Laporan Uji Fatigue
-
Upload
athiyanindya -
Category
Documents
-
view
244 -
download
0
Transcript of Laporan Uji Fatigue
-
8/18/2019 Laporan Uji Fatigue
1/15
Laporan Praktikum
Laboratorium Teknik Material 1
Modul E Uji Lelah
Oleh:
Nama : Athiya Fathinati Anindya
NIM : 1!1"#"
$elompok :
An%%ota &NIM' : (i%it Pra)etyo &1!11##"'
Il *ahma Pradira +e)ari &1!11#11'
,al-in Ambrio .ani)/ara &1!1"#"!'
Abdurrahman Al%hani &1!1"#0'
(atria *u)diputra &1!1"#0'
Tan%%al Praktikum : 1# Maret "#10
Tan%%al Penyerahan Laporan : 1 Maret "#10
Nama A)i)ten &NIM' : Mahendra *iyandi &1!1###'
Laboratorium Metalur%i dan Teknik Material
Pro%ram (tudi Teknik Material
Fakulta) Teknik Me)in dan .ir%antara
In)titut Teknolo%i 2andun%
"#10
-
8/18/2019 Laporan Uji Fatigue
2/15
BAB I
LATAR BELAKANG DAN TUJUAN
1.1 Latar Belakang
(alah )atu penyebab ke%a%alan material3 bahkan merupakan penyebab
utama3 adalah 4ati%ue 4ra5ture6 Fati%ue 4ra5ture adalah patahan yan%
di)ebabkan oleh beban dinami) yan% ber4luktuati46 I)tilah 4ati%ue dipilih karena
patahan ini umumnya terjadi pada pembebanan berulan% )etelah jan%ka /aktu
yan% panjan%6
Pada ka)u) 4ati%ue3 4ra5ture dapat terjadi kapan )aja /alaupun belum
mele/ati kekuatan luluhnya6 7adi 4ati%ue )an%at berbahaya karena tidak dapat
dipredik)i6
2anyak komponen dan elemen me)in dide)ain den%an memberikan
perhatian yan% be)ar terhadap beban dinamik6 ,ontoh komponen yan%
men%alami beban dinamik adalah jembatan3 kompre)or3 turbine blade3 dan
pompa6 .en%an berjalannya /aktu3 )erta periode pembebanan yan% berulan%3komponen8komponen ter)ebut akan men%alami 4ati%ue 4ailure6
1.2 Tujuan
16 Memahami mekani)me dan bentuk patahan material akibat 4ati%ue 4ra5ture
"6 Men%%ambar dia%ram +oodman dari material6
-
8/18/2019 Laporan Uji Fatigue
3/15
BAB II
TEORI DASAR
Fati%ue 4ra5ture adalah patahan yan% di)ebabkan oleh beban dinami) yan%
ber4luktuati46 Pembebanan ini dapat berupa te%an%an ak)ial &tarik dan tekan'3
4lek)ural &bendin%'3 dan tor)ional &puntiran'6
(e5ara umum terdapat ti%a )tre)) 5y5le6 (tre)) 5y5le adalah kur-a te%an%an
terhadap /aktu6 +ambar "61 &a' menunjukkan re-er)ed )tre)) 5y5le3 dimana
te%an%an ber%ilir dari te%an%an tarik mak)imum ke te%an%an tekan mak)imum
yan% nilainya )ama6 &b' menunjukkan repeated )tre)) 5y5le3 dimana te%an%an
mak)imum dan minimumnya a)imetri) relati4 terhadap te%an%an nol6 &5'
menunjukkan random )tre)) 5y5le yan% tidak mempunyai pola tertentu6
-
8/18/2019 Laporan Uji Fatigue
4/15
+ambar "61 $ur-a )tre)) 5y5le6 (umber: ,alli)ter3 9illiam .6 "##!6 Materials
and Science Engineering An Introduction. !th edition6 p% ""6
Mean )tre)) dide4ini)ikan )eba%ai rata8rata dari te%an%an mak)imum dan
