LAJU PERAMBATAN RETAK PADA CANTILEVER BEAM. Oleh: Sutarno ABSTRACT

dokumen-dokumen yang mirip
d b = Diameter nominal batang tulangan, kawat atau strand prategang D = Beban mati atau momen dan gaya dalam yang berhubungan dengan beban mati e = Ek

Bab 5 Puntiran. Gambar 5.1. Contoh batang yang mengalami puntiran

PUNTIRAN. A. pengertian

GAYA GESER, MOMEN LENTUR, DAN TEGANGAN

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang

Tegangan Dalam Balok

ANALISA PERKIRAAN UMUR PADA CROSS DECK KAPAL IKAN KATAMARAN 10 GT MENGGUNAKAN METODE FRACTURE MECHANICS BERBASIS METODE ELEMEN HINGGA

BAB II DASAR TEORI. bahan pangan yang siap untuk dikonsumsi. Pengupasan memiliki tujuan yang

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

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

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN. Pembahasan hasil penelitian ini secara umum dibagi menjadi lima bagian yaitu

HHT 232 SIFAT KEKUATAN KAYU. MK: Sifat Mekanis Kayu (HHT 331)

I. PENDAHULUAN. Pekerjaan struktur seringkali ditekankan pada aspek estetika dan kenyamanan

BAB III LANDASAN TEORI

BAB II DASAR TEORI. Gambar 2.1 Prinsip Statika Keseimbangan (Meriam& Kraige, 1986)

TIN107 - Material Teknik #5 - Mechanical Failure #1. TIN107 Material Teknik

II. KAJIAN PUSTAKA. gaya-gaya yang bekerja secara transversal terhadap sumbunya. Apabila

TEGANGAN DAN REGANGAN

BAB IV KONSTRUKSI RANGKA BATANG. Konstruksi rangka batang adalah suatu konstruksi yg tersusun atas batangbatang

Jurnal Teknika Atw 1

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

Session 1 Konsep Tegangan. Mekanika Teknik III

PLATE GIRDER A. Pengertian Pelat Girder

Analisa Tegangan pada Pipa yang Memiliki Korosi Sumuran Berbentuk Limas dengan Variasi Kedalaman Korosi

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Pengertian rangka

Resume Mekanika Struktur I

Sidang Tugas Akhir (TM091486)

sendi Gambar 5.1. Gambar konstruksi jembatan dalam Mekanika Teknik

BAB III METODOLOGI PERENCANAAN

Mekanika Bahan TEGANGAN DAN REGANGAN

PENGARUH PEREGANGAN TERHADAP PENURUNAN LAJU PERAMBATAN RETAK MATERIAL AL T3 Susilo Adi Widyanto

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA. karbon, baja paduan rendah mutu tinggi, dan baja paduan. Sifat-sifat mekanik dari

IV. DEFLEKSI BALOK ELASTIS: METODE INTEGRASI GANDA

Pertemuan V,VI III. Gaya Geser dan Momen Lentur

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

BAB I PENDAHULUAN. Universitas Kristen Maranatha 1

MECHANICAL FAILURE (KERUSAKAN MEKANIS)

TUGAS MAHASISWA TENTANG

1. Tegangan (Stress) Tegangan menunjukkan kekuatan gaya yang menyebabkan perubahan bentuk benda. Perhatikan gambar berikut

I. TEGANGAN NORMAL DAN TEGANGAN GESER

DEFORMASI BALOK SEDERHANA

EVALUASI CEPAT DESAIN ELEMEN BALOK BETON BERTULANGAN TUNGGAL BERDASARKAN RASIO TULANGAN BALANCED

BAB II DASAR TEORI. Gambar 2.1 Tumpuan Rol

Catatan Materi Mekanika Struktur I Oleh : Andhika Pramadi ( 25/D1 ) NIM : 14/369981/SV/07488/D MEKANIKA STRUKTUR I (Strengh of Materials I)

Gambar 4.1 Terminologi Baut.

