ANALISIS TEGANGAN DAN DEFORMASI PADA PLAT SANDWICH STRUKTUR KAPAL YANG MENGALAMI KERUSAKAN RETAK PADA CORE MATERIAL

Abstract

Penggunaan plat sandwich pada struktur kapal semakin meluas. Steel based hybrid sandwich banyak digunakan sebagai alternatif pengganti plat baja berpenegar. Plat sandwich ini terdiri dari faceplate berupa baja dan core material berupa matriks polyurethane elastomer. Perbedaan karakteristik pada dua material penyusun plat sandwich tersebut menyebabkan beberapa permasalahan. Salah satu permasalahan yang mungkin terjadi adalah kerusakan retak pada core material, yang menyebabkan lepasnya faceplate dari core-nya. Hal ini terjadi karena core material yang berupa matriks polyurethane relatif getas (brittle), sehingga rentan mengalami kerusakan ketika terkena pembebanan lebih atau berulang. Pada penelitian ini dilakukan analisis stress dan deformasi yang terjadi pada plat sandwich struktur geladak kapal, yang memiliki kerusakan retak pada core yang menyebabkan lepasnya lapisan faceplate dari core materialnya. Kerusakan core ini diasumsikan merepresentasikan retak mode I pada mekanika kepecahan. Analisis dilakukan dengan metode elemen hingga dengan bantuan software komputer. Beberapa model dengan variasi panjang keretakan dianalisis, untuk melihat pengaruh panjang keretakan terhadap stress, deformasi dan faktor intensitas stress pada model tersebut. Serta dievaluasi nilai panjang retak minimal saat mulai terjadinya perambatan retak. Hasil analisis menunjukkan bahwa tegangan maksimum (von misses) mengalami kenaikan secara linear dan signifikan terhadap kenaikan panjang keretakan. Tegangan maksimum pada kondisi utuh terjadi pada ujung-ujung kondisi batas jepit (fixed), sementara pada model dengan kerusakan berada pada sisi yang tidak mengalami keretakan. Deformasi juga mengalami kenaikan yang linear dan signifikan seiring dengan kenaikan panjang keretakan. Posisi deformasi maksimum berada pada ujung retakan. Nilai critical stress intensity factor (K_IC) pada model adalah 6,90 dan panjang retak gagal (a_f) adalah 12,2 mm. Artinya perambatan retak akan terjadi ketika panjang retak mencapai 12,2 mm.