## Karakteristik Bending Struktur Berlapis dengan Inti Berbentuk Gelombang Trapezoidal Dua Arah
Marsono, Fery Hidayat, Gregorius P. Purap Teknik Mesin Institut Teknologi Nasional Bandung, Indonesia Jl. PKH. Mustapha No. 23, Bandung 40124
Email : marsono@itenas.ac.id

## Abstrak
Struktur berlapis berbahan FRP memiliki performa yang baik dalam hal bobot yang ringan serta kekuatan yang tinggi.  Struktur berlapis juga memiliki  kemampuan untuk melindungi penumpang dari luka serius ketika terjadi kecelakaan (tabrakan). Hal ini memberikan alasan mengapa struktur ini sangat dibutuhkan pada sektor transportasi. Penelitian ini diarahkan untuk mendapatkan metoda pembuatan sturktur berlapis dengan inti berbentuk gelombang trapezoidal dua arah yang paling sederhana. Penelitian ini juga bertujuan untuk  mendapatkan  karakeristik  bending  dari  sturktur  berlapis  dengan  inti  berbentuk  gelombang trapezoidal dua arah yang berupa angka kekuatan bending serta angka kekakuan melalui uji bending. Bahan yang digunakan untuk membuat specimen panel struktur berlapis ini adalah bahan komposit serat kaca. Spesimen panel struktur berlapis dibuat dengan dua variasi jenis serat kaca, yaitu WR400 dan WR600 serta dua variasi ketebalan dinding inti struktur berlapis, yaitu yang dibuat dengan 1 lapis dan 2 lapis serat kaca. Pengujian  bending  yang  dilakukan  menunjukkan  bahwa  angka  kekuatan  bending  tertinggi  yang  dapat dicapai struktur berlapis ini adalah sebesar 3,920 kgf/mm 2 yang ditunjukkan oleh struktur berlapis dengan inti struktur yang dibuat dengan 2 lapis bahan serat kaca WR600. Spesimen yang sama juga menunjukkan angka kekakuan tertinggi, yaitu dan 55,6 kgf/mm.
Kata kunci: Struktur berlapis, inti gelombang, komposit serat kaca, kekuatan bending, kekakuan

## Abstract
Sandwich  structure  made  of  FRP  has  a  good  performance  in  term  of  light  weight  and  high  strength. Sandwich  structure  is  also  has  ability  to  protect  passenger  from  serious  injury  in  the  case  of  accident (crash). This is the reason why the sandwich structure is needed in the transportation sector. This research is focused to find a simplest method of making a sandwich structure with a two-directional trapezoidal corrugated core. This research is also aims to obtain the bending behaviour of the sandwich structure with a two-directional trapezoidal wave core, such as flexural stength and stiffness value through the bending test. Material that is used to make the panel specimens of the sandwich structure is fiberglass composite. Panel  specimens were made  with two variation of fiberglass  woven,  which is WR400 and WR600, and variations in thickness of structure core wall, which are made by 1 layer and 2 layer of fiberglass. The bending test that have been performed shows that the the highest flexural strength that can be achieved by this sandwich structure is 3,920 kgf/mm 2 , which is showed by the sandwich structure with a core made with 2 layers of WR600 fiberglass. The same specimen also showed the highest stiffness value of 55.6 kgf/mm.
Keywords:
Sandwich structure, corrugated core, fiberglass composite, flexural strength, stiffness

## 1. Pendahuluan
Rekayasa di bidang material telah menghasilkan suatu material yang dibangun secara bertumpuk dari beberapa lapisan, yaitu material dengan struktur sandwich . Material dengan struktur berlapis ( sandwich structure ) ini dikembangkan dengan salah satu tujuannya yaitu untuk mendapatkan material  dengan  bobot  yang  ringan  ( light  weight )  dengan  kekuatan  ( strength )  dan  kekakuan ( stiffness )  yang  tinggi.  Material  dengan  performa  seperti  ini  cocok  dterapkan  pada  pesawat terbang, kapal laut dan transportasi darat.
Corrugated-core sandwich adalah salah satu bentuk material dengan struktur berlapis ( sandwich ) dengan  inti  berbentuk  gelombang  ( corrugated ).  Material  ini  tersusun  dari  inti  ( core )  yang berbentuk  gelombang  yang  berada di  antara dua  lembar  kulit  ( skin ) yang  tipis.  Inti  berbentuk gelombang menciptakan jarak di antara dua lembaran kulit serta mengunci kestabilan di antara bagian inti dan kulit, hingga menjadikan struktur ini seolah-olah seperti pelat tunggal yang tebal [1].  Konsep  material  dengan  struktur  berlapis  dengan  inti  berbentuk  gelombang  telah diperkenalkan sejak awal abad 20 dengan beberapa variasi bentuk. Bentuk inti gelombang yang paling sering digunakan adalah bentuk sinusoidal dan trapezoidal. [2].
Sebagaimana umumya material dengan struktur sandwich , struktur berlapis dengan dengan inti berbentuk  gelombang  ini  juga  memiliki  kelebihan  dalam  hal  rasio  kekuatan  terhadap  berat ( strength-to-weight ratio ) yang tinggi. Beberapa percobaan yang telah dilakukan menunjukkan bahwa strruktur berlapis dengan inti berbentuk gelombnag trapezoidal memiliki kekuatan untuk menahan  beban  tekan ( compression )  dan  beban  geser  ( shear ).  Bentuk  ini  juga  memiliki  rasio kekakuan bending terhadap berat ( flexural stiffness-to-weight ratio ) yang tinggi [3].