minimum3 atau
σ m=
σ max+σ
min
2
*an%e o4 )tre)) adalah )eli)ih antara ma; dan min3 yaitu
σ r=σ
max−σ
min
Amplitudo te%an%an adalah )eten%ah dari ran%e o4 )tre))3 yaitu
σ m=
σ max−σ
min
2
(tre)) ratio adalah perbandin%an amplitudo minimum dan mak)imum:
R=σ
min
σ max
Perjanjian yan% di%unakan yaitu tanda po)iti4 untuk te%an%an tarik dan
ne%ati4 untuk te%an%an tekan6
.ia%ram )kemati) dari me)in uji lelah putar ditunjukkan pada +ambar "6"6
-
8/18/2019 Laporan Uji Fatigue
5/15
+ambar "6" Me)in uji lelah putar6 (umber: T6 Udomphol6 Mechanical Metallurgy
Laboratory 431303
Pen%ujian dilakukan den%an menempatkan )pe)imen dalam )iklu)
te%an%an pada te%an%an mak)imum yan% 5ukup be)ar6 Pro)edur ter)ebut diulan%i
den%an te%an%an mak)imum yan% teru) menurun. .ata ter)ebut diplotkan pada
%ra4ik te%an%an ( terhadap lo%aritma jumlah )iklu) N6
Terdapat dua kur-a (8N yan% ditunjukkan pada +ambar "66 Untuk
beberapa 4errou) dan paduan titanium &+ambar "6a'3 terdapat 4ati%ue limit3 yaitu
te%an%an mak)imal yan% dapat diterima )uatu material pada )iklu) tak terhin%%a6
7ika melebihi bata) ini3 maka material akan patah6 Aluminum3 ma%ne)ium3 dan
temba%a tidak mempunyai 4ati%ue limit3 kur-a (8Nnya menurun ke ba/ah
)ehin%%a 4ra5ture pa)ti akan terjadi tanpa la%i melihat be)ar te%an%an6 Untuk
material ter)ebut3 terdapat 4ati%ue )tren%th3 yaitu te%an%an mak)imum dimana
4ra5ture akan terjadi pada )uatu nilai N tertentu6 (elain itu terdapat ju%a 4ati%ueli4e3 yaitu jumlah )iklu) yan% akan menyebabkan 4ra5ture pada )uatu te%an%an
tertentu6
-
8/18/2019 Laporan Uji Fatigue
6/15
+ambar "6 $ur-a (8N6 (umber: ,alli)ter3 9illiam .6 "##!6 Material) and
(5ien5e En%ineerin% An Introdu5tion6 !th edition6 p% "16
Pro)e) 4ati%ue 4ailure dapat diba%i dalam ti%a tahap: &1' 5ra5k initiation3
&"' 5ra5k propa%ation3 dan &' 4inal 4ailure6 ,ra5k initiation adalah kondi)i dimana
dimulai terjadinya retakan6 A/al dari retakan di)ebabkan oleh kon)entra)i
te%an%an6 Penyebab kon)entra)i te%an%an berma5am8ma5am3 mulai dari %ore)an3
impuritie)3 inklu)i3 maupun te%an%an )i)a6 ,ra5k propa%ation adalah penjalaran
retakan6 Area dari )uatu permukaan 4ra5ture dapat dikate%orikan dalam
bea5hmark) dan )triation)6 2ea5hmark adalah pola berbentuk kulit keran% yan%
dapat dilihat )e5ara makro)kopik3 )edan%kan )triation) dilihat )e5ara mikro)kopik6
.alam )atu bea5hmark dapat men%andun% ribuan )triation)6
-
8/18/2019 Laporan Uji Fatigue
7/15
BAB III
DATA PERCOBAAN DAN PENGOLAAN DATA
2.1 Data Per!"#aan
Material < (T = !
Panjan% (pe)imen &L' < ## mm
Lebar (pe)imen &b' < 160 mm
Tebal (pe)imen &h' < 16> mm
$ekera)an A/al < >? @*.
$ekera)an Akhir < 11 @*.
