Hindun Amalia (21 10 100 059)

Pembimbing: Dr. Eng. Sutikno, S.T, M.T

PENGARUH KOMPOSIT EPOXY HGM PADA BUMPER DEPAN KENDARAAN UNTUK MEREDUKSI ENERGI IMPACT

Design and Analysis of An Automotive Bumper Beam in Low-speed Frontal Crashes (Javad dkk, 2009)

Material Modulus

Young

[GPa]

Poisson’s

Ratio

Yield

Strength

(MPa)

Density

(kg/m3)

GMT 12 0,41 230 1280

SMC 20 0,33 309 1830

• Tegangan Maksimal : – GMT=220,7 MPa – SMC=306,04 MPa

• Ketebalan :

– GMT= 5 mm

– SMC= 4 mm

Pengaruh Ketebalan terhadap Defleksi (Steel)

Design and Analysis of An Automotive Bumper Beam in Low-speed Frontal Crashes (Javad dkk, 2009)

Apabila ketebalan ditingkatkan, nilai deformasi turun

Desain dan Analisa Impact pada Struktur Bumper Belakang Kendaraan SUV dengan Metode Elemen Hingga (Heru dkk,2011)

Apabila ketebalan ditingkatkan, nilai tegangan turun

Variabel Penelitian : fungsi ketebalan

Standar Pengujian : E.C.E Regulasi no 42

Aplikasi komposit semakin banyak

Penggunaan bumper kendaraan

Komposit dapat digunakan sebagai material bumper

Komposit matriks epoxy dengan penguat HGM belum digunakan untuk material bumper

PERUMUSAN MASALAH

Bagaimana kemampuan komposit Epoxy HGM dalam menyerap energi impact

TUJUAN PENELITIAN

Mengetahui kemampuan material komposit Epoxy HGM untuk menerima energi impact untuk aplikasi bumper berdasarkan fungsi ketebalan.

BATASAN MASALAH

Standar pengujian menggunakan E.C.E Regulasi 42

METODOLOGI

Kecepatan : 4 km/jam

Densitas : 37792,64kg/m3

Fix support : bidang persegi

E.C.E (Economic Commission for Europe) Regulasi 42 - longitudinal test

Material Poisson Rasio Modulus Young [Mpa] Densitas [kg/m3]

Epoxy HGM 16% 0,12 567 1034,5

Aluminium 0,33 72400 2780

Hasil Penelitian

Grafik perbandingan E.kinetik vs E.Internal (4 mm)

bumper

impactor

a : Energi Kinetik Impactor Awal

b : Energi Internal Bumper

c : Energi Kinetik Impactor Akhir

No Tebal

bumper

Ek Impactor

awal [Joule]

Ei Bumper

[Joule]

Ek Impactor Akhir

[Joule]

Penyerapan energi

(%)

1 4 mm 694,12 601,02 92,39 87

2 5 mm 694,12 594,55 98,36 86

3 6 mm 694,12 600,79 92,49 87

4 7 mm 694,12 598,88 93,71 86

5 8 mm 694,12 603,31 87,72 87

a b

c bumper

impactor

Gambar deformasi (4 mm)

Apabila Ketebalan bumper meningkat, nilai deformasi turun

distribusi tegangan (4 mm)

Tegangan Yield Material : 89 MPa

Apabila ketebalan bumper meningkat, tegangan turun

Impact Force yang Mampu Diterima Bumper

Rumus : F = W/d

W = ½ mv2

Untuk ketebalan 4 mm

F = W/d

W = ½ mv2 = 694 Joule, d = 73,96 mm

F = 694 Joule/73,96 mm = 9,38 kN

Material Ketebalan [mm] Tegangan Maksimal [MPa] Yield Strength [Mpa]

Aluminium 7 377,92 440

Komposit Epoxy HGM 8 27,375 89

Material Ketebalan [mm] Deformasi Maksimal [mm] Deformasi Plastik [mm]

Aluminium 7 7,445 1,1116

Komposit Epoxy HGM 8 60,262 9,1094

Tabel Perbandingan Berat

Berat bumper komposit 42% dari berat bumper Aluminium

Material Densitas [kg/m3] ketebalan [mm]volume [m3] berat [kg]

Komposit 1034,5 8 0,004705 4,8673225

Aluminium 2780 7 0,00415 11,537

• Tegangan maksimal dan deformasi pada bumper mengalami penurunan dengan meningkatnya ketebalan bumper

• Nilai tegangan maksimal pada bumper ketebalan 4 mm ke 8 mm berada dibawah tegangan yield material sehingga aman digunakan

• Jarak minimal pemasangan bumper dengan body kendaraan harus lebih dari deformasi total agar body kendaraan tetap terlindungi

• Masa bumper komposit dengan ketebalan 8 mm lebih ringan daripada bumper aluminium ketebalan 7 mm, yaitu 42% dari berat bumper Aluminium

KESIMPULAN

TERIMA KASIH