Stuktur  berlapis  dengan  inti  berbentuk  gelombang  ini  juga  memiliki  keistimewaan  lain,  yaitu karakteristik crashworthiness yang baik di samping kemampuannya menahan benturan ( impact resisteance ). Crashworthiness adalah kemampuan struktur untuk melindungi penumpang ketika terjadi tabrakan ( crash ).  Karakteristik crashworthiness yang baik sangat diperlukan pada struktur kendaraan,  tertutama  kendaraan  yang  berfungsi  mengangkut  penumpang.    Kemampuan  ini didapatkan terutama dari ikatan yang kuat di antara inti berbentuk gelombang dan kulit. Sebagian besar kemampuan ini terkait dengan parameter bentuk dan dimensi dari inti struktur sandwich [4].
Pemanfaatan  bahan  FRP  ( Fibre  Reinforce  Polymer )  untuk  membuat  struktur  berlapis  telah dimulai sejak akhir abad 20, setelah sebelumnya struktur berlapis dibuat dengan menggunakan bahan logam secara keseluruhan. Penggunaan bahan komposit untuk membuat strukur berlapis dilakukan  untuk mendapatkan  keuntungan  ganda,  yaitu  mendapatkan specific flexural  rigidity yang tinggi dari konsep struktur berlapis serta mendapatkan keuntungan dalam hal bobot yang ringan  dari  penggunaan  material  FRP.  Material  FRP  juga  memiliki  kelebihan  dalam  hal kemampuan menghasilkan bentuk yang kompleks dan perakitan yang lebih mudah [2].
Penelitian ini dilakukan dengan pertimbangan segala kelebihan yang dimiliki struktur berlapis dengan  inti  berbentuk  gelombang,  terutama  kesesuaian  aplikasinya  untuk  kendaraan.  Dalam penelitian ini dibuat dan diuji panel struktur berlapis dengan inti berbentuk gelombang trapezoidal ke dua arah, yang mana panel struktur berlapis ini nantinya akan diaplikasikan untuk panel badan mobil hemat energi. Penelitian ini juga bertujuan untuk menemukan proses pembuatan struktur berlapis dengan bentuk gelombang trapezoidal ke dua arah dengan cara yang sederhana dan bisa dilakukan  secara  manual.  Bahan  yang  digunakan  untuk  membuat  panel  struktur  berlapis    ini adalah bahan komposit serat kaca dengan matriks resin. Panel struktur berlapis akan diuji dengan metoda  uji  bending  terutama  untuk  mengetahui  kekuatan  bending  serta  kekakuan  dari  panel struktur berlapis tersebut.
2. Metodologi Penelitian

## 2.1. Rancangan struktur berlapis
Struktur berlapis yang dibuat dan diuji pada penelitian ini memiliki inti berbentuk gelombang yang mendekati bentuk trapezoidal dan gelombang trapezoidal ini dibentuk ke dua arah, yaitu atah  memanjang  dan  arah  melintang.  Spesimen  panel  struktur sandwich pada  awalnya  dibuat dengan ukuran panjang 200 mm, lebar 200 mm dan ketebalan panel kira-kira 10 mm. Bentuk rancangan panel struktur berlapis dengan inti berbentuk gelombang terlihat pada gambar 1
Bahan yang digunakan untuk  membuat struktur berlapis ini adalah bahan komposit serat kaca ( fiberglass )  dengan  matriks  resin.  Spesimen  panel  struktur  berlapis  dibuat  dengan  beberapa variasi, yaitu variasi serat kaca yang digunakan dan variasi jumlah lapisan yang digunakan pada inti  struktur  berlapis.  Serat  kaca  yang  digunakan  terdiri  dari  dua  macam,  yaitu  WR400  dan WR600. Bagian inti struktur juga dibuat dengan dua variasi lapisan serat kaca, yaitu 1 lapis dan 2  lapis  serat  kaca.  Lapisan  kulit  ( skin )  untuk  semua  spesimen  panel  struktur sandwich dibuat dengan menggunakan  1  lapis  serat  kaca WR  400. Matriks yang  digunakan  pada  komposit  ini adalah resin SHCP 2668 CM-M.
Gambar 1. Rancangan Panel struktur berlapis dengan inti berbentuk gelombang

## 2.2. Proses pembuatan
Inti dari struktur berlapis adalah kunci dari performa yang akan ditampilkan oleh sebuah struktur berlapis, oleh karena itu inti struktur harus dibuat dengan benar. Teknik hand lay-up menjadi pilihan  untuk  membuat  inti  berbentuk  gelombang  karena  metoda  ini  dapat  dilakukan  secara manual dengan mudah serta menghasilkan penyerapan resin ke dalam serat dengan baik. Untuk menjaga konsistensi bentuk dan ukuran dari inti berbentuk gelombang ini, penggunaan cetakan adalah pilihan yang tepat. Cetakan yang digunakan pada pembuatan inti berbentuk gelombang ini terlihat pada gambar 2.
