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

Presentasi berjudul: "Perancangan Mekanika Perpatahan Elastis Lurus (Linear Elastic Fracture Mechanics, LEFM) Bab 5 Ellyawan Arbintarso."— Transcript presentasi:

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

2 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

3 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

4 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

5 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

6 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

7 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

8 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

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

10 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

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

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

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

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

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

16 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

17 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