Ketahanan Fatik Baja ASTM A36 yang Diperbaiki dengan Tambalan FRP yang Diikat Secara Adhesif

Penelitian ini menganalisis efektivitas tambalan carbon fiber reinforced polymer (CFRP) dan glass fiber reinforced polymer (GFRP) yang direkatkan secara adhesif pada baja ASTM A36, dengan konfigurasi single-side dan double-side, terhadap respons tarik, perambatan retak fatik, mekanisme kegagalan, dan respons numerik. Pengujian tarik dilakukan pada 15 spesimen yang terbagi ke dalam lima kelompok: tanpa tambalan (N), CFRP single-side (CSS), CFRP double-side (CDS), GFRP single-side (GSS), dan GFRP double-side (GDS). Pengujian fatik eksperimental dilakukan pada satu spesimen kontrol berbentuk single-edge-notched tension (SENT) dengan retak awal 8 mm, Pmax = 42 kN, Pmin = 4,2 kN, R = 0,1, dan frekuensi 10 Hz. Morfologi kegagalan dianalisis melalui pengamatan makroskopis dan scanning electron microscopy (SEM), sedangkan perilaku fatik pada seluruh konfigurasi dievaluasi secara numerik menggunakan Abaqus dengan Direct Cyclic, XFEM, dan cohesive zone model. Tambalan FRP meningkatkan rata-rata kekuatan tarik maksimum nominal sebesar 0,95–2,55% dibandingkan dengan kontrol; CDS memberikan nilai tertinggi, yaitu 442,17 MPa. Pada uji fatik Spesimen N, retak bertambah dari 8,00 menjadi 19,10 mm pada 13.000 siklus dan spesimen patah pada 13.374 siklus. Laju perambatan retak meningkat dari 2,00 x 10-4 menjadi 3,40 x 10-3 mm/siklus, sedangkan tegangan netto mencapai 334,93 MPa dan melampaui tegangan luluh aktual 290,44 MPa. Pengamatan makro dan SEM menunjukkan kegagalan campuran pada sistem baja-adhesif-FRP berupa debonding antarmuka, robekan adhesif atau matriks, dan fiber pull-out lokal, sedangkan patah akhir baja bersifat ulet melalui microvoid coalescence. Simulasi menunjukkan jalur retak 40 mm tercapai pada 11.230 siklus untuk N, 16.230 untuk CFRP single-side, 14.780 untuk GFRP single-side, 19.460 untuk CFRP double-side, dan 16.050 untuk GFRP double-side. CFRP double-sided memberikan peningkatan umur numerik tertinggi, yaitu 73,29%, serta mempertahankan kekakuan sekant 154,59 kN/mm pada panjang retak sekitar 30 mm. Mode I dominan pada seluruh model, sementara kerusakan cohesive adhesif menjadi mekanisme pembatas. Secara keseluruhan, tambalan FRP lebih efektif menunda perambatan retak dan mempertahankan kekakuan daripada meningkatkan kekuatan tarik statik; kinerjanya ditentukan oleh kekakuan FRP, konfigurasi pemasangan, dan integritas adhesif.