Gambar 2. Cetakan untuk membuat inti struktur sandwich berbentuk gelombang
Cetakan untuk membuat inti dari struktur berlapis terdiri dari dua bagian, yaitu cetakan bagian bawah dan cetakan bagian atas. Pada saat pembuatan inti struktur berlapis, serat kaca diletakkan di atas cetakan bagian bawah dan kemudian dilumuri dengan resin. Setelah resin menyerap ke dalam serat, kemudian cetakan bagian atas ditutupkan di atas serat, sehingga serat kaca yang telah dilumuri resin akan terjepit di antara cetakan bawah dan cetakan atas. Posisi tonjolan-tonjolan pada cetakan atas dan cetakan bawah diatur sedemikian rupa hingga tonjolan-tonjolan itu saling mengisi ruang  kosong  yang  ada  pada  cetakan  pasangannya.  Dengan  bentuk  pasangan cetakan seperti  ini,  maka  didapatkan  inti  struktur  berlapis  dengan  bentuk  gelombang  yang  mendekati bentuk trapezoidal ke dua arah seperti yang telihat pada gambar 3.a dan gambar 3.b.
Bagian inti struktur berlapis dibuat dengan dua variasi jenis anyaman serat, yaitu WR400 dan WR600. Masing-masing jenis anyaman tersebut dibuat dengan dua variasi ketebalan dinding inti struktur berlapis, yaitu ketebalan dinding yang didapat dari pengunaan 1 lapis serat kaca dan 2 lapis serat kaca.
3.a. inti struktur terlihat bagian atas
3.b. inti struktur terlihat bagian bawah
Gambar 3. inti struktur sandwich berbentuk gelombang hasil pencetakan
Lapisan kulit ( skin ) dibuat sama untuk semua spesimen panel, yaitu dari 1 lapis serat kaca WR400, agar perbandingan di antara semua panel terjadi secara imbang (proporsional) dan perbedaan yang terjadi  di  antara  spesimen-spesimen  panel  betul-betul  hanya  merupakan  efek  dari  perbedaan ketebalan dinding inti struktur sandwich . Bagian kulit dari struktur berlapis ini  dibuat dengan menggunakan dua buah kaca tebal sebagai cetakan untuk mendapatkan kerataan yang baik. Inti struktur sandwich yang berbentuk gelombang trapezoidal selanjutnya disatukan dengan lapisan kulit bagian atas dan lapisan kulit bagian bawah sehingga diperoleh struktur berlapis seperti yang terlihat pada gambar 4
Gambar 4. Struktur berlapis dengan inti berbentuk gelombang

## 2.3. Pengujian Spesimen Struktur Berlapis
Pengujian  pada  spesimen  panel  struktur  berlapis  ini  terutama  bertujuan  untuk  mendapatkan kekuatan  bending  ( flexural  strength )  dan  angka  kekakuan  ( stiffness ),  disamping  karakteristik mekanik  lain  yang  dapat  diperoleh  melalui  uji  bending.  Spesimen  panel  yang  diuji  memiliki ukuran panjang 200 mm, lebar 100 mm dan tebal kira-kira 10 mm. Penyesuaian ukuran panjang dan lebar specimen panel ini dilakukan dengan mengacu kepada standar pengujian untuk struktur berlapis  ASTM  C393-00  [5].  Pengujian  spesimen  panel  struktur  berlapis  dilakukan  dengan metoda uji bending dengan pembebanan terpusat di satu titik, tepat di tengah-tengah tumpuan seperti yang terlihat pada gambar 5. Jarak antara tumpuan (L 1 ) adalah 160 mm sedangkan beban berada tepat di tengah-tengah jarak antara tumpuan (L 1 /2). Uji bending dilakukan di atas mesin Gotech Testing Machine, Model GT-7001-LS10, seperti yang terlihat pada gambar 6.
Gambar 5. Pembebanan satu titik [5] Gambar 6. Pengujian panel struktur berlapis menggunakan Gotech Testing Machine 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1. Fenonema kegagalan pada spesimen struktur berlapis
Pengujian bending dengan mesin Gotech Testing Machine, Model GT-7001-LS10 memberikan grafik  beban  terhadap  defleksi  seperti  yang  terlihat  pada  gambar  7,  gambar  8,  gambar  9  dan gambar 10.
Gambar 7. Hasil Pengujian spesimen sandwich :  1 Lapis WR 400
Gambar 8. Hasil Pengujian spesimen sandwich 2 Lapis WR 400
P 1 L1/2 L1/2 L1
Gambar 9. Hasil Pengujian spesimen sandwich :  1 Lapis WR 600
Gambar 10. Hasil Pengujian spesimen sandwich 2 Lapis WR 600
Grafik  uji  bending  yang  diperlihatkan  oleh  gambar  7,  gambar  8  gambar  9  dan  gambar  10 menunjukkan  fenomena  grafik  yang  mirip  setelah  spesimen  melewati  beban  maksimum  yang dapat  ditahan,  yaitu  pola  grafiknya  tidak  serta-merta  jatuh,  tapi  tetap  tertahan  hingga  terjadi defleksi  yang  agak  panjang.  Setelah  melalui  defleksi  yang  panjang,  barulah  spesimen  stuktur berlapis tidak dapat menahan beban lagi dan patah. Grafik dengan bentuk seperti ini menunjukkan bahwa kegagalan dari struktur berlapis ini terjadi secara bertahap. Ketika satu sel dari inti struktur berlapis telah mengalami kegagalan, buckling atau berkerut, maka sel inti struktur berlapis yang lain akan menahan beban. Kegagalan struktur berlapis yang berupa lepasnya ikatan antara inti dengan kulit ( skin ) terjadi beberapa kali pada beberapa titik (sel inti) secara beruntun, sampai akhirnya spesimen benar-benar patah.
