Sabbilly Robby, Emy Fadlillah (2020) Analisa Pengaruh Temperatur Terhadap Respon Tegangan-Regangan Adhesive Scarf Joint pada Pembebanan Laju Regangan Tinggi Menggunakan Uji Split Hopkinson Pressure Bar. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
Preview |
Text
021111640000046_Undergraduate_Thesis.pdf Download (2MB) | Preview |
Abstract
Pemilihan sambungan untuk merancang struktur otomotif yang ringan dan aman merupakan faktor yang penting untuk diperhatikan. Adhesive termasuk jenis sambungan yang dipertimbangkan untuk struktur ringan karena memiliki beberapa kelebihan. Distribusi tegangan yang merata dan kemampuan sambungan adhesive untuk menyerap energi saat terjadi pembebanan dinilai lebih baik dibandingkan sambungan konvensional. Adhesive merupakan polimer yang sifat mekaniknya sensitif terhadap temperatur. Pada temperatur lingkungan yang tinggi secara signifikan dapat mempengaruhi sifat mekanik sambungan adhesive seperti kekakuan, kekuatan dan umur pemakaian. Sensitifitas sambungan adhesive terhadap temperature dipengaruhi oleh glass transition temperature (Tg) atau bisa pada temperature lebih tinggi. Disisi lain, sifat mekanik adhesive juga sensitive terhadap laju regangan atau deformasi tinggi yang disebabkan oleh beban tumbukan. Sedangkan, belum banyak literatur yang membahas pengaruh gabungan dari dua factor tersebut pada sambungan adhesive. Oleh karena itu penting untuk mempelajari sifat mekanik sambungan adhesive pada temperatur tinggi.
Penelitian ini menganalisa pengaruh temperature pada sambungan scarf adhesive bersudut 45°. Jenis sambungan ini bila diberikan pembebanan eksternal mampu menjaga beban sesumbu dengan sambungan. Tipe sambungan scarf memiliki dua jenis tegangan yaitu tegangan normal dan tegangan geser. Dengan begitu, pemilihan scarf sebagai jenis sambungan dapat meminimalisir konsentrasi tegangan. Sambungan ini memiliki efisiensi tinggi pada aplikasi pembebanan kritis yang bisa ditemukan pada industri aeronautical dan aerospace. Selain itu, material adherend yang digunakan pada penelitian ini adalah aluminium AISI 6061.
Pengamatan respon sambungan scarf adhesive terhadap temperature kerja dilakukan menggunakan alat uji Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB). Alat uji SHPB digunakan untuk mengetahui sifat mekanis sambungan scarf adhesive pada pembebanan dinamik. Respon tegangan-regangan hasil pengujian tersebut untuk mengamati nilai young’s modulus. Pengamatan akan dilakukan pada temperature ruang (RT), 40 ℃, 50 ℃ dan 60 ℃ dengan laju regangan yang dijaga konstan yaitu 856±69 s-1. Sedangkan pada temperatur 70 ℃ dilakukan pada laju regangan 1078±55 s-1. Lima spesimen akan diuji pada setiap variasi temperatur. Selanjutnya, young’s modulus hasil pengujian tersebut akan diuji validasi menggunakan metode statisik paired t-test.
Pengujian sambungan scarf adhesive ini dilakukan untuk mengetahui sifat mekanis material yaitu kekakuan terhadap pengaruh temperatur tinggi. Nilai young’s modulus didapatkan dari menarik slope grafik tegangan-regangan dari titik nol hingga strain 0,04. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa seiring dengan meningkatnya temperatur, kekakuan sambungan menurun. Penurunan signifikan terjadi pada temperature ruang (RT) hingga 40 ℃. Diharapkan hasil penelitian ini berguna kedepannya sebagai referensi pengamatan lebih lanjut maupun sebagai keputusan untuk pelaku industri dalam merancang suatu sambungan adhesive.
======================================================================================================================
Joints determination for lightweight and safe automotive structure design is an important factor to observed. The adhesive is one of the considered joints for lightweight structure because it has several advantages. Constant stress distribution and the ability of the adhesive joints to absorb energy during loading are better than conventional joints. The mechanical properties of an adhesive are sensitive to temperature. At high ambient temperature, it significantly affects the mechanical properties of the adhesive joints such as stiffness, strength, and lifetime. The sensitivity of the adhesive joint to temperature is influenced by the glass transition temperature (Tg) or it can be at higher temperatures. On the other hand, the mechanical properties of the adhesive are also sensitive to high strain rate or high deformation caused by impact loads. Meanwhile, there is not much literature discussing the effect of the combination of these two factors on adhesive joints. Therefore it is important to study the mechanical properties of adhesive joints at high temperatures.
This study analyzes the effect of temperature on a 45° scarf adhesive joint. This type of joint, when external loaded, capable to keep the axis of loading aligned with the joint. The type of scarf joint has two types of stress, namely normal stress, and shear stress. That way, choosing a scarf as a type of connection can minimize stress concentrations. These joints have high efficiency in critical loading applications that can be found in the aeronautical and aerospace industries. Besides, the adherend material used in this study is aluminum alloy AISI 6061.
Observation of the response of the adhesive scarf joint to working temperature was carried out using the Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) test instrument. The SHPB test tool is used to determine the mechanical properties of the scarf adhesive connection in dynamic loading. The stress-strain response of the test results is to observe the value of young's modulus. Observations will be made at room temperature (RT), 40 ℃, 50 ℃, and 60 ℃ with a strain rate that is kept constant, 856 ±69 s-1. Whereas at a temperature of 70 ℃ it is carried out at a strain rate of 1078±55 s-1. Five specimens will be tested at each temperature variation. Furthermore, young's modulus of the test results will be tested for validation using the paired t-test static method.
This adhesive scarf joint test was conducted to determine the mechanical properties of the material, namely the stiffness to the influence of high temperatures. The value of young's modulus is obtained from pulling the slope of the stress-strain graph from zero to 0.04 of strain. The results obtained show that as the temperature increases, the stiffness of adhesive decreases. A significant decrease occurred at room temperature (RT) up to 40 ℃. It is hoped that the results of this research will be useful in the future as a reference for further observations and as a decision for industry players in designing an adhesive joint.
| Item Type: | Thesis (Undergraduate) |
|---|---|
| Uncontrolled Keywords: | Adhesive, Scarf adhesive joint, Young’s modulus, Temperatur, Split hopkinson pressure bar. |
| Subjects: | T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA455.A34 Adhesives T Technology > TL Motor vehicles. Aeronautics. Astronautics > TL240.5 Composite materials |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis |
| Depositing User: | EMY FADLILLAH SABBILLY ROBBY |
| Date Deposited: | 25 Aug 2020 03:03 |
| Last Modified: | 15 May 2023 09:42 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/80197 |
Actions (login required)
 |
View Item |