Electronic Theses and Dissertation

Pengujian microbond secara eksperimental pada serat alam sulit dilakukan karena sulit untuk mengatur jarak ragum dan specimen serta sulit untuk mengukur mekanisme kegagalan pada tingkat skala mikro. Pendekatan simulasi numerik dengan metode elemen hingga (MEH) diajukan sebagai salah satu solusi untuk mengatasi masalah tersebut disajikan dalam tesis ini. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk memodelkan pengujian microbond serat Typha-epoksi, menginvestigasi karakteristik ikatan antarmuka serat Typha-epoksi dan membandingkan kekuatan geser antarmuka (IFSS) serat-matriks yang dihasilkan dari pengujian simulasi dengan pengujian microbond serat Typha-epoksi secara eksperimental. Model axisymmetric dipilih untuk memodelkan pengujian microbond dengan model kontak zona elemen kohesif diantara serat dan matriks. Kondisi batas dengan jenis encastre diterapkan pada titik referensi ragum dengan kondisi jepit, sedangkan pada elemen serat dan matriks, kondisi batas yang diterapkan adalah antisimetri pada bidang Y (YASYMM). Metode pembebanan dilakukan dengan sistem penerapan perpindahan yang diaplikasikan pada ujung bagian atas serat sebesar 0.466 mm. Mesh yang digunakan adalah gabungan antara 3 dan 4 nodal bilinear axisymmetric quadrilateral (CAX3 dan CAX4) pada elemen serat, matriks dan ragum, sedangkan mesh yang digunakan pada elemen kohesif adalah 4 nodal axisymmetric cohesive element (COHAX4). Hasil yang diperoleh pada analisis ini memberikan kesesuaian yang sangat baik dengan hasil pengujian eksperimental. Hasil terbaik diperoleh pada model dengan parameter elemen kohesif P2 dengan penerapan jenis mesh halus berukuran 0.001 mm. Persentase selisih hasil simulasi numerik dengan hasil pengujian eksperimental dicatat sebesar 1.96% pada nilai IFSS yang diperoleh dari hasil investigasi yang dilakukan. Model yang diajukan mampu menggambarkan dengan baik proses kerusakan ikatan yang terjadi pada antarmuka serat dan matriks.

Tidak Tersedia Deskripsi