Defleksi maksimum yang terjadi pada spesimen panel stuktur berlapis sesaat sebelum spesimen benar-benar patah menunjukkan angka defleksi cukup besar, terutama pada spesimen yang dibuat dengan serat kaca WR400. Hal ini menunjukkan bahwa spesimen struktur berlapis dengan inti berbentuk  gelombang trapezoidal berbahan  komposit  serat  kaca  memiliki  sifat ulet  dan lentur yang cukup tinggi dan tidak mudah pecah.

## 3.2. Beban maksimum
Beban  maksimum  yang  dapat  ditahan  oleh  spesimen  panel  struktur  berlapis  serta  defleksi maksimum yang terjadi pada masing-masing specimen panel saat mendapat beban maksimum terlihat pada tabel 1.
Tabel 1 Hasil Pengujian Variasi Lapisan Berat spesimen (g) Beban maksimum (kgf) δ Defleksi maksimum (mm) Fiberglass WR 400 1 lapis 79 36,08 45 2 lapis 130 69,69 35 Fiberglass WR 600 1 lapis 100 129,33 8 2 lapis 160 176,05 14
Tabel 1 menunjukkan bahwa kemampuan menahan beban dari spesimen panel struktur berlapis dengan inti yang terbuat dari bahan komposit serat kaca WR-600 lebih tinggi daripada spesimen panel struktur berlapis dengan inti yang terbuat dari bahan komposit serat kaca WR-400. Hal ini sudah dapat diduga karena serat kaca WR-600 memiliki ketebalan yang lebih tinggi daripada serat kaca  WR-400.    Dengan  ketebalan  yang  lebih  tinggi,  maka  serat  kaca  WR-600  memiliki  luas
penampang lintang yang lebih besar dan tentunya memiliki kemampuan untuk menahan beban yang lebih besar.
Perbedaan  ketebalan  dinding  inti  struktur  dan  luas  penampang  lintang  struktur  dari  masing- masing spesimen panel struktur sandwich memang tidak terlihat pada tabel 1, tapi indikasi adanya penambahan  ketebalan  dinding inti struktur  dan  penambahan luas  penampang  lintang  struktur ditunjukkan  dengan  adanya  penambahan  bobot  spesimen  panel  struktur sandwich .  Dengan dimensi  spesimen  panel  struktur sandwich yang  relatif  sama,  maka  dapat  dipastikan  bahwa penambahan bobot spesimen berasal dari peningkatan ketebalan dinding inti struktur sandwich dan luas penampang lintang strukturnya.
Pada penggunaan jumlah serat yang sama untuk inti struktur sandwich , yaitu 1 lapis serat kaca, beban  maksimum  yang  dapat  ditahan  oleh  struktur  berlapis  yang  menggunakan  serat  WR600 adalah 3,6 kali lebih besar daripada beban maksimum yang dapat ditahan oleh struktur berlapis yang menggunakan serat WR400. Hal ini terlihat jelas pada gambar 11. Di sisi lain, spesimen panel dengan inti yang dibuat dari serat WR600 memiliki bobot 1,3 kali lebih berat daripada bobot spesimen  panel  dengan  inti  yang  dibuat  dari  WR400.  Data  tersebut  menunjukkan  adanya peningkatan kemampuan menahan beban yang signifikan dengan hanya penambahan bobot yang relatif  kecil,  yaitu  terjadi  peningkatan  kemampuan  menahan  beban  sebesar  3,6  kali  dengan penambahan berat yang hanya sebesar 1.3 kali.
Gambar 11. Beban maksimum yang mampu ditahan struktur berlapis berbahan komposit serat kaca dengan inti benbentuk gelombang trapezoidal dua arah
Pada  penggunaan  jumlah  serat  sebanyak  2  lapis  serat  kaca  untuk  pembuatan  inti  struktur sandwich ,  spesimen  panel  yang  menggunakan  serat  WR600  memiliki  kemampuan  menahan beban  maksimum  2,5  lebih  besar  daripada  spesimen  panel  yang  menggunakan  serat  WR400. Perbedaan  di  antara  kedua  spesimen  panel  ini  terlihat  jelas  pada  gambar  11.  Dari  sisi  bobot, spesimen yang menggunakan serat WR600 lebih berat  1,2 kali lebih besar daripada spesimen yang  menggunakan  serat  WR400.  Artinya  dengan  penambahan  bobot  sebesar  1,2  kali, kemampuan menahan beban dari spesimen struktur berlapis ini meningkat menjadi 2,5 kali.
Gambar 11 juga memperlihatkan bahwa pada penggunaan jenis serat yang sama, penambahan jumlah  lapisan  serat  yang  digunakan  untuk  membuat  inti  struktur  memberikan  peningkatan kemampuan menahan beban maksimum. Penambahan jumlah lapisan serat yang digunakan untuk membuat inti struktur tentu akan menambah ketebalan dinding inti struktur, yang artinya luas penampang lintang struktur juga akan bertambah sehingga kemampuan untuk menahan beban dari struktur sandwich ini juga akan meningkat.
