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


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


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


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


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


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


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


8/15

"# 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


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


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


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


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


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


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


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

Laporan Uji Fatigue

Documents

Transcript of Laporan Uji Fatigue