Pengukuran Tingkat Kelelahan Bahan (Fatique)

Annisa Ayu Artanti (10/299948/PA/13079)Ida Bagus Gede Putra Pratama (10/300429/PA/13251)

Outline

1 • Latar Belakang

2 • Tujuan

3 • Dasar Teori

4 •Metode Percobaan

5 •Data Hasil Percobaan

6 •Perhitungan

7 •Pembahasan

8 •Kesimpulan

Latar Belakang

Teknologi dan Kehidupanan Sehari-

hariBahan Fatique Keselamatan

Tujuan

• Mengukur daya tahan suatu bahan logam (kawat atau kabel) terhadap perlakuan tekukan.

Dasar Teori

• Fatigue atau kelelahan adalah bentuk dari kegagalan yang terjadi pada struktur karena beban dinamik yang berfluktuasi. Fatique menjadi salah satu utama kegagalan pemakaian suatu bahan.

• Terdapat 3 fase dalam perpatahan fatik :

1. Permulaan retak,

2. Penyebaran retak,

3. Patah.• Perpatahan terjadi ketika material telah mengalami siklus tegangan dan

regangan yang menghasilkan kerusakan yang permanen (patah).• Fatigue itu sendiri dapat berupa tekanan, torsi, lekukan, dorongan maupun

tarikan• Batas Stress maksimum sebelum logam mengalami kelelhan dinamakan

endurance limit.

Metode Percobaan

• Skema percobaan

Metode Percobaan

• Tata Laksana

Variasi Diameter

1. Tebal diameter bahan kawat diukur menggunakan jangka sorong.

2. Kawat dimasukkan pada penjepit.3. Kawat dijepit dengan support plate dan

dikencangkan. 4. Jarak antara support plate dan lower clamp

diukur.5. Sudut dan panjang tekukan yang akan diatur

tetap yaitu 300 dan 3 cm6. Kedua ujung kawat dijepit dengan penjepit.7. Counter di set pada posisi nol.8. Motor dihidupkan, main switch dan start

dinaikkan. 9. Jika kawat sudah putus, motor otomatis akan

berhenti, main switch di turunkan, dan cacah counter dicatat.

10.Percobaan diulangi dengan diameter kawat yang berbeda.

Variasi Sudut Tekukan

1. Tebal kawat yang akan digunakan diukur

2. Diulangi cara seperti percobaan 1 diatas dengan diameter kawat dan panjang tekukan tetap, hanya sudut kawat divariasi pada 150, 200, 250, dan 300.

Variasi Panjang Tekukan

1. Urutan langkah pada percobaan 1 diulang dengan sudut tetap yaitu 300 dan diameter kawat sebesar 9,5mm, panjang tekukan divarisai mulai dari 2,5cm, 3cm, 3,5cm, dan 4cm. 

Metode Percobaan

• Analisa Data

Dengan :

N : jumlah siklus

l : panjang tekukan (mm)

k : konstanta fatigue

θ : sudut tekukan (0)

d : diameter bahan (mm)

a,b,c : konstanta

Data Hasil Percobaan

• Variasi Diameterθ = 30 ⁰l = 0.030 m

ln N = C ln d + ln K₁ + A ln θ + B ln l

m ± ∆m = C ± ∆C = -4,74 ± 0.23

d (m) N (jumlah tekukan) ln d ln N

0.0009 143 -7.01312 4.962845

0.00095 120 -6.95905 4.787492

0.00125 31 -6.68461 3.433987

0.0018 45 -6.31997 3.806662Tabel 1. Data dari percobaan dengan variasi diameter

Grafik 1. Grafik untuk variasi diameter

Data Hasil Percobaan

• Variasi Sudut Tekukand = 0.00095 m

l = 0.030 m

ln N = A ln θ + ln K₂ + C ln d + B ln l

m ± ∆m = A ± ∆A = -3.60 ± 0.88

θ (⁰) N (jumlah tekukan) ln θ ln N

15 892 2.70805 6.793466

20 717 2.995732 6.575076

25 154 3.218876 5.036953

30 88 3.401197 4.477337Tabel 2. Data dari percobaan dengan variasi sudut tekukan

Grafik 1. Grafik untuk variasi sudut tekukan

Data Hasil Percobaan

• Variasi Panjang Tekukanθ = 30 ⁰d = 0.00095 m

ln N = B ln l + ln K₃ + C ln d + A ln θ

m ± ∆m = B ± ∆B = 3.80 ± 0.44

l (m) N (jumlah tekukan) ln l ln N

0.025 53 -3.68888 3.970292

0.030 120 -3.50656 4.787492

0.035 189 -3.35241 5.241747

0.040 45 -3.21888 3.806662Tabel 3. Data dari percobaan dengan variasi panjang tekukan

Grafik 1. Grafik untuk variasi panjang tekukan

Hasil Perhitungan

A = -3.6

B = 3.8

C = -4,74

θ = 30⁰

l = 0.030

d = 0.00095

N₁ = 120

N₂ = 88

N₃ = 120

Variasi m±∆ Konstanta

Diameter -4,74 ± 0.23 0.072

Sudut Tekukan -3.60 ± 0.88 0.053

Panjang Tekukan 3.80 ± 0.44 0,072Tabel 4. Data dari hasil percobaan

untuk mencari nilai konstanta fatique

Tabel 5. Hasil seluruh perhitungan untuk setiap variasi

Pembahasan• Untuk menguji daya tahan suatu bahan akibat perilaku tekukan pada

pecobaan ini dilakukan tiga variasi yaitu : variasi diameter, variasi besarnya sudut tekukkan, dan variasi panjangnya sudut tekukkan.

• Besarnya banyak tekukkan (N) pada percobaan ini dijadikan acuan yang mana akan menentukan besarnya nilai kosntanta kelelahan (fatique) untuk masing-masing tipe variasi.

• Pada variasi diameter , didapatkan besar nilai m yaitu -4,74 ± 0.23 Kemudian besar konstanta kelelahan (K₁) yaitu 0,072 yang menunjukkan bahwa nilai diameter berbanding terbalik dengan daya tahan bahan terhadap tekukkan akibat kelenturan yang semakin sempit.

• Pada variasi sudut tekukkan, dapat dinyatakan semakin besar sudut maka ketahanan tekukkan pada bahan semakin kecil. Dengan nilai m yaitu -3.60 ± 0.88 Dan K₂ = 0,053

• Pada variasi panjang tekukkan, semakin panjang jarak tekukkan maka bahan akan lebih lama mengalami kelelahan. Dengan nilai m sebesar 3.80 ± 0.44 dan nilai K₃ = 0,072

Kesimpulan

• Nilai konstanta kelelahan bahan untuk variasi diameter (K₁) = 0,072

• Nilai konstanta kelelahan bahan untuk variasi sudut tekukan (K₂) = 0,053

• Nilai konstanta kelelahan bahan untuk variasi panjang tekukan (K₃) = 0,072

Terima Kasih