Berbeda  dengan  peningkatan  kemampuan  menahan  beban  maksimum  yang  signifikan  pada variasi penggunaan jenis serat WR400 dan WR600, pengaruh penambahan jumlah lapisan serat kaca  pada  inti  struktur  berlapis  tidak  menunjukkan  peningkatan  kemampuan  menahan  beban maksimum secara signifikan. Pada spesimen yang menggunakan serat WR400, penambahan berat spesimen  sebesar  1,6  kali  hanya  memberikan  peningkatan  kemampuan  untuk  menahan  beban maksimum sebesar 1,9 kali. Pada spesimen yang menggunakan serat WR600, penambahan berat spesimen  sebesar  1,6  kali  hanya  memberikan  peningkatan  kemampuan  untuk  menahan  beban maksimum sebesar 1,4 kali.
Jika  spesimen-spesimen  panel  struktur sandwich ini  dibandingkan  dalam  hal  rasio  beban maksimum  terhadap  berat  ( maksimum  load-to-weight  ratio ),  maka  angka  rasio  terbesar didapatkan pada spesimen panel struktur sandwich dengan inti struktur yang dibuat dengan 1 lapis serat WR600, yaitu sebesar 1.293,30 kgf/kgm. Angka rasio beban maksimum terhadap berat dari masing-masing spesimen panel terlihat pada tabel 2.

## Tabel 2 Perhitungan rasio kemampuna menahan beban maksimum terhadap berat
Variasi Lapisan Serat kaca Berat spesimen Beban maksimum maksimum load to weight ratio (g) (kgf) (kgf/kgm) Serat kaca WR400 – 1 lapis 79 36,08 456,71 Serat kaca WR400 – 2 lapis 130 69,69 536,08 Serat kaca WR600 – 1 lapis 100 129,33 1.293,30 Serat kaca WR600 – 2 lapis 160 176,05 1.100,31

## 3.3. Kekuatan bending spesimen struktur berlapis
Kekuatan bending ( Flexural strength ) dari specimen panel struktur berlapis dalam penelitian ini dihitung berdasarkan data beban maksimum hasil uji bending yang terlihat pada tabel 2, serta data-data  lain  berupa  jarak  antara  tumpuan  (L)  pada  saat  pengujian,  konstanta  C  dan  momen inersia  penampang  yang  diperoleh  dari  pengukuran  detail  dimensi  specimen  panel  struktur berlapis. Kekuatan bending maksimum dari spesimen struktur berlapis dapat diketahui dengan menggunakan persamaan tegangan pada simple beam , yaitu  = M.C/I zz [6]. Angka kekuatan bending maksimum untuk setiap variasi penggunan jenis serat dan variasi jumlah lapisan serat pada inti stuktur terlihat pada tabel 3.

## Tabel 3 Perhitungan kekuatan bending maksimum
Variasi jenis serat - variasi jumlah lapisan serat Beban maksimum Jarak antar tumpuan (L) C I zz σ max (kgf) (mm) (mm) (mm 4 ) (kgf/mm 2 ) WR400 – 1 lapis 36,08 160.00 6,80 10.158 0,966 WR400 – 2 lapis 69,69 160.00 7,30 12.384 1,643 WR600 – 1 lapis 129,33 160.00 7,10 11.379 3,228 WR600 – 2 lapis 176,05 160.00 7,70 13.832 3,920
Kekuatan bending yang dimiliki oleh spesimen panel struktur berlapis dengan inti yang dibuat dari bahan komposit serat kaca WR-600 lebih besar daripada kekuatan bending spesimen panel struktur berlapis dengan inti yang dibuat dari bahan komposit serat kaca WR-400. Penggunaan lapisan  serat  yang  lebih  banyak  pada  pembuatan  inti  struktur  juga  memberikan  efek  terhadap peningkatan kekuatan bending dari spesimen panel struktur berlapis. Angka kekuatan bending yang lebih besar pada penggunaan serat WR600 dan penggunaan lapisan serat yang lebih banyak terlihat pada tabel 3.
Adalah  sangat  logis  jika  penggunaan  serat  yang  lebih  tebal  (WR600)  dan  pengunaan  jumlah lapisan serat yang lebih banyak pada pembuatan inti struktur akan meningkatkan angka kekuatan bending. Hal ini bisa terjadi karena serat yang lebih tebal dan jumlah lapisan serat yang lebih banyak  akan  meningkatkan  ketebalan  dinding  inti  struktur  dan  menambah  luas  penampang lintang struktur, sehingga spesimen panel struktur sandwich akan memiliki kemampuan untuk menahan beban yang lebih besar. Angka kekuatan bending sebenarnya juga ditentukan oleh besar momen inersia penampang (I zz ), dimana besar momen inersia penampang juga meningkat sejalan dengan peningkatan luas penampang lintang sebuah batang. Tapi jika dilihat pada tabel 3, bahwa kenaikan  kemampuan  menahan  beban  dari  spesimen  panel  struktur  berlapis  lebih  besar dibandingkan dengan peningkatan angka momen inersia penampangnya. Dengan demikian, dapat dipastikan bahwa pengunaan serat yang lebih tebal (WR600) dan penggunaan jumlah lapisan serat yang  lebih  banyak  untuk  pembuatan  inti  struktur sandwich akan  berdampak  kepada  kenaikan angka kekuatan bending.
