STUDI PERBANDINGAN INDENTASI BOLA KAKU TERHADAP MATERIAL KARET SBR-25 DENGAN PENURUNAN KOEFISIEN UNTUK MODEL MOONEY-RIVLIN

Abstract

Mekanika kontak merupakan salah satu cabang penting dari disiplin ilmu tribology. Salah satu permasalahan dari mekanika kontak adalah kontak elastis antara spherical dengan material elastomer. Analisa terhadap mekanika kontak telah dikembangkan oleh banyak peneliti. Teori kontak elastis orde I telah dikembangkan oleh Hertz pada tahun 1880. Sabin dan Kaloni menemukan solusi orde dua untuk material karet yang tidak dapat dikompresi pada tahun 1989. Selanjutnya, Giannakopoulos dan Triantafyllou mengemukakan analisis teoritis terhadap material hyperelastic pada tahun 2007. Beberapa teori konstitutif telah dikembangkan untuk mendefinisikan kekakuan material hyperelastic yang disebut dengan strain energy function (SEF). Teori SEF yang telah dikenal diantaranya Neo-Hookean SEF, Mooney-Rivlin SEF, Ogden SEF, Yeoh SEF, dll. Pada penelitian ini menyajikan studi perbandingan kasus kontak tekan antara ball indenter terhadap material SBR yang memiliki kandungan 25% karbon (SBR-25) berbasis metode elemen hingga dengan bantuan software Abaqus 6.14-5 terhadap analisis perhitungan orde I dan orde II. Pada pemodelan, terdapat variasi diameter indenter yaitu 2 mm, 3 mm, 4 mm, dan 5 mm dengan menggunakan definisi strain energy function (SEF) model Mooney-Rivlin dan Yeoh. Hasil dari penelitian ini berupa hubungan antara gaya vertikal terhadap kedalaman indentasi yang selanjutnya dibandingkan dengan analisa perhitungan analitis menurut teori Hertz, Sabin & Kaloni (S&K) dan Giannakopoulos & Triantafyllou (G&T). Berdasarkan dari hasil simulasi dan perhitungan analitis menunjukkan bahwa semakin besar diameter indenter yang mengindentasi elastomer semakin besar pula nilai gaya vertikal yang dihasilkan.