Pengaruh Beban Fatik dan Non Fatik Terhadap Kekuatan Tarik Impak Baja Karbon st.60

dokumen-dokumen yang mirip
I. PENDAHULUAN. untuk diperkirakan kapan terjadinya, dan tidak dapat dilihat secara kasat mata

Jurnal Mekanikal, Vol. 4 No. 2: Juli 2013: ISSN

PRILAKU KEGAGALAN RODA GIGI LURUS AKlBAT BEBAN FATIK DAN IMPAK

I. PENDAHULUAN. rotating bending. Dalam penggunaannya pengaruh suhu terhadap material

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2010 TUGAS AKHIR TM091486

STUDI KARAKTERISTIK PENGUKURAN TEGANGAN DAN RESPON HELMET INDUSTRI

III. METODOLOGI PENELITIAN. waktu pada bulan Oktober hingga bulan Maret Peralatan dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini :

III. METODOLOGI PENELITIAN. Universitas Lampung. Sedangkan estimasi waktu penelitian dikisarkan

Sidang Tugas Akhir (TM091486)

SIMULASI TEGANGAN PADA HELM INDUSTRI DARI BAHAN KOMPOSIT GFRP YANG MENDAPAT TEGANGAN INSIDEN SEBESAR 24,5 MPa

RESPON POLYMERIC FOAM YANG DIPERKUAT SERAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) AKIBAT BEBAN TEKAN STATIK DAN IMPAK (SIMULASI NUMERIK)

Tugas Akhir. Studi Corrosion Fatigue Pada Sambungan Las SMAW Baja API 5L Grade X65 Dengan Variasi Waktu Pencelupan Dalam Larutan HCl

BAB IV DATA HASIL PENELITIAN

Waktu Tempering BHN HRC. 1 jam. Tanpa perlakuan ,7. 3 jam ,7. 5 jam

I. PENDAHULUAN. Baja karbon AISI 1045 adalah jenis baja yang tergolong dalam baja paduan

I. PENDAHULUAN. mengalami pembebanan yang terus berulang. Akibatnya suatu poros sering

Laporan Praktikum Laboratorium Teknik Material 1 Modul A Uji Tarik

ESTIMASI UMUR FATIK MENGGUNAKAN PEMBEBANAN ROTATING BENDING PADA MATERIAL SS 304

BAB I PENDAHULUAN. untuk memenuhi dan memudahkan segala aktifitas manusia, karena aktifitas

III. METODOLOGI PENELITIAN. Universitas Lampung. Sedangkan waktu penelitian dilaksanakan pada rentang

I. PENDAHULUAN. Logam merupakan material kebutuhan manusia yang banyak penggunaannya

PENGARUH BENTUK TAKIKAN (NOTCHED) PADA POROS BAJA KARBON ST. 60 AKIBAT BEBAN TARIK

RESPON POLYMERIC FOAM YANG DIPERKUAT SERAT TANDAN KOSONG KELAPA SAWIT (TKKS) AKIBAT BEBAN TEKAN STATIK DAN IMPAK (SIMULASI NUMERIK) TESIS

\ / BAB III METODE PENELITIAN. 3.1 Bahan. Spesimen uji yang digunakan pada pengujian ini adalah kayu kamfer. 1. UjiTarik

II. TINJAUAN PUSTAKA. Komponen mesin yang terbuat dari baja ini contohnnya poros, roda gigi dan

FATIGUE STRENGTH BAJA NS 4340 SETELAH MENGALAMI TEMPERING

ANALISA KUAT LELAH KUNINGAN YELLOW BRASS C85700 PADA MESIN UJI ROTARY BENDING

KEKUATAN MATERIAL. Hal kedua Penyebab Kegagalan Elemen Mesin adalah KEKUATAN MATERIAL

PERENCANAAN ELEMEN MESIN RESUME JURNAL BERKAITAN DENGAN POROS

BAB II TEORI DASAR. Gage length

ANALISA BESI BETON SERI KS DAN SERI KSJI DENGAN PROSES PENGUJIAN TARIK

Analisis Pengaruh Cooling Rate pada Material ASTM A36 Akibat Kebakaran Kapal Terhadap Nilai Kekuatan, Kekerasan dan Struktur Mikronya

Rancang Bangun Alat Uji Impak Metode Charpy

RISK ASSESSMENT OF SUBSEA GAS PIPELINE PT. PERUSAHAAN GAS NEGARA Tbk.