Gambar 12. Kekuatan bending struktur berlapis berbahan komposit serat kaca dengan inti benbentuk gelombang trapezoidal dua arah
Penggunaan serat yang lebih tebal (WR600 dibandingkan WR400) untuk pembuatan inti struktur sandwich memberikan efek yang lebih besar terhadap peningkatan kekuatan bending daripada penggunaan lapisan serat yang lebih banyak (1 lapis dan 2 lapis). Hal ini terlihat jelas pada grafik dalam gambar 12. Penggunaan 1 lapis serat kaca WR600 pada pembuatan inti struktur sandwcih memberikan angka kekuatan bending 3,3 kali lebih besar daripada penggunaan 1 lapis serat kaca WR400. Pada penggunaan 2 lapis serat kaca untuk pembuatan inti struktur sandwcih , specimen panel dengan bahan serat WR600 memiliki kekuatan bending 2,4 lebih besar daripada specimen panel  dengan  bahan  serat  WR400.  Pada  penggunaan  jenis  serat  yang  sama,  yaitu  WR400, penggunaan 2 lapis serat kaca untuk pembuatan inti struktur sandwich menghasilkan peningkatan angka  kekuatan  bending  sebesar  1,7  kali  daripada  penggunaan  1  lapis  serta  kaca.  Dan  untuk penggunaan  serat  jenis  WR600,  penggunaan  2  lapis  serat  kaca  untuk  pembuatn  inti  struktur sandwich memberikan  kenaikan  angka  kekuatan  bending  sebesar  1,2  kali  dibandingkan penggunaan 1 lapis serat kaca.
Jika dibandingkan dengan bobot masing-masing specimen panel maka, semakin terlihat bahwa penggunaan jenis serat yang lebih tebal (WR600 dibandingkan WR400) untuk pembuatan inti struktur sandwich memberikan  peningkatan  perbandingan  kekuatan  bending  terhadap  berat ( flexural strength-to-weight ratio ) yang lebih signifikan dibandingkan penggunaan lapisan serat yang lebih banyak (1 lapis dan 2 lapis). Bahkan pada spesimen panel yang dibuat dengan serat WR600, penggunaan 2 lapis serat tidak meningkatkan rasio kekuatan bending terhadap beratnya. Hal ini terlihat pada tabel 4.
Spesimen panel dengan inti struktur sandwich yang dibuat dengan serat kaca WR600 memiliki angka flexural strength-to-weight ratio yang lebih besar 2,6 kali dibandingkan  specimen panel dengan inti struktur sandwich yang dibuat dengan serat kaca WR400 untuk penggunaan 1 lapis serat. Pada penggunaan 2 lapis serat, spesimen panel dengan inti struktur sandwich yang dbuat dengan serat kaca jenis WR600 memiliki angka flexural strength-to-weight ratio yang 1,9 kali lebih besar dibanding spesimen panel dengan inti struktur sandwich yang dbuat dengan serat kaca jenis WR400.
Untuk spesimen dengan inti struktur yang dibuat dengan bahan serat yang sama, yaitu WR400, angka flexural  strength-to-weight  ratio dari  spesimen  panel  dengan  inti  struktur  yang  dibuat dengan  2  lapis  serat  kaca  hampir  tidak  berbeda  dengan  spesimen  panel  yang  memiliki  inti struktrur yang dibuat dengan 1 lapis serat kaca. Bahkan pada spesimen dengan inti struktur yang dibuat dengan serat WR600, penggunaan 2 lapis serat menghasilkan angka flexural strength-to- weight ratio yang lebih rendah daripada pengguinaan 1 lapis serat. Artinya penambahan jumlah serat yang dipakai untuk pembuatan inti struktur berbentuk gelombang belum tentu meningkatkan angka flexural strength-to-weight ratio karena penambahan jumlah lapisan serat pada inti struktut berlapis juga akan berdampak kepada penambahan berat. Jika penambahan berat spesimen panel struktur  sandwich  yang  terjadi  akibat  penambahan  jumlah  lapisan  serat  lebih  besar  dari peningkatan kekuatan bending maka angka flexural strength-to-weight ratio akan menjadi lebih kecil.
Tabel 4 Perhitungan rasio kekuatan bending terhadap berat Variasi jenis serat - variasi jumlah lapisan serat Berat spesimen Kekuatan bending Flexural Strength to weight ratio (g) (kgf/mm 2 ) (kgf/mm 2 )/kgm Serat kaca WR400 – 1 lapis 79 0,966 12,229 Serat kaca WR400 – 2 lapis 130 1,643 12,640 Serat kaca WR600 – 1 lapis 100 3,228 32,278 Serat kaca WR600 – 2 lapis 160 3,920 24,501
Adapaun angka rasio kekuatan bending terhadap berat ( flexural strength-to-weight ratio ) yang terbaik  ditunjukkan  oleh  spesimen  panel  struktur sandwich dengan  inti  struktur  yang  dibuat dengan 1 lapis serat kaca jenis WR600, yaitu dengan angka 32,278 (kgf/mm 2 )/kgm.

