Pengaruh Mode Getar dan Panjang Retak terhadap Distribusi Tegangan pada Fiber Metal Laminates

Talibo, Teguh (2019) Pengaruh Mode Getar dan Panjang Retak terhadap Distribusi Tegangan pada Fiber Metal Laminates. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Fiber metal laminate adalah material komposit dengan perfoma tinggi yang dibuat dengan lapisan paduan metal dan komposit yang terikat dengan adhesive. Terdapat tiga jenis FML yang tersedia secara komersial yaitu ARALL, CARALL, dan GLARE yang terbuat berdasarkan serat sintetisnya masing-masing yaitu armid, karbon, dan kaca. Dikarenakan rasio kekuatan-berat, rasio kekakuan-berat dan ketahanan fatigue yang tinggi, berbagai jenis FML ini telah diaplikasikan pada struktur pesawat terbang. Pengapliksian tersebut membuat analisa dinamik dari struktur ini menjadi sangat penting. Penelitian ini menggunakan FML berjenis GLARE yang memiliki retak dengan pembebanan berupa getaran. Penelitian ini disajikan untuk menganalisa karakteristik getaran dan tegangan dari getaran pada square plate fiber metal laminates yang memiliki retak yang terletak pada bagian tengah dari pelat persegi dimana garis retak ini sejajar dengan salah satu garis tepi dari pelat persegi. Pemberian panjang retak pada pelat FML akan menurunkan nilai kekakuan dari pelat sehingga dapat mempengaruhi karakteristik getarannya. Karakteristik getaran yakni natural frekuensi dan mode getar dapat menentukan persebaran tegangan pada pelat FML. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode eksperimental semu dengan memanfaatkan software berbasis metode elemen hingga. Struktur ini diberikan pembebanan getaran dengan variabel bebasnya yaitu 10 mode getar awal pelat persegi dan mengunakan panjang retak 5 mm, 10 mm dan 15 mm. Dalam penelitian ini didapatkan data yang menunjukan terjadi penurunan nilai frekuensi dalam setiap pertambahan panjang retak sebagai contoh dalam mode getar pertama yaitu 52.52Hz untuk pajang retak 5 mm, 52.51 Hz untuk panjang retak 10 mm dan 52.49 Hz untuk panjang retak 15 mm. Dari analisa tegangan didapatkan nilai tegangan ujung retak yang cenderung semakin tinggi seiring bertambahnya panjang retak. Sebagai contohnya tegangan yang terjadi pada permukaan luar aluminium di mode ke 2 pelat FML yaitu 41.92 MPa untuk panjang retak 5 mm, 77.25 MPa untuk panjang retak 10 mm, dan 109.38 MPa untuk panjang retak 15 mm. Hasil dari penelitian ini menunjukan bahwa semakin besar ukuran panjang retak maka semakin kecil nilai frekuensi natural dan semakin besar juga nilai tegangan pada ujung retak yang dapat memungkinkan terjadinya perambatan retak.

English Abstract

Metal fiber laminate is a composite material with high performance made with metal and composite alloy layers which are bonded with adhesive. There are three types of commercially available FML, namely ARALL, CARALL, and GLARE which are made based on their respective synthetic fibers, namely armid, carbon, and glass. Due to the strength-weight ratio, the rigidity-weight ratio and the high fatigue resistance, various types of FML have been applied to aircraft structures. The application makes the dynamic analysis of this structure very important. This study uses GLARE type FML which has a crack with a vibration. This research is presented to analyze the vibration and stress characteristics of the square plate fiber metal laminates which have a crack located in the middle part of the square plate where the crack line is parallel to one of the edges of the square plate. Giving the length of the crack on the FML plate will reduce the stiffness value of the plate so that it can affect the vibration characteristics. The vibration characteristics of natural frequency and vibration mode can determine the stress distribution on the FML plate. The method used in this study is a quasi-experimental method using software based on finite element methods. This structure is given vibrational loading with its independent variable, namely 10 initial vibration modes of square plates and using crack lengths of 5 mm, 10 mm and 15 mm. In this study data obtained showed a decrease in the frequency value of each crack length increment for example in the first vibrational mode which was 52.52Hz for crack display of 5 mm, 52.51 Hz for crack lengths of 10 mm and 52.49 Hz for crack lengths of 15 mm. From the stress analysis the value of the crack tip stress tends to be higher as the crack length increases. For example, the stress that occurs on the outer surface of aluminum in mode 2 of the FML plate is 41.92 MPa for crack lengths of 5 mm, 77.25 MPa for crack lengths of 10 mm, and 109.38 MPa for crack lengths of 15 mm. The results of this study indicate that the greater the size of the crack length, the smaller the natural frequency value and the greater the value of the stress at the crack tip that can allow crack propagation to occur.

Other obstract

-

Item Type: Thesis (Sarjana)
Identification Number: SKR/FT/2019/857/051910036
Uncontrolled Keywords: Fiber metal laminates, Retak, Tegangan, Frekuensi natural, Mode getar, Fiber Metal Laminates, Crack, Stress, Natural Frekuensi, Mode Shape
Subjects: 600 Technology (Applied sciences) > 620 Engineering and allied operations > 620.1 Engineering mechanics and materials > 620.18 Nonferrous metals
Divisions: Fakultas Teknik > Teknik Mesin
Depositing User: Budi Wahyono Wahyono
Date Deposited: 25 Oct 2020 06:33
Last Modified: 25 Oct 2020 06:33
URI: http://repository.ub.ac.id/id/eprint/175176
Full text not available from this repository.

Actions (login required)

View Item View Item