Pertemuan XXIX : BALOK-KOLOM dengan GOYANGAN (Beam-Column with Sway)

PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG RUSUNAWA UNIMUS

Analisis Pertemuan Balok-Kolom Struktur Rangka Beton Bertulang Menggunakan Metode Strut And Tie. Nama: Budi Piyung Riyadi NRP :

PLATE GIRDER A. Pengertian Pelat Girder

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Prinsip Dasar Mesin Pencacah Rumput

BAB III LANDASAN TEORI. A. Beton

KONSEP TEGANGAN DAN REGANGAN NORMAL

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

PEMILIHAN LOKASI JEMBATAN

ANALISIS DAKTILITAS BALOK BETON BERTULANG

BAB I PENDAHULUAN. Pada konstruksi baja permasalahan stabilitas merupakan hal yang

FRAME DAN SAMBUNGAN LAS

Torsi sekeliling A dari kedua sayap adalah sama dengan torsi yang ditimbulkan oleh beban Q y yang melalui shear centre, maka:

BAB II DASAR TEORI. Gambar 2.1 Mesin CNC turning

ANALISIS KOLOM BAJA WF MENURUT TATA CARA PERENCANAAN STRUKTUR BAJA UNTUK BANGUNAN GEDUNG ( SNI ) MENGGUNAKAN MICROSOFT EXCEL 2002

PEMANFAATAN BAMBU UNTUK TULANGAN JALAN BETON

DAFTAR NOTASI. xxvii. A cp

Audio/Video. Metode Evaluasi dan Penilaian. Web. Soal-Tugas. a. Writing exam skor:0-100 (PAN).

BAB II PELENGKUNG TIGA SENDI

PERENCANAAN GEOMETRI JALAN REL KERETA API TRASE KOTA PINANG- MENGGALA STA STA PADA RUAS RANTAU PRAPAT DURI II PROVINSI RIAU

DAFTAR NOTASI. = Luas efektif bidang geser dalam hubungan balok-kolom (mm²) = Luas penampang tiang pancang (mm²)

BAB III LANDASAN TEORI. A. Pembebanan

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MEDAN AREA

Perhitungan Struktur Bab IV

Tujuan Pembelajaran:

PENGARUH VARIASI LUAS PIPA PADA ELEMEN BALOK BETON BERTULANG TERHADAP KUAT LENTUR

Besarnya defleksi ditunjukan oleh pergeseran jarak y. Besarnya defleksi y pada setiap nilai x sepanjang balok disebut persamaan kurva defleksi balok

TULANGAN GESER. tegangan yang terjadi

Deformasi Elastis. Figure 6.14 Comparison of the elastic behavior of steel and aluminum. For a. deforms elastically three times as much as does steel

Output Program GRL WEAP87 Untuk Lokasi BH 21

BAB II DASAR TEORI. sangat penting, yaitu untuk menghilangkan kulit atau penutup luar buah atau

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB IV HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISIS

Semoga Tidak Mengantuk!!!

BAB IV SIFAT MEKANIK LOGAM

D = Beban mati atau momen dan gaya dalam yang berhubungan dengan beban mati e = Eksentrisitas dari pembebanan tekan pada kolom atau telapak pondasi

BAB III METODOLOGI PERENCANAAN

BAB I PENDAHULUAN. A. Latar Belakang. Desain struktur merupakan faktor yang sangat menentukan untuk menjamin

DAFTAR NOTASI. = Luas yang dibatasi oleh keliling luar penampang beton, mm² = Luas efektif bidang geser dalam hubungan balokkolom

Perancangan Struktur Atas P7-P8 Ramp On Proyek Fly Over Terminal Bus Pulo Gebang, Jakarta Timur. BAB II Dasar Teori

SifatPenampangMaterial (Section Properties)

ANALISIS CANTILEVER BEAM DENGAN MENGGUNAKAN METODE SOLUSI NUMERIK TUGAS KULIAH

Laporan Praktikum MODUL C UJI PUNTIR

I. PENDAHULUAN. untuk diperkirakan kapan terjadinya, dan tidak dapat dilihat secara kasat mata

BAB III LANDASAN TEORI

Susunan Pegas Daun. σ G = Defleksi

KONSTRUKSI BALOK DENGAN BEBAN TERPUSAT DAN MERATA

xxv = Kekuatan momen nominal untuk lentur terhadap sumbu y untuk aksial tekan yang nol = Momen puntir arah y

Perancangandanpembuatan Crane KapalIkanUntukDaerah BrondongKab. lamongan

BAB I PENDAHULUAN. Universitas Sumatera Utara

Dosen Pembimbing: 1. Tavio, ST, MS, Ph.D 2. Bambang Piscesa, ST, MT

Pertemuan IV II. Torsi

PERENCANAAN JEMBATAN TUKAD WOS DENGAN BALOK PELENGKUNG BETON BERTULANG.

