STUDI EKSPERIMEN DAN PERMODELAN FINITE ELEMENT MATERIAL EPOXY DENGAN PENGUAT CARBON FIBER TERHADAP BEBAN TORSI PADA SHAFT KENDARAAN

SAPUTRA, ESYA (2017) STUDI EKSPERIMEN DAN PERMODELAN FINITE ELEMENT MATERIAL EPOXY DENGAN PENGUAT CARBON FIBER TERHADAP BEBAN TORSI PADA SHAFT KENDARAAN. Undergraduate thesis, Institut Teknoloi Sepuluh Nopember.

[img] Text
2108100007-Undergraduate_Theses.pdf - Published Version
Restricted to Repository staff only

Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Aplikasi dari komposit sudah sangat berkembang dengan pesatnya. Komposisi dari komposit juga sangat sudah beragam, namun penelitian tentang pengaplikasian material epoxy dengan penguat carbon fiber pada shaft belum bisa dikatakan banyak. Penelitian tentang beban puntir yang akan diterima oleh carbon fibre shaft juga sangat terbatas. Pemilihan material ringan dan memiliki kemampuan dalam menahan beban puntir ini merupakan tujuan dari penelitian ini sehingga dapat menggantikan peran baja pejal sebagai shaft kendaraan. Permodelan shaft dibuat dengan menggunakan software berdasarkan dari data teknis yang telah diperoleh. Material yang digunakan dalam permodelan yaitu campuran dari Epoxy resin dengan penguat Carbon fiber. Dilakukan simulasi pada kedua model dengan memberikan momen puntir sebesar 143 N.m pada salah satu ujungnya untuk membandingkan besarnya Angle of Twist, Torsional Stiffness dan Maximum Shear Stress. Pembuatan shaft dengan material komposit dibuat sesuai dengan model dan diuji untuk memvalidasi hasil simulasi. Hasil simulasi didapatkan bahwa shaft Carbon Fiber dengan ketebalan 6 layer berorientasi sudut 0° sudah memenuhi, karena setelah dilihat dari 3 aspek yaitu Angle of Twist, Torsional Stiffness dan Maximum Shear Stress sudah memenuhi untuk dinyatakan lebih baik dibandingkan baja pejal SM45C. Setelah dilakukan simulasi untuk menentukan layer yang digunakan, didapatkan hasil simulasi terkait variasi orientasi serat yang terbaik yaitu orientasi 〖45〗^opada keenam layernya. Sesuai dengan tujuan dari penelitian ini dimana composite carbon fiber ini merupakan material yang dikenal memiliki density yang jauh lebih ringan dibandingkan baja. Maka dari itu, dilakukan simulasi dengan mengurangi jumlah layer untuk orientasi serat 〖45〗^o dalam beberapa model dan didapatkan hasil berupa shaft Carbon Fiber dengan ketebalan 5 layer yang memiliki orientasi serat 〖45〗^o di setiap layernya adalah hasil terbaiknya dibandingkan baja pejal SM45C. Pada proses eksperimen dilakukan pembuatan prototype shaft. Prototype shaft dikenai oleh pengujian torsi sebesar 143 Nm. Dari pengujian tersebut didapatkan bahwa prototype telah memenuhi ketentuan ditandai dengan tidak terjadinya kerusakan pada shaft. ================================================================================================= The application of composite is already developed rapidly. The composition of composite also vary, but not much research are done on the application of epoxy materials with carbon fiber reinforcement in the shaft. Research on twisting loads distribution to the carbon fiber shaft are also very limited. Lightweight material selection and the ability to withstand twisting loads are the intention of this research that replaced the role of solid steel as a vehicle shaft. Shaft modeling is made by using software based on technical data which have been obtained. The materials used in the modeling are a mixture of epoxy resin with carbon fiber reinforcement. Simulations are performed on both models by providing a torque of 143 N.m at one end of the shaft for comparing the magnitude angle of twist, torsional stiffness, and maximum shear stress. The manufacturing of shafts with composite materials are made in accordance with the model and tested to validate the simulations results. The simulation results showed that carbon fiber with 6 layers of thickness have an orientation angle of 0° have met the criteria and better than solid steel SM45C because of the 3 aspects angle of twist, torsional stiffness, and maximum shear stress. After the simulation for determining the used of layers, the best result of simulation-related fiber orientation variation are 45° for all the layers. In accordance with the objectives of this study which is the carbon fiber composite material that is known to have much lighter density than steel. Therefore, simulations are done by reducing the number of layers of 45° orianted fiber in some models and the results obtained in form of shaft carbon fiber with a thickness of 5 layers that have an orientation of 45° fiber in each layers and is the best result compared to solid steel SM45C. The experiment process are done by manufacturing a shaft prototype. The shaft protoype is subjected to a torque of 143 N.m. from these tests it was found that the prototype has met the requirment characterized by none damaged shaft.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords: carbon fiber, komposit, Epoxy, uji puntir,carbon fiber, composite, epoxy, torque test
Subjects: T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery
T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ799 Diesel motor--Electronic control.
Divisions: Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > (S1) Undergraduate Theses
Depositing User: - ESYA SAPUTRA
Date Deposited: 25 Jan 2017 06:39
Last Modified: 25 Jan 2017 06:39
URI: http://repository.its.ac.id/id/eprint/3116

Actions (login required)

View Item View Item