Perancangan Alat Uji Tarik Material Komposit Serat Alam dengan Metode FEA Menggunakan AISI 304 dan ASTM A36 Steel

Abstract

Material komposit serat alami semakin banyak digunakan pada berbagai aplikasi teknik karena memiliki massa yang ringan, sifat mekanik yang baik, serta lebih ramah lingkungan. Peningkatan penggunaan material tersebut memerlukan alat uji tarik yang memiliki kinerja struktur andal agar mampu menghasilkan karakterisasi mekanik yang akurat. Namun, sebagian besar penelitian sebelumnya lebih berfokus pada proses manufaktur dan pengujian eksperimental, sedangkan evaluasi keamanan struktur pada tahap perancangan masih terbatas. Penelitian ini bertujuan merancang alat uji tarik horizontal untuk material komposit serat alami serta mengevaluasi kinerja struktur menggunakan material AISI 304 dan ASTM A36 Steel melalui metode Finite Element Analysis (FEA). Simulasi dilakukan dengan pembebanan statik sebesar 2 kN yang menghasilkan nilai von Mises stress, displacement, dan factor of safety. Hasil simulasi menunjukkan bahwa penerapan material AISI 304 menghasilkan von Mises stress maksimum sebesar 94,186 MPa, displacement maksimum 0,066 mm, dan factor of safety minimum 2,849. Sementara, ASTM A36 Steel menghasilkan von Mises stress maksimum 92,969 MPa, displacement maksimum 0,065 mm, dan factor of safety minimum 3,350. Kedua material masih bekerja pada daerah elastis karena tegangan maksimum berada di bawah batas tegangan luluhnya. Secara keseluruhan, ASTM A36 Steel menunjukkan kinerja struktur yang lebih baik melalui tegangan dan deformasi yang lebih rendah serta margin keamanan yang lebih tinggi, sehingga layak direkomendasikan sebagai material konstruksi alat uji tarik skala laboratorium.