Bab II Teori Dasar Gambar 2.1 Jenis konstruksi dasar mesin freis yang biasa terdapat di industri manufaktur.

Pada beberapa alloi/paduan, perambatan retak adalah sepanjang batas butir, patah ini disebut intergranular. (gb. 6b).

Transkripsi:

iteks IN 1978-497 LAJU PERAMBATAN RETA PADA CANTILEVER BEAM Oleh: utarno ABTRACT This paper discuss about the Crack Growth Rate (CGR) at the cantilever beam which its propagation is perpendicular against longitudinal aiz of the bear, and the beam subjected periodicall force at its free end. The stress generated by the bending moment at the selected point at the beam is proportional to the bending moment it self and iversely against to the area moment of inertia of the cross section at this point. If initially crack presence at this selected point, the crack will growdue to the periodicall stress. ince the crack propagation increases the area moment of inertia decreases. Thus, the peridicall stress increases and the CGR increases. I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang Masalah Pada bangunan mesin banyak dijumpai struktur yang dapat disederhanakan menajdi struktur cantilever beam. Pada cantilever beam, tegangan longitudinal yang terjadi pada batang berbanding lurus dengan momen lengkung di titik yang ditinjau dan berbanding terbalik dengan momen mertia luasan penampang melintang batang. Bila dititik yang ditinjau terjadi retak, maka tegangan yang terjadi akan lebih besaar karena terjadi pengurangan luasan penampang yang selanjutnya memperkecil momen mertia luasan penampang. Akibat selanjutnya adalah bertambahnya nilai faktor intensitas tegangan yang pada gilirannya akan mempercepat laju perambatan retak. B. Tujuan Penulisan Tujuan penulisan artikel ini adalah untuk memberikan ulasan suatu kontruksi yang mampu menahan gaya horizontal, gaya vertical, momen dan torsi dari uraioan tersebut dapat dimengerti bahwa konstruksi merupakan suatu benda bebas (free body) yang mengalami keseimbangan antara benda dan reaksi. Pada saat pembebanan akan terjadi sebagai berikut : 1. Lapisan atas balok akan terjadi perpanjang (diformasi), karena timbulnya tarikan oleh beban.. Lapisan bawah balok akan terjadi perpendekan, karena timbulnya tekanan oleh beban. 3. Deformasi maksimum terjadi pada lapisan paling luar bagian atas. 4. Perpendekan maksimum terjadi pada lapisan paling lukar bagian bawah. Adanya kajian ini diharapkan bisa memberikan sumbangan pemikiran dalam rangka pemahaman suatu konstruksi cantilever balok. C. Landasan Teori Tegangan batang yang menderita momen lengkung (misalnya cantilever beam; seperti pada gambar 1.) 191

iteks IN 1978-497 P Y Z M Gambar 1. Batang cantilever beam menderita beban lengkung. Maka pada setiap penampang melintang (misaalnya di titik ) timbul tegangan (bending strees) yang tegak lurus penampang melintang dan sebesarnya : M. y (1) I Dengan : tegangan di titik (tegak lurus penampang melintang) M momen lengkung dititik Y jarak yang ditinjau dengan sumbu aksial batang I momen inertia luasan penampang melintang terhadap sumbu D. Laju Perambatan Retak Laju perambatan retak pada sebuah struktur yang menderita beban dinamis (tegangan dinamis, ) misalnya pada gambar. ma m N Gambar. Hubungan antara tegangan dinamis dan siklus dirumuskan dengan persamaan : n da A.( Δ) dn (1 R) c Δ dengan : da laju perambatan retak per siklus dn A & n konstanta material fatik secara empiris c ketangguhan bahan terhadap retak () ementara itu ; 19

iteks IN 1978-497 R (3) β.. π. α (4) Δ (5) dengan : α Panjang retak β Faktor geometri retak a Gambar 3. onstruksi retak pada bahan II. PEMBAHAAN Pada tulisan ini akan dibahas laju perambatan retak pada catilever beam yang mendapatkan beban dinamis, sepeti pada gambar 4 dan gambar 5, sebagai berikut : P Y M Gambar 4. Batang cantilever menderita beban P. Z ma m N Gambar 5. Beban dinamis (P) di ujung cantilever beam 193