## 3.4. Kekakuan spesimen struktur berlapis
Kekakuan  ( stiffness )  yang  didapatkan  dari  pengujian  bending  dalam  penelitian  ini  adalah kekakuan bending ( bendng stiffness ). Kekakuan bending dari spesimen struktur berlapis dapat diketahui dengan cara membagi beban yang terjadi pada spesimen panel struktur berlapis dengan besar defleksi yang terjadi pada saat spesimen panel tersebut mendapat beban, melalui persamaan K = F/δ [6]. Kekakuan struktur berlapis dihitung pada daerah elastis dari kurva grafik uji bending. Angka kekakuan spesimen untuk setiap variasi penggunan jenis serat dan variasi jumlah lapisan dapat dilihat pada gambar 13.
Gambar 13. Kekakuan bending struktur berlapis berbahan komposit serta kaca
Panel struktur berlapis dengan inti struktur yang dibuat dengan bahan komposit fiberglass WR400 memiliki kekakuan lebih rendah dibandingkan panel struktur berlapis dengan inti struktur yang dibuat dengan bahan fiberglass WR600 dengan jumlah lapisan dinding inti yang sama. Angka kekakuan spesimen struktur berlapis dengan inti struktur yang dibuat dengan 1 lapis serat kaca WR600  lebih  besar  2,8  kali  daripada  angka  kekakuan  spesimen  struktur  berlapis  dengan  inti struktur yang dibuat dengan 1 lapis serat kaca WR400. Untuk aplikasi 2 lapis serat kaca pada inti struktur, kekakuan spesimen struktur berlapis yang dibuat dengan bahan serat WR600 memiliki angka  kekakuan  2,6  kali  lebih  besar  daripada  spesimen  struktur  berlapis  yang  dibuat  dengan bahan serat WR400.
Peningkatan angka kekakuan sebagai dampak dari penambahan jumlah lapisan pada dinding inti struktur  berlapis  tidak  sebesar  dampak  yang  diberikan  dari  penggunaan  serat  yang  berbeda. Peningkatan kekakuan pada spesimen dengan inti struktur yang dibuat dengan 2 lapis serat kaca WR400 adalah 1,5 kali lebih besar daripada spesimen dengan inti struktur yang dibuat dengan 1 lapis serat kaca. Peningkatan kekakuan pada spesimen dengan inti struktur yang dibuat dengan 2 lapis serat kaca WR600 adalah 1,4 kali lebih besar daripada spesimen dengan inti struktur yang dibuat dengan 1 lapis serat kaca.
Secara  teoritk,  kekakuan  dari  suatu  struktur  akan  ikut  ditentukan  oleh  besar  momen  inersia penampang  struktur  tersebut.  Momen  inersia  penampang  yang  lebih  besar  akan  membuat kekakuan  struktur  menjadi  lebih  tinggi.  Data  momen  inersia  penampang  pada  tabel  3 mengkonfirmasi bahwa penggunanan serat yang lebih tebal dan penggunaan jumlah lapisan serat yang lebih banyak pada dinding inti struktur berlapis telah memberikan efek kepada peningkatan angka momen inersia penampang, yang pada gilirannya akan berdampak juga kepada peningkatan kekakuan struktur berlapis.
Performa kekakuan suatu struktur juga dapat dibandingkan terhadap bobot dari struktur tersebut dalam bentuk  rasio kekakuan terhadap berat ( stiffness-to-weight ratio ). Dengan menggunakan data pengujian dan perhitungan kekakuan, dapat dihitung rasio kekakuan terhadap berat untuk setiap spesimen panel struktur sandwich seperti yang tercantum dalam tabel 5. Pada tabel tersebut dapat dilihat bahwa angka terbaik dari rasio kekakuan terhadap berat ditunjukkan oleh spesimen panel struktur sandwich dengan inti struktur yang dibuat dari 1 lapis serat kaca jenis WR600, yaitu dengan angka rasio sebesar 398,00 (kgf/mm)/kgm.

## Tabel 5 Perhitungan rasio kekakuan terhadap berat
Variasi jenis serat - variasi jumlah lapisan serat Berat spesimen Kekakuan Stiffness to weight ratio (g) (kgf/mm) (kgf/mm)/kgm Serat kaca WR400 – 1 lapis 79 14,4 182,28 Serat kaca WR400 – 2 lapis 130 21,1 162,31 Serat kaca WR600 – 1 lapis 100 39,8 398,00 Serat kaca WR600 – 2 lapis 160 55,6 347,50

## 4. KESIMPULAN
Penelitian  yang  dilakukan  menunjukkan  bahwa  penggunaan  cetakan  dan  metoda hand  lay-up cukup efektif untuk pembuatan struktur berlapis dengan inti berbentuk gelombang trapezoidal, terutama untuk pembuatan inti struktur berlapis. Hal ini terlihat dari kualitas inti cetakan yang baik serta dengan bentuk dan dimensi yang cukup konsisten.
