Electronic Theses and Dissertation

Material komposit banyak digunakan dalam berbagai produk baik dalam industri, otomotif, dan sebagainya karena sifatnya yang baik dalam segi kekuatan dan modulus elastisitas yang tinggi, harga yang terjangkau, bobotnya yang ringan dan proses pembuatannya yang relatif mudah.. Lengan engkol (crank arm) pada sepeda merupakan salah satu pemanfaatan komposit yang sering dijumpai. Material yang sebelumnya terbuat dari aluminium dan baja, digantikan oleh komposit gabungan serat gelas dan serat abaca diproses dengan Compression Moulding yang terbuat dari 3D Printing.. Penelitian ini menganalisis tegangan crank arm sepeda berbahan kompoesitkomposit serat gelas dan serat abaca dengan campuran resin epoxy menggunakan software Abaqus. Material properties komposit gabungan serat gelas dan serat abaca dimasukkan kedalam aplikasi Abaqus kemudian dianalisis untuk mengetahui nilai regangan, tegangan, dan displacement. Hasil dari analisisHasil dari analisis crank arm dengan beban 1300 N menggunakan FEM menunjukkan crank arm bahwa produk mampu menahan beban 1300 N tersebut dengan tegangan yang didapatkan sebesar 43,72 Mpa, displacement 0,15 mm, dan regangan sebesar 0,000002242. Crank arm yang telah dicetak memiliki komposisi serat gelas 8,4 gr, serat abaca 13,9 gr, dan resin 89,7 gr Nilai tegangan tersebut 45% lebih rendah dibandingkan dengan tensile strength material serat gelas dan serat abaca yang sebesar 79 MPa. Dengan mempertimbangkan faktor keamanan sebesar 1,8, nilai tegangan yang dihasilkan masih belum cukup untuk menyebabkan kegagalan material. Pembuatan purwarupa crank arm berbahan serat gelas dan serat abaca memiliki panjang 200 mm, telah berhasil dilakukan dengan metode cetak tekan. Komposisi material terdiri dari 8,4 gr serat gelas, 13,9 gr serat abaca, serta 89,7 gr resin epoxy dan hardener. Purwarupa yang dihasilkan memiliki berat 115 gr dengan bentuk yang presisi dan ukuran sesuai dengan desain.
Kata kunci : Komposit, Crank arm, Serat gelas, Serat Abaca, Finite element method.

Composite materials are widely used in various products both in industry, automotive, and so on because of their good properties in terms of strength and high modulus of elasticity, affordable prices, light weight and relatively easy manufacturing process. The crank arm on a bicycle is one of the composite uses that is often found. The material that was previously made of aluminum and steel, was replaced by a composite of glass fiber and abaca fiber processed with Compression Molding made of 3D Printing. This study analyzed the stress of bicycle crank arms made of glass fiber and abaca fiber composites with a mixture of epoxy resin using Abaqus software. The material properties of the composite of glass fiber and abaca fiber were entered into the Abaqus application and then analyzed to determine the values of strain, stress, and displacement. Results of the analysisThe results of the analysis of the crank arm with a load of 1300 N using FEM showed that the crank arm product was able to withstand a load of 1300 N with a stress obtained of 43.72 Mpa, a displacement of 0.15 mm, and a strain of 0.000002242. The molded crank arm has a composition of 8.4 grams of glass fiber, 13.9 grams of abaca fiber, and 89.7 grams of resin. The stress value is 45% lower than the tensile strength of glass fiber and abaca fiber materials which is 79 MPa. Considering a safety factor of 1.8, the resulting stress value is still not enough to cause material failure. The manufacture of a crank arm prototype made of glass fiber and abaca fiber with a length of 200 mm has been successfully carried out using the compression molding method. The material composition consists of 8.4 grams of glass fiber, 13.9 grams of abaca fiber, and 89.7 grams of epoxy resin and hardener. The resulting prototype weighs 115 grams with a precise shape and size according to the design. Keywords: Composite, Crank arm, Glass fiber, Abaca fiber, Finite element method.