7arak Tumpuan < ! mm
Me)in Uji < Tarno +ro5ki
.e4lektometer < Mitutayo
No ma; &MPa' min &MPa'
1 "## 81##
" 1# ?#
"# 81##
0 1# "
1# 8#? "## 81"
! 1## !
2.2 Peng"la$an Data
ma; min a m r *
"## 81## 1# # ## 8"
1# ?# 0 1# ># "6
-
8/18/2019 Laporan Uji Fatigue
8/15
"# 81## 1! ! # 8"6
1# " ?"6 !6 1" ?
1# 8# 1## # "## 8"## 81" 1?"6 !6 " 816?
1## ! 1"6 !6 " 16
0 50 100 150 200 250 300 350 400
-200
-100
0
100
200
300
400
Diagram Goodman
Data 3 (patah) Data 6 (patah) Data 1 (aman)
Data 5 (aman) Data 4 (aman) Data 7 (aman)
Data 2 (aman) Series 8 Series 9
Series 10 σu σy
σm (MPa)
σa (MPa)
BAB I%
ANALISIS DATA DAN INTERPRETASI DATA
-
8/18/2019 Laporan Uji Fatigue
9/15
.ata per5obaan menunjukkan ma; dan min6 .ari data ter)ebut dapat di5ari
m3 r 3 dan a3 yan% kemudian akan di%unakan untuk membuat dia%ram +oodman6
.ia%ram +oodman memberikan in4orma)i men%enai daerah aman )uatu material6
.ari literatur3 didapat y adalah " MPa dan u < ?# MPa6 ma; dan min
diplotkan pada )umbu y dan m pada )umbu ;6 (etelah itu tin%%al dilihat tiap data
apakah berada di dalam daerah aman atau tidak6
2erda)arkan per5obaan3 data 13 3 dan ? mele/ati daerah aman dia%ram
+oodman3 )ehin%%a men%alami fatigue fracture6 .ata lain yan% berada di dalam
kur-a berarti aman6 7adi )pe)imen akan men%alami fatigue fracture jika diberi
pembebanan "## MPa dan 81" MPa3 )erta "# MPa dan 81## MPa6
-
8/18/2019 Laporan Uji Fatigue
10/15
BAB %
KESI&PULAN DAN SARAN
'.1 Ke()*+ulan
Pro)e) 4ati%ue 4ailure dapat diba%i dalam ti%a tahap: &1' 5ra5k initiation3
&"' 5ra5k propa%ation3 dan &' 4inal 4ailure6 ,ra5k initiation adalah kondi)i
dimana dimulai terjadinya retakan6 A/al dari retakan di)ebabkan oleh
kon)entra)i te%an%an6 Penyebab kon)entra)i te%an%an berma5am8ma5am3
mulai dari %ore)an3 impuritie)3 inklu)i3 maupun te%an%an )i)a6 ,ra5k
propa%ation adalah penjalaran retakan6 Area dari )uatu permukaan 4ra5ture
dapat dikate%orikan dalam bea5hmark) dan )triation)6 2ea5hmark adalah pola
berbentuk kulit keran% yan% dapat dilihat )e5ara makro)kopik3 )edan%kan
)triation) dilihat )e5ara mikro)kopik6 .alam )atu bea5hmark dapat
men%andun% ribuan )triation)6
2erikut adalah dia%ram +oodman ha)il per5obaan6
-
8/18/2019 Laporan Uji Fatigue
11/15
0 50 100 150 200 250 300 350 400
-200
-100
0
100
200
300
400Diagram Goodman
Data 3 (patah) Data 6 (patah) Data 1 (aman)
Data 5 (aman) Data 4 (aman) Data 7 (aman)
Data 2 (aman) Series 8 Series 9Series 10 σu σy
σm (MPa)
σa (MPa)
'.2 Saran
16 Penjela)an men%enai )i)tem kerja3 komponen8komponen3 dan pen%ukuran
me)in uji diberi /aktu lebih lama6
"6 .iberi data )iklu) N a%ar dapat membuat kur-a (8N6
-
8/18/2019 Laporan Uji Fatigue
12/15
DA,TAR PUSTAKA
16 ,alli)ter3 9illiam .6 "##!6 Materials and Science Engineering An