Performa dalam hal kekuatan menahan beban maksimum telah didapatkan untuk masing-masing variasi  spesimen.  Spesimen  dengan  inti  struktur  yang  dibuat  dari  bahan  komposit  serat  kaca WR400 menunjukkan kemampuan dapat menahan beban maksimum sampai sebesar 36,08 kgf untuk penggunaan jumlah lapisan serat sebanyak 1 lapis dan 69,69 kgf untuk penggunaan jumlah lapisan serat sebanyak 2 lapis. Spesimen dengan inti struktur yang dibuat dari bahan komposit serat kaca WR600 menunjukkan kemampuan menahan beban maksimum sampai sebesar  129,33 kgf untuk penggunaan jumlah lapisan serat sebanyak 1 lapis dan 176,05 kgf untuk pengunaan jumlah lapisan serat sebanyak 2 lapis. Rasio beban maksimum terhadap berat ( maksimum load-to weight ratio ) terbesar diperoleh pada spesimen panel struktur sandwich dengan inti struktur yang dibuat dengan serat WR600 dengan jumlah lapisan serat 1 lapis, yaitu sebesar 1.293,30 kgf/kgm.
Kekuatan bending ( flexural strength ) terbesar yang dapat dicapai oleh spesimen panel struktur berlapis dengan inti berbentuk gelombang trapozoidal dua arah adalah sebesar 3,920 kgf/mm 2 yang  dicapai  oleh  specimen  dengan  inti  yang  dibuat  dengan  2  lapis  serat  WR600.  Specimen dengan kekuatan bending terkecil adalah spesimen dengan inti yang dibuat dengan 1 lapis serat WR400, yaitu 0.966 kgf/mm 2 . Specimen dengan inti yang dibuat dengan 2 lapis serta WR400 memiliki angka kekuatan bending sebesar 1,643kgf/mm 2 dan spesimen dengan inti yang dibuat dengan  1  lapis  serta  WR600  memiliki  angka  kekuatan  bending  sebesar  3,228kgf/mm 2 .  Rasio kekuatan  bending  terhadap  berat  ( flexural  sttrength-to-weight  ratio )  terbesar  didapatkan  pada spesimen  dengan  inti  yang  dibuat  dengan  1  lapis  serat  WR600,  yaitu  sebesar  32,278 (kgf/mm 2 )/kgm.
Struktur berlapis dengan inti yang dibuat dari bahan komposit serat kaca WR400 menunjukkan angka kekakuan sebesar 14,4 kgf/mm untuk penggunaan jumlah lapisan serat sebanyak 1 lapis dan  21,1  kgf/mm  untuk  pengunaan  jumlah  lapisan  serat  sebanyak  2  lapis.  Spesimen  struktur berlapis  dengan  inti  yang dibuat  dari  bahan  komposit  serat  kaca WR600  menunjukkan  angka kekakuan sebesar  39,8 kgf/mm untuk penggunaan jumlah lapisan serat sebanyak 1 lapis dan 55,6 kgf/mm untuk pengunaan jumlah lapisan serat sebanyak 2 lapis. Rasio kekakuan terhadap berat ( stiffness-to-weight ratio ) terbesar didapatkan pada spesimen panel struktur sandwich dengan inti struktur  yang  dibuat  dengan  1  lapis  serat  WR600,  yaitu  dengan  angka  sebesar  398,00 (kgf/mm)/kgm.
Data hasil pengujian serta data hasil olahan dari data pengujian menunjukkan bahwa penggunakan jenis anyaman (WR : Woven Roving ) serat kaca yang lebih tebal memberikan efek yang lebih signifikan terhadap peningkatan kemampuan menahan beban maksimum, kekuatan bending serta kekakuan daripada penggunaan jumlah lapisan serat yang lebih banyak. Dan jika dilihat dari rasio beban  maksimum  terhadap  berat  ( maksimum  load-to-weigth  ratio ),  rasio  kekuatan  bending
terhadap berat ( flexural strength-to-weight ratio ), serta rasio kekakuan terhadap berat ( stiffness- to-weigth  ratio )  maka  performa  terbaik  ditunjukkan  oleh  panel  struktur  berlapis  ( sandwich structure ) dengan inti yang dibuat dari 1 lapis serat kaca WR600.
5. DAFTAR PUSTAKA
[1]  Chang,  Wan-Shu,  Edward  Venstel,  Ted  Krauthammer,  Joby  John  (2005), “Bending Behavior of corrugated-core Sandwich Plates” , Composite Structure, Volume 70, Issue 1. August 2005, pp 81-89.
[2]  Tumino, Davide, Tommaso Ingrassia, Vicenzo Nigrelli, Giuseppe Pitarresi, Vicednzo Urso Miano (2014), “Mechanical behavior of a sandwich with corrugated GRP core: numerical modeling and experimental validation” , Frattura ed Integrità Strutturale, 30 (2014) pp 317- 326; DOI: 10.3221/IGF-ESIS.30.39.
[3]   Zaid, Z. M., M.R.M. Rejab and N.A.N Mohamed (2016), “Sandwich Structure Based On Corrugated-Core: A Review” , MATEC Web of Conferences, volume 74, 00029 (2016)
[4]  Hou,  Shujuan,  Shuyun  Zhao,  Lili  Ren,  Xu  Han,  Qing  Li  (2013), “Crashworthiness Optimization of Corrugated Sandwich Panels” , Material & Design, olume 51, October 2013, pp 1071-1084.
[5]  Anonim, ASTM. (2000) ASTM C393-00 –Standard Test Method for Flexural Properties Of Sandwich Constructions .
[6]   Mott, Robert L., (2002) “Applied Strength of Materials” , 4 th Edition, Prentice-Hall, New jersey.