PEMODELAN KEGAGALAN MULTISKALA KOMPOSIT TERMOPLASTIK BERPENGUAT SERAT GELAS

• Main Author: Kholish Rumayshah, Khodijah
• Format: Theses
• Language: Indonesia
• Online Access: https://digilib.itb.ac.id/gdl/view/66440
• Institution: Institut Teknologi Bandung

Penelitian ini mengembangkan model numerik multiskala dari sebuah komposit termoplastik berpenguat serat. Proses pemodelan dimulai dari level mikro hingga meso. Pemodelan skala mikro dilakukan dengan memodelkan sel satuan heksagonal dengan 4 macam pembebanan, yaitu tarik searah serat, tarik transversal, geser transversal, dan geser longitudinal, dengan tujuan untuk memperoleh properti mekanik sel satuan yang lengkap pada seluruh modus. Matriks termoplastik dimodelkan menggunakan model plastisitas Drucker-Prager dan model kegagalan Ductile Damage, sedangkan antarmuka serat-matriks dimodelkan menggunakan cohesive element. Pengaruh variasi fraksi volume serat terhadap modus kegagalan dan properti mekanik sel satuan juga dianalisis. Pemodelan mesoskala dilakukan dengan membuat model berupa sel satuan sebanyak n×n yang telah dihomogenisasi. Properti sel satuan dengan fraksi volume fiber yang berbeda disebar secara acak ke seluruh model mesoskala dengan harapan dapat mewakili ketidakteraturan serat di kondisi material komposit yang sesungguhnya. Model mesoskala yang ditawarkan terbukti dapat memprediksi kekuatan tarik komposit pada arah transversal dengan galat sebesar 1% terhadap hasil eksperimen. Selain itu, model mesoskala terhomogenisasi ini terbukti memiliki beban komputasi yang lebih rendah jika dibandingkan dengan model referensi yang memodelkan serat dan matriks secara heterogen. Metode pemodelan multiskala yang disederhanakan ini diharapkan dapat berkontribusi dalam mengurangi jumlah eksperimen untuk memperoleh sifat mekanis bahan heterogen.