Pembebanan Batang Secara Aksial. Bahan Ajar Mekanika Bahan Mulyati, MT

Bab II STUDI PUSTAKA

BAB III SIFAT MEKANIK MATERIAL TEKNIK

IDENTIFIKASI KEKUATAN DAN KERETAKAN KOMPOSIT GIPSUM TERHADAP BEBAN IMPAK KECEPATAN TINGGI

Jurnal Teknika Atw 1

ANALISA KEKUATAN PUNTIR DAN KEKUATAN LENTUR PUTAR POROS BAJA ST 60 SEBAGAI APLIKASI PERANCANGAN BAHAN POROS BALING-BALING KAPAL

PENGARUH PROSES HARDENING PADA BAJA HQ 7 AISI 4140 DENGAN MEDIA OLI DAN AIR TERHADAP SIFAT MEKANIS DAN STRUKTUR MIKRO

II. TINJAUAN PUSTAKA. akibat beban berulang ini disebut patah lelah (fatigue failures) karena

JURNAL FEMA, Volume 1, Nomor 3, Juli 2013

KEKUATAN IMPAK BAJA ST 60 DI BAWAH TEMPERATUR EKSTRIM

I. PENDAHULUAN. Baja adalah sebuah senyawa antara besi (Fe) dan karbon (C), dimana sering

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

ek SIPIL MESIN ARSITEKTUR ELEKTRO

BAB 1 PENDAHULUAN. juta ton berat basah per tahun. PT. Perkebunan Nusantara III (PTPN-III) sendiri

BAB I PENDAHULUAN. baja HQ705 (High Quality) untuk komponen konstruksi permesinan. Baja HQ705

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS

E(Pa) E(Pa) HASIL DAN PEMBAHASAN. 4.1 Pengujian Tarik Material Kayu. Spesimen uji tarik pada kayu dilakukan pada dua spesimen uji.

PENGANTAR TEKNIK MESIN 4 IWAN PONGO,ST,MT

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Waktu dan pelaksanaan percobaan serta analisis sebagai berikut:

Audio/Video. Metode Evaluasi dan Penilaian. Web. Soal-Tugas. a. Writing exam.skor:0-100(pan) b. Tugas : Jelaskan cara membuat diagram teganganregangan

Laporan Praktikum MODUL C UJI PUNTIR

BAB III METODE PENELITIAN. Mulai

PERAMBATAN RETAK FATIK TARIK DINAMIS PADA PIPA BAJA KARBON RENDAH

Laporan Awal Praktikum Karakterisasi Material 1 PENGUJIAN TARIK. Rahmawan Setiaji Kelompok 9

MECHANICAL FAILURE (KERUSAKAN MEKANIS) #2

PERANCANGAN MESIN UJI LELAH BAJA POROS DENGAN PEMBEBANAN PUNTIR DINAMIS

Seminar Nasional Pascasarjana XI ITS, Surabaya 27 Juli 2011 ISBN No

Asyari D. Yunus - Struktur dan Sifat Material Universitas Darma Persada - Jakarta

STUDI PENGARUH PERLAKUAN PANAS PADA HASIL PENGELASAN BAJA ST 37 DITINJAU DARI KEKUATAN TARIK BAHAN

III. METODE PENELITIAN. Penelitian ini akan dilakukan di Laboratorium Terpadu Jurusan Teknik Mesin

BAB 2. PENGUJIAN TARIK

II. TINJAUAN PUSTAKA. Baja adalah logam paduan, dimana logam besi adalah unsur dasarnya yang

BAB 1 PENDAHULUAN. metoda desain elastis. Perencana menghitung beban kerja atau beban yang akan

KARAKTERISTIK LELAH BAJA POROS DIN 42CrMo4 BERTAKIK U DAN V AKIBAT BEBAN AMPLITUDO KONSTAN DAN BEBAN TIBA-TIBA

BAB III METODE PENELITIAN

UJI TARIK BAHAN KULIT IMITASI

JURNAL TEKNIK PERKAPALAN Jurnal Hasil Karya Ilmiah Lulusan S1 Teknik Perkapalan Universitas Diponegoro

Impact Toughness Test. Sigit Ngalambang

KONSEP TEGANGAN DAN REGANGAN NORMAL

KAJI EKSPERIMEN PENINGKATAN UMUR LELAH POROS BERALUR DENGAN PENAMBAHAN ALUR BANTU

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Analisa Kekuatan Tarik Baja Konstruksi Bj 44 Pada Proses Pengelasan SMAW dengan Variasi Arus Pengelasan

FATIQUE. Kegagalan ini dinamakan fatique karena kejadian ini berlangsung dalam jangka waktu yang lama.

