Perancangan Mekanika Perpatahan Elastis Lurus (Linear Elastic Fracture Mechanics, LEFM) Bab 5 Ellyawan Arbintarso

Bentuk-Bentuk Perpatahan Tiga bentuk mode pembebanan untuk meretakkan komponen: (a) Mode I, mode terbuka; (b) Mode II, mode luncuran; (c) Mode III, mode sobekan. a b c Ellyawan Arbintarso

Untuk beberapa permasalahan rancangan praktis (mode I murni). Pertama-tama kita harus menguji bagaimana mekanika perpatahan elastis lurus (LEFM) secara efektif digunakan dalam contoh perancangan, kemudian kita akan memberikan penyelesaian analitik untuk beberapa kasus sederhana secara umum menggunakan tes geometri, diikuti dengan suatu pengolahan ketangguhan patah dari bahan teknik yang secara umum digunakan Ellyawan Arbintarso

Filosofi Rancangan Berdasarkan pada Mekanika Perpatahan Elastis Lurus Salah satu prinsip pokok dari mekanika perpatahan adalah dimana perpatahan tidak stabil terjadi ketika Faktor Intensitas Tegangan (FIT) mencapai suatu nilai kristis KIc, disebut juga ketangguhan patah (fracture toughness). Ellyawan Arbintarso

Mekanika Perpatahan Elastis Lurus KIc menampilkan kemampuan yang melekat dari suatu bahan untuk menghadapi suatu intensitas medan stress yang diberikan pada ujung retakan dan untuk bertahan dari pertambahan perpanjangan retak tarik. Sehingga suatu retak akan menjalar (dibawah mode I murni), kapanpun faktor intensitas tegangan KI (dimana karakteristik kekuatan khusus dari permasalahan yang diberikan) mencapai suatu konstanta bahan KIc Ellyawan Arbintarso

Mekanika Perpatahan Elastis Lurus Dengan asumsi mekanika perpatahan elastis lurus (LEFM), pada titik pertumbuhan retak yang mulai terjadi: (ukuran retak a dalam banyak kasus, merujuk pada setengah total panjang retak) Ellyawan Arbintarso

Mekanika Perpatahan Elastis Lurus Sehingga untuk rancangan suatu peretakan, atau potensial retak, struktur, seorang insinyur harus memutuskan variabel rancangan apa yang dapat dipilih, sebagai hanya, dua variabel yang dapat ditetapkan, dan yang ketiga harus ditentukan. Ellyawan Arbintarso

Mekanika Perpatahan Elastis Lurus Variabel rancangan adalah: Sifat bahan: (seperti baja khusus tahan cairan korosi)  Kc ditentukan. Tingkat tegangan rancangan: (dimana mungkin dipengaruhi oleh pertimbangan berat)   ditentukan. Ellyawan Arbintarso

Faktor Intensitas Tegangan Gambar 1: Panel Takikan Sisi Tunggal Tarik (Single Edge Notch Tension, SENT) Ellyawan Arbintarso

Faktor Intensitas Tegangan Panel Takikan Sisi Tunggal Tarik (SENT) untuk L/W = 2, gambar. 1 Kita meneliti dimana faktor  untuk retak kecil (a/W << 1) adalah lebih besar dari pada 1 dan pendekatannya adalah 1,12 Ellyawan Arbintarso

Faktor Intensitas Tegangan Gambar 2: Panel Takikan Sisi Ganda Tarik (Double Edge Notch Tension, DENT) Ellyawan Arbintarso

Faktor Intensitas Tegangan Panel Takikan Sisi Ganda Tarik (DENT), untuk L/W = 2, gambar. 2 Ellyawan Arbintarso

Faktor Intensitas Tegangan Gambar 3. Lengkung Tiga Titik (Three Point Bend, TPB) Ellyawan Arbintarso

Faktor Intensitas Tegangan Lengkung Tiga Titik (TPB), Gambar. 3 Ellyawan Arbintarso

Faktor Intensitas Tegangan Gambar 4. Benda uji Tekan Tarik (Compact Tension Specimen, CTS) Ellyawan Arbintarso

Faktor Intensitas Tegangan Benda uji Tekan Tarik (CTS), gambar 4. mengunakan Standar Metode Tes ASTM E-399 (399 n.d) untuk Ketangguhan Patah Bidang Regangan dari bahan Logam. Ellyawan Arbintarso

Faktor Intensitas Tegangan Kita catat bahwa hal ini tidak ditemukan persamaan yang tepat dalam standar ASTM, tetapi merupakan persamaan yang agak sama dalam bentuk standar Ellyawan Arbintarso