Analisis Teknis Pengaruh Suhu Ruang Mesin Kapal Kayu Terhadap Bambu Laminasi Dengan Variasi Lama Pemanasan Ferdy Naranda 4109100005 Dosen Pembimbing: Ir. Heri Supomo M.sc
??? LATAR BELAKANG
PERUMUSAN MASALAH Bagaimanakah hasil kekuatan bambu laminasi yang telah dipanaskan pada variasi suhu yang telah ditentukan? Apakah bambu laminasi tetap kuat terhadap panas suhu ruang mesin kapal kayu? Bagaimanakah hasil perbandingan kekuatan pada bambu laminasi yang dipanaskan dengan bambu laminasi yang tidak mengalami perlakuan panas atau suhu normal
TUJUAN Mendapatkan hasil kekuatan bambu laminasi yang telah dipanaskan pada variasi suhu yang telah ditentukan. Menganalisa bambu laminasi tetap kuat atau tidak terhadap panas suhu ruang mesin kapal kayu. Mendapatkan perbandingan hasil kekuatan bambu laminasi yang dipanaskan dengan bambu laminasi yang tidak mengalami perlakuan panas atau suhu normal.
HIPOTESIS bambu laminasi yang dipanaskan menggunakan pemanas pada suhu maksimal 80 0 C dengan lama pemanasan 6 jam tidak mengalami perubahan kekuatan yang signifikan dibandingkan dengan bambu laminasi pada suhu ruang
BATASAN MASALAH Bambu yang digunakan adalah jenis bambu ori Ruas bambu yang digunakan adalah ruas 10-14 pada masing-masing variasi suhu Lem yang digunakan adalah lem epoxy marine use Jenis laminasi yang digunakan adalah tumpuk bata Bambu laminasi dipanaskan dengan menggunakan furnace Bambu laminasi diberi perlakuan panas dengan variasi lama pemanasan 2jam, 4 jam, dan 6 jam Bambu laminasi diberi perlakuan panas dengan variasi suhu sebagai berikut: 1. 60 0 C 2. 80 0 C 3. 100 0 C 4. 120 0 C Standar pengujian material menggunakan ASTM D3500 untuk uji tarik dan ASTM D3043 uji tekuk.
Panas mesin statndar umumnya pada saat dihidupkan mempunyai pada mesin 60 o C/140 o F dan pada saat berlayar memiliki suhu 55 o C/131 o F (Sumber;ttp://www.yanmarhelp.com/operate.htm) Nama Kapal : Kapal Ikan 1396 Gulley KE- Tipe Kapal : Kapal ikan Tahun : 1974 Material Kapal : oak /kayu Mesin : cummins 224 kw/305 hp Gross Tonnage : 29,74 Suhu pada mesin tetap diatur di suhu 80 o C- 90 o C dengan menggunakan thermostat yang berfungsi mendinginkan bila melebihi suhu 90 o C/180 o F pada mesin. Jadi suhu normal atau suhu maksimum pada mesin itu 90 o C tidak akan melebihin dari itu,jika melebihi dari itu terjadi overheating pada mesin dan mesin harus segera dihentikan atau di cek kondisi mesin tersebut.(sumber: http://www.boatfix.com/how/cooling.html).
METODOLOGI
METODOLOGI 2. Bilah yang telah terbentuk disusun dengan metode laminasi batu bata sebanyak 6 lapis, dengan dimensi sbb : 30 mm 30 mm 500 mm 3. Untuk spesiment uji Bending ukuran lebar dan tebal sama tetapi panjang berbeda.
METODOLOGI 4. Sedangkan untuk spesiment uji tarik 1 bilah hanya dapat dibuat 1 spesiment saja, dengan ketentuan dimensi seperti pada gambar : 5. Sebelum dilakukan pengujian spesimen dipanaskan dengan variasi suhu 60 c 80 c, 100 c dan 120 c menggunakan oven,holding time dengan variasi 2 jam, 4 jam, 6 jam.setelah itu dilakukan test uji tekuk menurut ASTM D3043 dan uji tarik menurut ASTM D3500.
PEMANASAN DENGAN VARIASI SUHU 60C,80C,100C,120C LAMA PEMANASAN 2 JAM,4 JAM,6JAM TOTAL SPESIMEN 48 UJI TARIK SPESIMEN 48 UJI TEKUK
Tahapan pengujian kuat tarik: Mempersiapkan benda uji dengan ketentuan ukuran dengan standar ASTM Memberikan nomor atau kode pengujian pada benda uji sebagai tanda. Memeriksa ukuran dan mencatat pada lembar pengujian. Memasang benda uji pada mesin uji. Memasang kertas grafik dan alat pemindai pada alat uji. Pemberian beban secara terus-menerus selama pengujian dengan laju crosshead konstan yang akan menyebabkan kegagalan benda uji. Selama proses, besarnya beban dan regangan akan tercatat dalam bentuk grafik. Pembebanan dilakukan sampai benda uji patah. Pengujian berlaku untuk semua benda uji tarik.
Mempersiapkan benda uji dengan ketentuan ukuran seperti standar ASTM Memberikan nomor atau kode pengujian pada benda uji sebagai tanda. Memeriksa ukuran dan mencatat pada lembar pengujian. Memasang benda uji pada mesin uji. Memasang kertas grafik dan alat pemindai pada alat uji. Pemberian beban secara terus-menerus selama pengujian dengan laju crosshead konstan yang akan menyebabkan kegagalan benda uji. Selama proses, besarnya beban dan regangan akan tercatat dalam bentuk grafik. Pembebanan dilakukan sampai benda uji gagal. Pengujian berlaku untuk semua benda uji tekuk.
