Dampak Penggantian Material Potting Mass Dengan Lapisan Serat Karbon Dan Variasi Sudut Chamfer Terhadap Kekuatan Pull-Out Struktur Sandwich Serat Komposit

Maydiyanto, Ismail (2024) Dampak Penggantian Material Potting Mass Dengan Lapisan Serat Karbon Dan Variasi Sudut Chamfer Terhadap Kekuatan Pull-Out Struktur Sandwich Serat Komposit. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6007211017-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2026. Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Dengan meningkatnya antusiasme masyarakat terhadap balap, minat terhadap pengembangan struktur ringan juga meningkat. Struktur ringan tanpa menurunkan tingkat keamanan dan kekuatannya dimulai di motorsport dan dengan mudah menyebar ke industri otomotif yang mencoba memasukkan lebih banyak material komposit daripada logam ke dalam kendaraan mereka. Dengan keunggulan tersebut banyak kendaraan balap yang menggunakan sasis monocoque yang terbuat dari sandwich serat karbon dengan honeycomb core. Sasis monocoque adalah struktur satu bagian dengan bodi yang berfungsi sebagai bagian penahan beban. Meski dengan kelebihan itu beberapa bagian kendaraan masih membutuhkan logam. Mempertimbangkan hal ini, struktur sandwich lemah di bawah beban lokal karena honeycomb terkompresi dengan mudah maka dipasang reinforcement yang digunakan pada zona sambungan material komposit dan logam untuk menyebarkan beban ke area yang lebih luas. Penelitian ini akan menentukan out-of-plane tensile strength atau pull-out strength dengan metode simulasi yang mengadaptasi jurnal dari Sebastian Heimbs dan Marc Pein dan metode eksperimen yang mengacu pada ECSS-E-HB-32-22A Space Engineering: Insert Design Handbook oleh European Cooperation for Space Standarization (ECSS). Metode reinforcement baru ini akan mengambil keuntungan kekuatan tarik dari metode insert dan mengambil keuntungan penyebaran beban dari metode chamfer yang telah dianalisa oleh Formiga J., Sousa L. dan Infante V. Menurut beberapa penelitian yang telah disebutkan, potting compound akan mengisi ruang kosong pada struktur sandwich dimana hal ini akan membuat struktur menjadi lebih berat. Metode penguatan baru akan menghilangkan potting compound dan menggantinya dengan lapisan serat karbon dan menambahkan insert logam. Dari penelitian ini menunjukkan bahwa metode baru mempunyai beban tarik lebih besar daripada metode insert lama. Nilai beban tarik maksimal dari metode chamfer adalah 3015 N sedangkan nilai beban tarik maksimal untuk metode potting mass adalah 5233,6 N. Untuk metode baru memliki beban tarik yang lebih besar yaitu senilai 8325,7 N. Hasil simulasi juga menunjukkan bahwa untuk metode baru, perubahan sudut chamfer berefek pada nilai beban tarik. Nilai beban tarik membesar seiring bertambahnya sudut chamfer terhadap vertikal. Pernbandingan dari metode simulasi dan metode eksperimen menunjukkan puncak pertama hasil dari metode simulasi lebih besar daripada puncak pertama dari hasil eksperimen. Nilai puncak pertama dari hasil eksperimen adalah 4695.9 N dan puncak dari metode simulasi adalah 5162.2 N.
=================================================================================================================================
With the increasing of people’s enthusiasm to racing, there has been an increased interest in the development of lightweight structures. The pursuit a target of lightest structures without despise to their safety and strength started in motorsport and easily spread into the automotive industry that is trying to include more composite materials instead of metal in their vehicles. With that advantage many racing vehicles use monocoque chassis made from carbon fiber sandwich with honeycomb core. A monocoque chassis is a single piece structure with the body acting as a load-bearing member. It supports the suspension system, steering system, drive system, and other components. Although with that advantage some parts of the vehicle still require metal as in the racing car in the DTM competition. Considering this, because sandwich structures are weak under localized loads since the honeycomb compresses easily reinforcement are introduced used on the connection zone of composite and metal material to spread the load to a larger area. This research will determine out-of-plane tensile strength or pull-out strength with simulation method that adapts the journal from Sebastian Heimbs and Marc Pein and experimental method that refers to ECSS-E-HB-32-22A Space Engineering: Insert Design Handbook by the European Cooperation for Space Standardization (ECSS). This new method of reinforcement will take the pull-out strength advantage of insert method and take the load spread advantage of chamfer method. According to some of the studies that have been mentioned, potting mass will fill the empty space in sandwich structures where this will make the structure heavier. The new reinforcement method will remove the potting mass and replace it with carbon fiber layers and add a metal insert. This research shows that the new method has a greater tensile load than the old insert method. The maximum tensile load value for the chamfer method is 3015 N, while the maximum tensile load value for the potting mass method is 5233.6 N. The new method has a larger tensile load, namely 8325.7 N. The simulation results also show that for the new method, Changing the chamfer angle has an effect on the tensile load value. The tensile load value increases as the angle of the chamfer to the vertical increases. Comparison of the simulation method and the experimental method shows that the first peak of the results from the simulation method is greater than the first peak from the experimental results. The first peak value from the experimental results is 4695.9 N and the peak from the simulation method is 5162.2 N.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Reinforcement, insert, out-of-plane tensile, Carbon Fiber
Subjects:	T Technology > TL Motor vehicles. Aeronautics. Astronautics > TL240.5 Composite materials T Technology > TL Motor vehicles. Aeronautics. Astronautics > TL671.6. Materials--Fatigue.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Ismail Maydiyanto
Date Deposited:	07 Feb 2024 19:58
Last Modified:	07 Feb 2024 19:58
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/106575

Actions (login required)

View Item