FAKTOR KONSENTRASI TEGANGAN DI UJUNG RETAK ALUMINIUM A-6061PADA PEMBEBANAN MODE CAMPURAN

BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

PENGARUH PRESTRAIN BERTINGKAT TERHADAP KEKERASAN DAN KEKUATAN TARIK BAJA KARBON SEDANG

EVALUASI KINERJA JEMBATAN BERDASARKAN DATA REGANGAN SECARA MENERUS STUDI KASUS : JEMBATAN TOMANG INTERCHANGE

Perilaku Retak Aluminium Paduan A6061-T6 pada Pembebanan Mixed Mode

BAB III METODE PENELITIAN

III. METODOLOGI PENELITIAN. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Material Teknik Jurusan Teknik Mesin,

BAB I PENDAHULUAN. Salah satu material yang sangat penting bagi kebutuhan manusia adalah

METODE PENELITIAN. Model tabung gas LPG dibuat berdasarkan tabung gas LPG yang digunakan oleh

Analisa Delaminasi Pada Glass Fiber Reinforced Polymer Komposit Laminat Dengan Pembebanan Fatigue

Perpatahan Rapuh Keramik (1)

BAB IV STUDI KASUS DAN SIMULASI PERMODELAN

EKSPERIMEN DAN ANALISIS BEBAN LENTUR PADA BALOK BETON BERTULANGAN BAMBU RAJUTAN

Analisis Kerusakan Wobbler Bar pada Proses Pengumpanan Batu Kapur PT Semen Gresik Unit 1 Tuban

BAB 1. PENGUJIAN MEKANIS

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN. perbesaran 100x adalah 100 µm. Sebelum dilakukan pengujian materi yang

PENGARUH KECEPATAN DAN TEMPERATUR UJI TARIK TERHADAP SIFAT MEKANIK BAJA S48C

BAB III PELAKSANAAN PENGUJIAN

BAB I PENDAHULUAN. Suhu mempengaruhi sifat mekanik material, yaitu ketangguhan material

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Spesifikasi batang baja mutu tinggi tanpa pelapis untuk beton prategang

HUBUNGAN SIKLUS PUTARAN DAN BEBAN TERHADAP KEKUATAN BAHAN PADA UJI FATIK BENDING

TUGAS AKHIR. PENGARUH JENIS ELEKTRODA PADA HASIL PENGELASAN PELAT BAJA St 32 DENGAN KAMPUH V TUNGGAL TERHADAP STRUKTUR MIKRO DAN KEKUATAN TARIKNYA

Transkripsi:

Jurnal TEKNIKA Vol. 13 No. 2 Halaman 141-146 ISSN : 1693-24X [Okotber] [217] Pengaruh Beban Fatik dan Non Fatik Terhadap Kekuatan Tarik Impak Baja Karbon st.6 Zulmiardi *) Email: zulmiardi_st@yahoo.co.id *) Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Malikussaleh Jl. Batam Kampus Bukit Indah Lhokseumawe 24353, Indonesia Abstract Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan kurva Stress Number of cycles (S-N Curve) baja pada baja karbon st.6, sehingga dapat diketahui endurance limit dari material tersebut.dan untuk mengetahui seberapa besar kekuatan tarik impak material baja karbon pada kondisi fatik dan non fatik serta untuk mengetahui lokasi perpatahan dan bentuk permukaan patah spesimen akibat beban fatik dan impak menggunakan metoda uji tarik impak Split Hopkinson Pressure Bar SHPB) dan alat uji servopulser sebagai alat pemberi beban fatik Melalui alat uji SHPB ini akan diperoleh harga kekuatan tarik impak baja karbon yang sudah dibebani fatik ataupun yang tidak mengalami fatik, sehingga dapat diketahui berapa besar penurunan kekuatan tarik impak baja karbon setelah mengalami fatik. Keywords: Baja karbon st.6, S-N Curve, cyclic loading, endurance limit endurance limit, kekuatan tarik impak, 1. Pendahuluan Pada konstruksi mesin yang mengalami beban dinamis akan terjadi fluktuasi tegangan di dalam komponen-komponennya. Ketika fluktuasi yang terjadi berlangsung secara berulang sesering mungkin, maka akan terjadi fatik, meskipun tegangan maksimum yang terjadi masih lebih kecil dibanding dengan kekuatan tarik statik material tersebut. Pada kondisi ini, sifat-sifat mekanik material telah mengalami perubahan, kemampuannya untuk menerima beban maksimum akan berkurang pula. Komponen struktur yang sering mengalami kondisi seperti tersebut diatas adalah roda gigi, poros, fly wheel, kopling dan sebagainya. Umumnya komponen tersebut terbuat dari material baja karbon menengah. Ketika baja karbon telah mengalami fatik, dikhawatirkan kekuatan tarik dinamis material ini dapat menurun, selanjutnya muncul retak dan akhirnya terjadi perpatahan. Retak yang timbul ini disebut retak fatik. Untuk menjawab permasalahan ini disusunlah sebuah penelitian yang menggunakan metoda uji tarik impak Split Hopkinson Pressure Bar(SHPB) dan alat uji servopulser sebagai alat pemberi beban fatik. Melalui alat uji SHPB ini akan diperoleh harga kekuatan tarik impak baja karbon yang sudah dibebani fatik ataupun yang tidak mengalami fatik, sehingga dapat diketahui berapa besar penurunan kekuatan tarik impak baja karbon setelah mengalami fatik. Jurnal TEKNIKA 141