ANALISA PERHITUNGAN UJI TARIK σ = p maks a σ = Kuat Tarik (N/mm 2 ) p maks = Beban Maksimum ( N ) a = Luas Penampang Spesimen yang Diuji Regangan digunakan rumus dibawah ini ε = l L 0 = Regangan l = Pertambahan Panjang (mm) L 0 = Panjang Awal (mm)
ANALISA PERHITUNGAN MODULUS ELASTISITAS UJI TARIK MOE = σ ε Dimana MOE = Modulus Elastisitas (Gpa) ε = Regangan σ = Tegangan (Mpa)
ANALISA PERHITUNGAN UJI TEKUK 3 p l MoR = 2 b d 3 Dimana : P = Beban maksimal (kn) l = jarak antar penumpu(mm) b = lebar (mm) d = tebal (mm)
ANALISA PERHITUNGAN MODULUS ELASTISITAS UJI TEKUK EI = ( L3 48 )(P ) EI = modulus elastisitas, psi(mpa)x momen inersia(mm 2) P = Beban maksimal (N) = Defleksi L = Panjang spesimen (mm) I = 1/12*b*h^3
Uji Tarik,perbandingan Tegangan jam Suhu 60 c 80 c 100 c 120 c 2 120,92 142,15 147,50 141,14 4 136,94 143,99 148,76 131,19 6 140,90 146,09 170,59 120,77
Grafik perbandingan tiap suhu 60 c 80 c 100 c 120 c 180,00 170,00 160,00 150,00 STRENGTH (MPA) 140,00 130,00 120,00 110,00 100,00 90,00 80,00 0 2 4 6 8 JAM
modulus elastisitas jam Suhu ( C) 60 80 100 120 2 11,83281 13,17101 12,58790116 12,64903146 4 10,89842 12,09188 13,4520779 11,32365646 6 10,17758 12,18044 13,59567339 12,37332843
Kuat Tekuk jam Suhu 60 c 80 c 100 c 120 c 2 92,50 112,18 113,16 130,87 4 98,40 112,18 126,94 128,90 6 104,30 114,14 152,52 109,22 60 c 80 c 100 c 120 c 160,00 150,00 140,00 TEGANGAN (MPA) 130,00 120,00 110,00 100,00 90,00 80,00 0 2 4 6 8 JAM
MoE Tekuk modulus elastisitas jam Suhu ( C) 60 80 100 120 2 11,15633 15,47845 17,13014 16,95001823 4 11,37448 15,46647 17,38165 20,53466524 6 12,67985 13,06535 22,17608 19,04706912
Analisa pada suhu 120 c Epoxy adhesives memiliki ketahanan panas dan ketahan kimia yang jauh lebih baik dari pada jenis adhesive yang lain. Jenis epoxy adhesive baru akan mengalami degradasi suhu 350 F (177 C). (Wikipedia, 2013) Dengan berkurangnya air, jaringan sel dan serat pada bambu akan menyatu/kokoh sehingga kekuatannya meningkat (Fangchun, 2000). (Fangchun, 2000) memperoleh hasil bambu yang dikeringkan sampai kering tanur (KA 0 %) malah dapat menurunkan kualitasnya karena bambu gampang pecah dan menjadi rapuh Penyebab utama penyusutan adalah jaringan serat dalam berkas pembuluh kehilangan air. Sebagai akibat, penyusutan makin tinggi dengan banyaknya air yang dikeluarkan dari dalam berkas pembuluh atau tingkat kekeringannya rendah(puslit Hasil Hutan BOGOR, 2009)
145,00 140,00 Tegangan (MPa) 135,00 130,00 125,00 120,00 Spesiment 115,00 110,00 105,00 100,00 Beban (N) Tegangan Tarik (MPa) 1 14400 129,73 2 15600 130,35 0 2 4 6 8 Lama Pemanasan(Jam) 3 14200 126,51 4 13400 122,71 Tanpa Pemanasan Rata-Rata 127,33 MoR (MPa) 135 130 125 120 115 110 105 100 95 90 85 80 0 2 4 6 8 Lama Pemanasan(Jam) Hasil Uji Tekuk Tanpa Pemanasan spesimen Defleksi (mm) MoR(Mpa) rata-rata MoR (Mpa) Wood Durability Mean Breaking Strengths Young Modulus Type Group Tension(n/mm2) Bending(n/mm2) El long (n/mm2) Teak(Jati) 1 115 100 13000 1 22 95,04 2 21 95,04 3 23 103,68 4 21 95,04 97,2
Variasi Suhu dan Jam Spesimen Tegangan Tarik(Mpa) rata-rata MoR (Mpa) Variasi Suhu dan Jam spesimen Mor (Mpa) rata-rata MoR (Mpa) 1 165,344 1 122,016 120 C 2 jam 120 C 4 jam 120 C 6 jam 2 135,089 3 125,220 4 138,889 1 132,548 2 114,548 3 154,660 4 123,016 1 101,650 2 133,157 3 118,846 4 129,422 141,136 131,193 120,769 120 C 2 jam 120 C 4 jam 120 C 6 jam 2 125,952 3 133,824 4 141,696 1 157,44 2 114,144 3 94,464 4 149,568 1 118,08 2 78,72 3 122,016 4 118,08 130,872 128,904 109,224 Wood Type Durability Group Mean Breaking Strengths Young Modulus Tension(n/mm2) Bending(n/mm2) El long (n/mm2) Teak(Jati) 1 115 100 13000
KESIMPULAN