Analisis Tegangan pada Cangkang Helm Keamanan dengan Variasi Jenis Bahan

Abstract

Cangkang helm adalah bagian dari safety helmet yang berfungsi sebagai pelindung utama. Banyak model safety helmet yang terjual dilapangan masih menggunakan bahan polimer sebagai bahan utama, dan masih jarang menggunakan material komposit sebagai bahan pembuatnya. Sehingga pada penelitian ini akan dilakukan kajian jenis material apakah yang sesuai untuk digunakan pada safety helmet selain polimer. Material yang digunakan pada penelitian ini adalah komposit epoksi/rami, komposit epoksi/goni, komposit e-glass fibre/epoksi, dan polimer polypropylene. Pemodelan safety helmet dilakukan menggunakan perangkat lunak Solidworks 2022, sedangkan untuk analisis tegangan dilakukan pada model menggunakan perangkat lunak Ansys 18.1. Tujuan pada penelitian ini adalah menemukan bahan pembuat safety helmet yang terbaik dengan dasar pada margin of safety (MS). Tujuan tersebut merupakan salah satu kebaharuan pada penelitian ini selain desain cangkang safety helmet baru yang beda dari yang di pasaran. Kondisi batas yang menjadi beban muatan model adalah gaya vertikal dari atas permukaan benda searah sumbu –y sebesar 7500 N yang dilakukan pada kondisi diam atau statis. Hasil analisis  menunjukkan bahwa model cangkang safety helmet yang memiliki MS tertinggi adalah model yang menggunakan material komposit e-glass fibre/epoksi yaitu sebesar 7, 104. Sedangkan model dengan material epoxy/goni menempati urutan yang ke-2 dengan nilai MS 6,457 kemudian model dengan material polypropylene dengan MS 4,98 dan epoxy /rami dengan MS 3,02. Hasil analisis besarnya massa menunjukkan model helm dengan material dari polypropylene memiliki massa yang paling ringan dengan massa sebesar 0,294 kg, kemudian Epoxy/rami dengan massa sebesar 0,405 kg, Epoxy/goni dengan massa sebesar 0,521dan e-glass fiber/epoxy dengan massa sebear 0,586 kg. Meskipun material e-glass fiber/epoxy memiliki massa yang paling besar, namun nilai MS yang dihasilkan merupakan yang paling tinggi, sehingga dapat direkomendasikan sebagai bahan alternatif untuk membuat safety helmet.