abstrak penerapan kriteria kegagalan tsai-hill … · modus kegagalan yang terjadi terdeteksi oleh...
TRANSCRIPT
i
ABSTRAK
PENERAPAN KRITERIA KEGAGALAN TSAI-HILL DALAM
ANALISIS DAN PREDIKSI KEGAGALAN SAMBUNGAN PIN
PADA PELAT KOMPOSIT GLASS/EPOXY
Oleh
Syarif Hidayat
NIM : 33611001
(Program Studi Doktor Aeronotika dan Astronotika)
Dalam penelitian ini, perilaku sambungan pin pada laminat komposit dengan arah
serat susunan lamina berbeda, telah diamati secara analitik, numerik dan
eksperimen.
Tujuannya adalah untuk menyelidiki tegangan, kekuatan, dan modus kegagalan
sambungan pin laminat komposit pada kondisi linear elastis . Untuk tujuan ini,
perangkat lunak ANSYS dan Matlab digunakan dalam proses analisis.
Metodologi penelitian untuk memodelkan masalah sambungan pin ini
menggunakan dua langkah utama: analisis tegangan, dan analisis kegagalan.
Pemodelan dua dimensi metode elemen hingga digunakan untuk analisis
tegangan, dengan quadrilateral isoparametric dipilih sebagai bentuk elemennya.
Berdasarkan hasil perhitungan pada masing-masing elemen dua-dimensi tersebut,
modus kegagalan yang terjadi terdeteksi oleh kriteria kegagalan Tsai-Hill.
Sifat dari bahan laminat gelas / epoxy diperoleh dari hasil pengujian tarik, tekan,
dan geser bidang, digunakan sebagai input-an untuk pemodelan numerik.
Program pengujian bahan menggunakan standar pengujian bahan internasional,
ASTM-D3039, ASTM-3410, dan ASTM-D7078, dilakukan guna memenuhi
kebutuhan tersebut.
Untuk menyelidiki dan memverifikasi dengan prediksi analitik perilaku mekanik,
dan untuk mengamati karakteristik kegagalan sambungan pin laminat komposit,
serangkaian percobaan dilakukan dengan tiga jenis konfigurasi laminat yang
berbeda, dengan masing masing delapan spesimen, jadi sebanyak 24 spesimen
digunakan dalam pengujian sambungan pin ini.
Pemodelan dengan ANSYS R.15 guna mendeteksi kegagalan sambungan pin.
Analisis tegangan dilakukan pada kurva characteristic curve selanjutnya
diinvestigasi dengan kriteria kegagalan Tsai-Hill.
Katakunci: Tegangan, modus kegagalan, sambungan pin, characteristic curve,
kriteria Tsai-Hill.
iii
ABSTRACT
APPLICATION OF TSAI-HILL FAILURE CRITERIA IN
ANALYSIS AND PREDICTION OF FAILURE OF PINNED
JOINTS IN GLASS/EPOXY COMPOSITE PLATE
By
Syarif Hidayat
NIM : 33611001
(Doctoral Program in Aeronautics and Astronautics)
In this study, behavior of pin-loaded laminated composites with different stacking
sequence and different dimensions has been observed numerically and
experimentally.
The aim is to investigate stresses, failure strength and failure mode of composite
laminates containing a pin loaded hole when the material exhibits linear and
elastic behavior. For this purpose, ANSYS R.15 and Matlab computer code was
used.
The logical methodology for modeling the joint problem uses the two major steps:
stress analysis, and failure analysis. A two-dimensional, finite element technique
was used for the stress analysis. The four-node quadrilateral isoparametric
element was chosen. Based on the two-dimensional state of stress of each element,
different failure modes were detected by a set of Tsai-Hill type failure criteria.
As the input for the model, the material properties of unidirectional glass/epoxy
material were characterized under tension, compression, and in-plane shear in
static loading conditions. An experimental program, by using standard
experimental techniques, ASTM-D3039, ASTM-D3410, and ASTM-D7078, was
performed for this purpose.
To investigate and verify to the analytical predictions of mechanical behavior,
and to observe the failure characteristics of the pin-loaded composites, a series of
experiments was performed with three different laminate configurations, in all,
over 24 specimens.
The stress distribution around the characteristic curve was performed using
ANSYS R.15. Stress analysis carried out on the characteristic curve further
investigated by the Tsai-Hill failure criterion.
Keywords: Stress, failure mode, pin joint, characteristic curve, Tsai-Hill criteria