iteks IN 1978-497 Ditinjau di penampang melintang di titik. akibat beban dinamis P, maka di titik menderita bending stress yang sepola dengan beban P, seperti gambar 6. ma m N Gambar 6. Pola tegangan di titik akibat beban P. Misalnya dititik terjadi retak awal seperti pada gambar 7 : a y ah Z b Gambar 7. Bahan dengan indikasi retak sepanjang a pada. esuai pers (1), bending stress di titik sebelum ada retak awal adalah : 1 ( h ) M. 6 ( M) (6) 3 ( bh 1) bh Bila ada retak awal di titik, maka bending stress di ujung retak : h a M. 6 ( M) (7) 3 ( h a) b( h a) b 1 Besarnya momen lengkung di titik : M. maks P maks 194

iteks IN 1978-497 M. Min P Bila pers. (8) disubsitusikan ke pers (7) didapatkan : 6. Pmaks maks b ( h a) 6. P b ( h a) Faktor intensitasa tegangan () di ujung retak, didapatkan dengan mensubtitusikan pers (9) ke pers (4) : (8) (9) 6. Pmaks β b ( h a) maks π. 6. P s β b ( h a) a π. a (10) Dari pers (9) terlihat bahwa nilai R selalu konstan berapapun penampang (a) retak yang terjadi, yaitu : P R kons tan (11) P maks Dari pers (10) terlihat : Δ β 6. b ( h a) ( π a )( P P ). maks (1) Bila a c h a dan ΔP Pmaks P, maka pers (1) ditulis : Δ β 6.. ΔP. π. h bh (1 a c ( a ) c (13) ubstitusi dari persamaan (13) ke persamaan () menghasilkan : da dn β 6.. ΔP. π. h A a c bh. ( 1 ac ) β 6.. ΔP. π. h bh ( 1 R) ( 1 a ) Dari persamaan 14 terlihat bahwa laju perambatan terak dari panjang retak (a) c n da dn (14) merupakan fungsi 195

iteks IN 1978-497 III. Hasil dan Pembahasan Untuk lebih mempermudah pemahaman diambil contoh sebuah kasus seperti gambar dibawah ini, yang memperlihatkan sebuah cantilever beam dengan bahan TEEL, 4340, yang mempunyai fracture toughness (c) 16 Mpa. M 05 P maks P 1 m Y 10 cm 1 cm Gambar 8. truktur batang cantilever Di titik yang berjarak 1 meter dari ujung bebas terdapat retak awal sepanjang a 1 mm dan diujung bebas diberi beban (P) (100-10) N akan diselidiki laju perambatan retak di titik akibat beban dinamis yang konstan. Untuk retak di atas β 1, sehingga berdasarkan pers (13) dapat dibuat grafik yang menghubungkan Δ dengan ac, seperti terlihat pada grafik 1. emudian dengan mengambil A sebagai nilai konstan dan n (baja), maka didapatkan grafik yang menggambarkan hubungan laju perambatan retak dengan Δ seperti pada grafik. 500000 000000 1500000 eries 1 (da/dn)*a 10000 100000 80000 60000 40000 0000 eries 1 0 0 0,1 0, Grafik. Hubungan antara panjang retak dan laju pertambahan panjang retak. 196

iteks IN 1978-497 Dengan melihat grafik di atas terlihat bahwa laju perambatan retak bertambah seiring dengan bertambahnya panjang retak. IV. esimpulan Laju perambatan retak pada cantilever beam yang menderita beban dimana yang konstan akan bertambah sesuai dengan pertambahan panjang retak. epustakaan David Broe (1978) Elementary Engineering Fracture Mechanies Martinus Njnoff Publishearm, Dordrecht. Jamasri (1999) Perpatahan dan elelahan Jurusan Teknik Mesin UGM, Yogyakarta. Timoshenko dan Young (1968) Element Of trengtc Of Matemrials D. Van Nostrad Company, New York. James A. Joyce (1991) Elastis Plastic Fracture Test Methods econd Volume ATM Publication, Philadhelphic. Owen dan Fawkes (1983) Engineering Fracture Mechanic Pincridge Press Ltd. wansea, U.. 197