Electronic Theses and Dissertation

Penggunaan serat alam sebagai penguat dalam material komposit terus dikembangkan oleh para peneliti untuk memaksimalkan potensi serat alam sebagai alternatif pengganti serat sintetik. Serat Typha spp. merupakan salah satu tumbuhan yang mana serat dari tumbuhan ini dapat digunakan sebagai penguat dalam material komposit. Salah satu faktor yang mempengaruhi kekuatan komposit berpenguat serat adalah ikatan antarmuka antara serat-matriks. Analisis mikromekanik merupakan analisis dimana sifat mekanik dari bahan komposit dianalisis berdasarkan sifat individu serat dan matriks. Sifat mekanik komposit berpenguat serat sulit untuk dianalisis dengan metode eksperimen sehingga dilakukan dengan metode numerik. Tujuan penelitian ini adalah untuk memodelkan dan menganalisis kondisi antarmuka serat-matriks pada komposit berpenguat serat Typha spp. Analisis dilakukan dengan menggunakan software ABAQUS CAE 6.14. Komposit dimodelkan 3 dimensi dalam skala unit cell, cohesive zone model digunakan untuk merepresentasikan kondisi antarmuka serat dan matriks, model kontak tie constraint sebagai kontak yang mengikat antara cohesive dengan serat dan cohesive dengan matriks. Hasil analisis yang dilakukan dengan metode elemen hingga menunjukkan nilai tegangan von-mises tertinggi pada lapisan cohesive (antarmuka serat dan matriks) untuk variasi diameter serat, yaitu sebesar 5,14 x 10-6 Pa. diameter serat 1 mm, 9,88 x 10-7 Pa. diameter serat 2 mm, dan terendah yaitu 8,96 x 10-7 Pa. Berdasarkan data tersebut dapat diketahui bahwa semakin besar diameter maka akan semakin kecil tegangan yang terjadi di cohesive. Nilai tegangan von-mises tertinggi pada lapisan cohesive untuk variasi arah pembebanan terjadi pada model mikromekanik dengan arah pembebanan searah Y dengan nilai tegangan 579 Pa., kemudian disusul dengan arah pembebanan searah X dengan nilai tegangan 573 Pa., dan terakhir terkecil pada lapisan cohesive dengan arah pembebanan searah Z dengan nilai tegangan 8,78 x 10-7 Pa

One of the factors that affect the strength of fiber-reinforced composites is the interfacial bond between fiber and matrix. micromechanical analysis is an analysis in which the mechanical properties of composite materials are analyzed based on the individual properties of the fiber and matrix. The mechanical properties of fiber-reinforced composites are difficult to analyze by experimental methods, so numerical methods are used. It is necessary to simulate the stress distribution of the fiber-matrix interface of natural fiber-reinforced composites. The aim of this study is to model and determine the stress distribution that occurs at the fiber-matrix interface in Typha spp fiber-reinforced composites. The analysis was carried out using ABAQUS CAE 6.14 software. The composite is modeled in 3 dimensions on a unit cell scale, the cohesive zone model is used to represent the fiber and matrix interface conditions. tie constraint contact model as a binding contact between the cohesive with the fiber and the cohesive with the matrix. The simulation results obtained indicate that the cohesive layer can be modeled as the interface between the matrix and Typha spp fibers. The highest maximum von-mises stress value of 6.341e-07 MPa is at the top cohesive and the minimum von-mises stress value is 1.623e-08 MPa is located at the bottom cohesive.