Zulmiard 2. Metoda Penelitian Penelitian ini terdiri dari beberapa tahapan pekerjaan sebagai berikut: a) Uji verifikasi terhadap spesimen ASTM E466 dan spesimen uji impak, yaitu berupa uji tarik statik dengan menggunakan alat uji servopulser seperti pada gambar 3. b) Uji fatik aksial untuk mendapatkan kurva S-N baja karbon St.6. c) Membuat atau menyusun alat uji Split Hopkinson Pressure Bars dengan memaksimalkan komponen-komponen yang sudah ada. Adapun uraian langkah kerjanya adalah: Desain ukuran batang impak, batang input, batang insiden, spesimen dan collar. Pengadaan bahan-bahan dan peralatan yang diperlukan Pekerjaan mekanikal, instalasi / modifikasi alat uji impak Persiapan akuisisi data Set-up alat uji impak hasil modifikasi dan pemasangan strain gage Uji coba impak pada spesimen d) Uji impak terhadap spesimen non-fatigue e) Uji impak terhadap spesimen pre-fatigue f) Analisa hasil 3. Hasil Dan Pembahasan Hasil Uji Statik Adapun grafik hasil uji tarik statik terhadap spesimen uji impak dan untuk spesimen ASTM E466, grafiknya dapat dilihat pada gambar 7. Dari grafik ini dapat diperoleh informasi bahwa Ultimate Tensile Stress dari baja karbon St.6 memiliki harga sebesar 828,3 MPa dan harga tegangan luluhnya (Yield Stress) sebesar 515,13 MPa. Dari hasil uji ini, baja karbon St.6 dapat diketahui memiliki kekuatan yang tinggi namun cenderung rapuh. Pada gambar 7, penggabungan kedua grafik ini menunjukkan kesamaan (identik) meski memiliki panjang spesimen yang berbeda. Artinya, penentuan bentuk spesimen untuk uji fatik dan untuk uji impak telah dilakukan dengan tepat. Dengan kata lain, perbedaan panjang antara spesimen yang akan diuji fatik dengan spesimen yang akan diuji impak tidak membawa penguruh terhadap hasil uji statik. Jurnal TEKNIKA 142

Regangan Tegangan (MPa) Pengaruh Beban Fatik dan Non Fatik Terhadap Kekuatan Tarik Impak Baja Karbon st.6 1 8 828.3 6 4 515.13 Spesimen ASTM E466 Spesimen impak 2 5 1 15 2 Regangan (%) Gambar 7. Grafik Hasil Uji Statik Hasil Uji Impak Sebelum dilaksanakannya uji impak terlebih dahulu beberapa spesimen diberikan beban fatik aksial dengan menggunakan alat Servopulser. Pembebanan ini dilakukan pada amplitudo tegangan sebesar 38 MPa dan dibebani hingga 1 7 siklus. Kondisi ini merujuk kepada hasil uji fatik terhadap baja karbon St.6 yang telah dilaporkan melalui paper sebelumnya. Bentuk gelombang tegangan yang terjadi akibat pukulan impak yang mengakibatkan spesimen patah dapat dilihat pada gambar 8. Dari grafik ini terlihat bahwa gelombang tegangan yang terbaca pada channel 1 mengalami ketidakteraturan pada waktu diatas 2 s. Hal ini menandakan bahwa spesimen telah mengalami perpatahan sehingga sambungan antar muka batang input dengan batang insiden tidak tersambung dengan baik. 25 2 15 1 5-5 5 1 15 2 25 3 Strain CH1 Strain CH2-1 -15-2 -25 Waktu (ms) Gambar 8. Tipikal Gelombang Tegangan yang Merambat pada Batang Input (CH1) dan Batang Insiden (CH2) dengan Tekanan =,4 bar dan Jarak Impak = 42 cm Dengan menggunakan persamaan 8, dari gelombang tegangan yang terbaca pada channel 1 dan 2 dapat diperoleh kurva tegangan insiden sebagaimana ditampilkan dalam gambar 9. Jurnal TEKNIKA 143

