Investigasi Numerik Efek Kekasaran Permukaan (Adhesi) pada Kontak Gesek antara Karet Sbr-25 dengan Rigid Indenter

Abstract

Dalam  berbagai  macam  perlakuan  material  yang  ada,  perlakuan material ketika menerima beban luar, baik beban berupa gaya, tekanan, ataupun regangan akan menunjukkan respon yang berbeda- beda, tergantung pada sifat  material tersebut. Material karet atau karet kompon (elastomer) sering dimodelkan sebagai material hyperelastic. Teori tentang model material hyperelastic telah dikembangkan oleh beberapa peneliti seperti teori Yeoh yang umumnya dipakai untuk karet kompon (elastomer) yang diisi dengan carbon black seperti pada Styrene Butadiene Rubber (SBR). Tulisan ini menyajikan investigasi numerik pada kontak gesek antara sebuah rigid spherical indenter dengan material SBR yang diisi 25% berat carbon black (SBR-25). Penelitian dilakukan berbasis Metoda Elemen Hingga dengan menggunakan software ABAQUS 6.14-5. Kontak gesek ini akan menghasilkan besar koefisien gesek yang secara umum terdiri dari dua komponen yaitu komponen adhesi (akibat kekasaran permukaan) dan komponen hysteresis (akibat deformasi). Kontak gesek antara indenter dengan permukaan material SBR-25 dibuat dengan variasi koefisien gesek adhesi sebesar 0, 0.15, 0.5 dan 1 yang nilainya diberikan sebagai data masukan. Hasil yang didapat berupa hubungan gaya reaksi, koefisien gesek hysterisis dan koefisien gesek total terhadap perpindahan geser indenter. Berdasarkan hasil simulasi ditunjukkan bahwa semakin besar kekasaran permukaan, akan menyebabkan munculnya nilai koefisien gesek total yang besar pula tetapi besarnya fluktuatif. Kejadian ini menunjukkan adanya fonemena kontak stick-slip antara indenter dengan permukaan karet.