulus young prediksi untuk spesimen 2C/3G/2C sebesar 105.93 GPa sedangkan untuk spesimen 2G/3C/2G sebesar 86.80 GPa. Dari hasil pengujian, didapatkan modulus young spesimen 2C/3G/2C sebesar 110.42 GPa, angka ini lebih besar dari prediksi sehingga menampilkan efek positif dari hibridisasi, sedangkan untuk spesimen 2G/3C/2G mendapatkan modulus young 50.63 GPa yang merupakan penurunan atau mengalami efek negative hibridisasi. Pengujian lain yang dihasilkan dari penelitian ini adalah uji impak yang menghasilkan kekuatan impak. Kekuatan impak yang memiliki nilai lebih tinggi pada penelitian ini adalah pada variasi 2G/3C/2G yaitu sebesar 0.053 J/mm2 sedangkan untuk variasi 2C/3G/2C memiliki nilai sebesar 0.043 J/mm2, hal ini terjadi karena penambahan low modulus dan high strain glass layer meningkatkan energi impak yang dapat di redam. Pengujian terakhir pada penelitian kali ini adalah uji cantilever yang memiliki beban paling besar pada variasi 2C/3G/2C sebesar 19 N dan variasi 2G/3C/2G sebesar 17 N, hal ini terjadi karena variasi 2C/3G/2C memiliki rasio karbon yang lebih tinggi sehingga nilai kekauannya lebih besar.
===============================================================================================================================
UAV or Unmanned Aerial Vehicles is one of the aircraft categories owned by the competition team at ITS, Bayucaraka. UAVs themselves are usually driven by electric motors to rotate the propeller. The propeller functions to convert rotational motion into thrust to lift or push the UAV vertically. To meet the needs of their UAVs, Bayucaraka makes propellers that match the specifications of the UAVs they make. The propeller owned by Bayucaraka still has shortcomings compared to propellers that can be purchased in general. The drawback is that their propeller is easy to fail in the form of breaking and breaking when there is an impact during UAV landing. The material usually used in making propellers is carbon fiber, but to reduce costs and without reducing the strength of the propeller, research will be carried out on hybrid composites as a propeller reinforcement structure. In this propeller research, an approach will be used in the form of sheet specimens that will be tensile tested and impact tested. The hybrid composites used in this research are 2G/3C/2G and 2C/3G/2C layers. In addition to the approach using sheet specimens, this research also discusses how the mechanical performance of the hybrid composite specimens used and studies the hybrid effects that occur from these layers. Meanwhile, the propeller will be subjected to bending tests to determine its mechanical performance. Rule of Hybrid Mixture will be used to determine the effect of hybridization in this research, the predicted young modulus for 2C/3G/2C specimen is 98.93 GPa while for 2G/3C/2G specimen is 64.98 GPa. From the test results, the young modulus of the 2C/3G/2C specimen is 102.96 GPa, this figure is greater than the prediction so that it displays the positive effect of hybridization, while for the 2G/3C/2G specimen, the young modulus is 50.63 GPa which is a decrease or a negative effect of hybridization. Another test resulting from this research is the impact test which produces impact strength. The impact strength that has a higher value in this study is in the 2G/3C/2G variation which is 0.053 J/mm2 while for the 2C/3G/2C variation has a value of 0.043 J/mm2, this occurs because the addition of low modulus and high strain glass layers increases the impact energy that can be damping. The last test in this research is the cantilever test which has the largest load in the 2C/3G/2C variation of 19 N and the 2G/3C/2G variation of 17 N, this happens because the 2C/3G/2C variation has a higher carbon ratio so that the stiffness value is greater

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Efek Hibridisasi, Failure Mechanism, Glass, Karbon, dan Hibrida, carbon, failure mechanism, hybrid, and hybridisation effect
Subjects:	T Technology > TL Motor vehicles. Aeronautics. Astronautics
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Derivata Nikko Ardana
Date Deposited:	23 Aug 2023 06:52
Last Modified:	23 Aug 2023 06:52
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/102671

Actions (login required)

View Item