Jurnal Internasional Bahasa Indonesia Polimer dan Komposite

Jurnal Internasional Bahasa Idonesia Polimer dan Komposite, membahas tentang pengaruh helm berbahan serat kaca terhadap strees, strain dan regangan yang dimana pengujian menggunakan simulasi ANSYS dan membandingkan dengan helm konvensional.



ANALISIS DAMPAK KOMPOSIT HELMET DENGAN MENGGUNAKAN FRC DAN GLASS FIBER DENGAN MENGGUNAKAN ANSYS

ABSTRAK

Dalam analisis dampak kerja ini dilakukan pada Helmet Komposit dengan Menggunakan FRC dan Glass Fiber. Di dunia baru-baru ini, serat yang diperkuat material komposit disintesis menggunakan serat kaca sebagai bala bantuan bersama matriks, yang telah menarik perhatian para periset karena kerapatannya rendah dengan kekuatan mekanis, kenyamanan, dan pembaharuan tinggi yang spesifik. Upaya kerja saat ini untuk membuat pengembangan dalam prosedur pembuatan helm saat ini dan bahan yang digunakan memiliki sifat mekanik yang lebih baik serta untuk meningkatkan kompatibilitas antara serat dan matriks. Komposit siap dengan matriks poliester tak jenuh dan serat seperti, material komposit yang diperkuat dan serat kaca dengan menggunakan metode lay-up tangan dengan proporsi yang sesuai untuk menghasilkan konstruksi shell helm. Helm fabrikasi direncanakan untuk memperkirakan sifat mekaniknya seperti kekuatan tarik, kekuatan benturan dan kekuatan tekan.

1. Pendahuluan

Komposit polimer bertulang serat serupa dengan kayu, karena terdiri dari serat penguat yang tertanam dalam matriks polimer juga. Dalam komposit polimer yang diperkuat serat, perbedaan antara serat pendek dan kontinyu penting. Komposit serat pendek, terutama digunakan untuk komponen kompleks non-struktural. Salah satu komposit serat pendek yang paling umum adalah serat kaca cetak injeksi - polipropilena. Namun, REIN4CED berfokus pada serat kontinyu berkinerja tinggi. Untuk sepenuhnya memanfaatkan potensi serat, serat harus disesuaikan dengan arah beban sepanjang seluruh objek. Serat kontinu yang biasa digunakan adalah karbon, kaca dan aramid. Kombinasi serat kontinyu berkinerja tinggi dan matriks polimer menghasilkan bahan komposit yang merupakan alternatif ringan untuk baja dan aluminium untuk aplikasi struktural. Dibandingkan dengan plastik, komposit yang diperkuat serat memiliki sifat mekanik yang luar biasa per berat. Fitur yang paling menarik dari komposit polimer yang diperkuat serat adalah:
• Sifat mekanik tinggi per berat untuk aplikasi struktural ringan
• Performa kelelahan yang sangat baik 
• Tahan benturan yang baik 
• Ketahanan korosi 
• Kebebasan desain besar dan produksi bentuk bersih dekat 
• Baik seri kecil maupun besar produksi mungkin 

2. Analisis menggunakan ANSYS
Tabel: 2.1 Model informasi
Gbr.2.1 Meshing operasi sedang dilakukan
Gbr.2.2 Meshing pada helm menggunakan APDL
Gbr.2.3.Deformation dikembangkan di sisi helm

3. Hasil Dan Perbandingan Helmet Komposit Dan Helm Konvensional (Termoplastik):
Tabel: 3.1 HELMETS KOMPOSIT
Tabel: 3.2 HELMET KONVENSIONAL
Grafik: 3.1 Bahan komposit dan konvensional untuk Von Misses Menekankan dari arah yang benar.
Grafik: 3.2 Bahan konvensional dan komposit untuk Von Mises Menekankan dari arah belakang
Grafik: 3.3 Material komposit dan konvensional untuk Von Misses Stresses dari arah depan.


4. Hasil Uji Helm Komposit:
Uji penurunan berat badan dilakukan pada helm komposit buatan. Meski, maksimal yang diijinkan batas beban dampak 19,5 kN (sesuai standar BIS) diperlukan untuk analisis dampak penurunan berat, karena keterbatasan pengujian rig, kami melakukan pengujian dengan massa drop 430 N. menunjukkan beban benturan terhadap perpindahan untuk pengujian - komposit helm Bisa diamati bahwa beban maksimum yang diperbolehkan bertahan dengan helm adalah 68,57 KN dan dampaknya Energi yang diserap oleh helm ditemukan 1397.913 KJ oleh pengolahan data yang diperoleh secara eksperimental.
Grafik: 4.1 Kurva Perpindahan Beban Eksperimental dari Helm Teruji

5. Kesimpulan
Komposit hibrida baru yang diproduksi dengan serat alami sebagai bala bantuan memberikan sifat mekanik yang baik dibandingkan dengan bahan matriks murni. Komposit bio-hibrida ini dapat digunakan di Aerospace dan mobil aplikasi. Dalam karya ini, serat komposit telah berhasil diperkuat dengan resin epoksi oleh sederhana dan murah tangan lay-up teknik. Hasil pengujian mekanis dari helm komposit fabrikasi menunjukkan bahwa, konsep menggunakan beberapa serat adalah layak untuk aplikasi helm. Namun, ada ruang lingkupnya mengoptimalkan fraksi volume serat komposit sebagai bala bantuan untuk mencapai sifat mekanik yang ditingkatkan helm Jadi, ini jelas menunjukkan bahwa penguatan serat komposit memiliki mekanika yang baik dan sebanding sifat sebagai bahan komposit konvensional.