Introduction. !th edition6 Ne/ Bork: 7ohn 9iley C (on)3 In56 p% 08#3
"8"?6
"6 .ieter3 +6 E6 1>6 Mechanical Metallurgy6 (I Metri5 Edition6 U$: M5
+ra/8@ill 2ook ,o6 P% "8!6
6 A(M -ol6D#D#"D#6
-
8/18/2019 Laporan Uji Fatigue
13/15
LA&PIRAN
TU+A( (ETELA@ P*A$TI$UM
16 .en%an data ha)il uji lelah yan% diberikan3 %unakan data ter)ebut untuk
men%%ambarkan kur-a te%an%an terhadap jumlah )iklu) &kur-a (8N'6
.ata yan% ada tidak memadai6
"6 Tentukan bata) lelah dari )oal no61
.ata yan% ada tidak memadai6
6 2andin%kan ma; yan% diberikan den%an kekuatan tarik &u' dan bata)
luluh material &y' dari literatur6 7ela)kan6
ma; &MPa' < "##3 1#3 "#3 1#3 1#3 "##3 1##
y < " MPa
u < ?# MPa
Te%an%an mak)imum ma)ih di ba/ah yield )tren%th3 namun
material tetap men%alami 4ati%ue 4ailure6 @al ini di)ebabkan oleh te%an%an
yan% ber4luktuati4 )eperti yan% )udah dijela)kan pada bab8bab
)ebelumnya6
06 2uatlah anali)a permukaan patahan yan% didapatkan dari pen%ujian4ati%ue
Pada pen%ujian ini3 praktikan tidak melakukan uji 4ati%ue )e5ara
lan%)un% karena uji ter)ebut memakan /aktu yan% )an%at lama6 7adi tidak
ada dokumenta)i )pe)imen ha)il uji 4ati%ue6
Tetapi )e5ara umum3 permukaan patahan 4ati%ue berbentuk datar dan
terdapat bea5hmark) yan% terlihat dalam )kala makro)kopik6 7ika dilihat
dalam )kala mikro)kopik3 terdapat )triation) yan% tampilannya mirip
den%an bea5hmark)6 Pola yan% terjadi adalah akibat dari te%an%an yan%
teru) meneru) dalam jumlah )iklu) N tertentu3 )ehin%%a timbul %ari)8%ari)
yan% berkelanjutan6
-
8/18/2019 Laporan Uji Fatigue
14/15
+ambar menunjukkan permukaan )pe)imen akibat 4ati%ue 4ailure6 (umber:
http:elearning.unsri.ac.idpluginfile.php4!""#od$resourcecontent1%A%&4&
SI'A(&MA(E)IAL.pdf
-
8/18/2019 Laporan Uji Fatigue
15/15
*AN+$UMAN
Fati%ue 4ra5ture adalah patahan yan% di)ebabkan oleh beban dinami) yan%
ber4luktuati46 Pembebanan ini dapat berupa te%an%an ak)ial &tarik dan tekan'3
4lek)ural &bendin%'3 dan torional &puntiran'6
Tujuan dari uji 4atik adalah untuk men%etahui karakteri)tik material yan%
berhubun%an den%an beban dinami) yaitu 4ati%ue limit6
Pen%ujian tidak dilakukan )e5ara lan%)un% oleh praktikan3 dan data yan%
)udah ter)edia adalah te%an%an mak)imum dan minimum dari beban yan%
diberikan6 .ari te%an%an mak)imum dan minimum ter)ebut didapatkan kur-a
+oodman yan% menunjukkan 4ati%ue limit dan ultimate )tren%th6 (edan%kan dari
yield )tren%th dan ultimate )tren%th dari literatur didapat dia%ram +oodman yan%
menunjukkan daerah aman material dari 4ati%ue 4ailure6
$e%unaan dari uji 4atik adalah ha)il dari pen%ujian nantinya akan
di%unakan dalam peran5an%an produk3 yaitu )eba%ai 4aktor pertimban%an dalam
memilih material yan% tepat untuk )uatu ran5an%an6