Tegangan Insiden (MPa) Tegangan Insiden (MPa) Zulmiard Kurva incident stress yang ditampilkan pada gambar ini merupakan bentuk suatu kurva untuk spesimen non-fatigue yang sudah mengalami perpatahan pada tekanan,4 bar dan jarak impak 42 cm. Dari kurva tersebut dapat dibaca bahwa tegangan maksimum yang masuk ke dalam spesimen adalah sebesar 1468,9 MPa. 18 14 16 14 12 1468.9 12 1 1127.73 1 8 8 6 6 4 4 2 2 175 1125 1175 1225 1275 Waktu ( s) 175 1125 1175 1225 1275 Waktu ( s) Gambar 9 Grafik Tegangan Insiden terhadap Waktu Spesimen non-fatigue Gambar 1 Grafik Tegangan Insiden terhadap Waktu Spesimen pre-fatigued Untuk spesimen yang telah dibebani fatik, bentuk kurva tegangan insiden yang dihasilkan dapat dilihat pada gambar 1. Pada tekanan.4 bar dengan jarak impak hanya sebesar 35 cm, spesimen ini telah putus. Dari kurvanya dapat dibaca tegangan insiden maksimum yang masuk ke dalam spesimen ini adalah sebesar 1127,73 MPa. Selanjutnya hasil-hasil uji impak dan statik, diplot ke dalam bentuk grafik terhadap tegangan insiden sehingga menghasilkan kurva tegangan-regangan sebagaimana ditampilkan pada gambar 11. Jurnal TEKNIKA 144

Tegangan (MPa) Pengaruh Beban Fatik dan Non Fatik Terhadap Kekuatan Tarik Impak Baja Karbon st.6 18 16 14 1487.4 12 1 8 6 1127.73 828.3 non-fatigue pre-fatigued statik 4 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 Regangan (%) Gambar 11 Kurva Tegangan terhadap Regangan Hasil Uji Statik dan Impak Hasil Uji SEM Dalam upaya untuk mengidentifikasi bentuk perpatahan spesimen, maka dilakukan uji SEM (Scanning Electron Microscope). Gambar 12 menampilkan bentuk permukaan patah spesimen non-fatigues, dimana karakter permukaan patah berbentuk dimple fracture. Permukaan patah spesimen pre-fatigued ditampilkan pada gambar 13. Permukaan patahnya lebih kasar bila disbanding dengan permukaan patah spesimen non-fatigue sebagai akibat dari pembebanan fatik. Gambar 12 Permukaan Patah Spesimen non-fatigue Jurnal TEKNIKA 145 Gambar 13 Permukaan Patah Spesimen pre-fatigued

Zulmiard 4. Kesimpulan Dari hasil dan diskusi tersebut diatas dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut: a. Perbedaan panjang sebesar 4 mm antara specimen standar ASTM E466 dengan spesimen impak tidak membawa pengaruh yang signifikan hasil uji statik. b. Akibat dari pembebanan dengan laju regangan tinggi, kekuatan tarik baja karbon menengah St.6 telah mengalami kenaikan sebesar 79% untuk spesimen non-fatigue dan 36% untuk spesimen pre-fatigued. c. Persentase penurunan kekuatan tarik impak akibat beban pre-fatigued adalah sebesar 24%, dimana kekuatan tarik impak rata-rata untuk spesimen non-fatigue adalah 1482 MPa, dan untuk spesimen pre-fatigued sebesar 1124 MPa. DAFTAR PUSTAKA Jurnal TEKNIKA 146