Front/depan
Right/kanan
Back/belakang
Stress/tegangan

Deformasi dalam mekanika kontinuum adalah transformasi sebuah benda dari kondisi semula ke kondisi terkini.[1] Makna dari "kondisi" dapat diartikan sebagai serangkaian posisi dari semua partikel yang ada di dalam benda tersebut.

Strain/regangan

Diplaceman/perpindahan

6. Referensi
1. Branislav Duleba, Ludmila Dulebova and Emil Spisak (2014),Simulation and    evaluation of carbon/ epoxy composite systemusing  
2. Srinivasa Moorthy R, Yonas Mitiku and Sridhar K (2013),Design of Automobile Driveshaft usingCarbon/Epoxy and Kevlar/Epoxy Composites‗, American Journal of Engineering Research (AJER) –Vol.-02, Issue-10, pp-173-179.  
3. Vicente Sanchez-Galvez, Laura Sanchez Paradela and Francisco Galvez (2014), ‗Analytical simulation of high speed impact onto hybrid  
4. Vicente Sanchez-Galvez, Laura Sanchez Paradela and Francisco Galvez (2014), ‗Analytical simulation of high speed impact onto hybrid. 
5. Pathalinga Prasad, Santhosh Kumar S and Sridhar N Shastry (2013), Fabrication and Characterization of Tensile properties of Laminated Composites-Effect of Fibre Orientation‗, International Journal of Engineering Research and Technology, Vol.-2, Issue-9, pp. 456-458.  
6. P.K. Mallick, “Fiber-Reinforced Composite Materials, Manufacturing and Design”, Third edition 2007.  
7. K. P. Ashik, Ramesh S. Sharma, “A Review on Mechanical Properties of Natural Fibers Reinforced Hybrid Polymer Composite,” Journal of Minerals and Materials Characterization and Engineering, vol. 3, pp. 420-426, Sept. 2015.  
8. V. Kostopoulos, Y.P. Markopoulos, G. Giannopoulos, D.E. Vlachos, “Finite element analysis of impact damage response of composite motorcycle safety helmets,” Composite B 33, pp. 99-107, 2012.  
9. Tasnim Firdaus Ariff, Muhammad Ezurin Jalil, Rubina Bahar, “Design Improvements in the Inner Shell of a Motorbike Helmet Using Coconut Fiber Composite,” Handbook on Emerging Trends in Scientific Research, pp.59-64.  
10. B. Murali, D. Chandramohan, S.K. Nagoor Vali and B. Mohan, “Fabrication of Industrial Safety Helmet by using Hybrid Composite Materials,” Journal of Middle East Applied Science and Technology (JMEAST), pp.584-587, 2014.  
11. Stephen Natsa, Dr. J. O Akindapo and Dr. D. K Garba, “Development of a Military Helmet Using Coconut Fiber Reinforced Polymer Matrix Composite”, European Journal of Engineering and Technology, Volume 3 No. 7, 2015.  
12. Bernd Fuernschuss, Everson Kandare, Anton Sabo, Toh Yen Pang “Rethinking the safety of jockey helmets: a statistical comparison of different composite laminate helmet shells”, Procedia Engineering 147, pp.507 – 512, 2016.  
13. V. C. Sathish Gandhi, R. Kumaravelan, S. Ramesh, M. Venkatesan, “M. R. Ponraj, Performance Analysis of Motor Cycle Helmet under Static and Dynamic Loading”, Mechanics and Mechanical Engineering Vol. 18, No. 2, pp.85-96, May 2014. [9] Alessandro Cernicchi, “Virtual Modelling of Motorcycle Saftey Hel-mets: Practical Problems”, 6th European LS-DYNA Users’ Conference, pp.223-232.  
14. Rajasekar.K, Ashokkumar.K, Narayanan.L, “Design and Analysis of Industrial Safety Helmet using Natural Fibers”, International Journal of Innovations in Engineering and Technology (IJIET), Vol.5 Issue 3, pp. 31-37, June 2015.  
15. S. Irfan Sadaq, Md. Abdul Raheem Junaidi, V. Suvarna Kumar, Joseph George. Konnully, Syed Sirajuddin Qadiri, “Impact Test on Motor Cycle Helmet for Different Impact angles using FEA”, International journal Of Engineering.