[material tehnik] Kelelahan

KELELAHAN

Kelelahan adalah suatu bentuk dari kegagalan yang terjadi di dalam struktur material benda yang diperlakukan secara  dinamis dan berubah- ubah tekanan, contoh nya pada jembatan, pesawat terbang, dan komponen mesin. Di dalam keadaan ini kegagalan mungkin terjadi pada suatu tingkatan tekanan  yang lebih rendah dari pada regangan atau menghasilkan kekuatan untuk suatu beban yang statis. Kelelahan itu sangat penting, oleh karena itu menjadi satu-satunya penyebab besar dari kegagalan seperti pada batang-batang rel, yang diperkirakan  90% dari semua kegagalan kekuatan logam polymers dan ceramic  dan pada jenis  ini juga peka.Lagi pula kelelahan bersifat tersembunyi dan sangat membahayakan, dan terjadi secara tiba-tiba tanpa adanya peringatan terlebih dahulu. Kegagalan kelelahan seperti ini dapat terjadi secara alami seperti yang terjadi pada ductile metals yang secara normal dapat di bentuk, oleh karena itu kemungkinan terjadi sangat kecil, dan itupun jika ada perubahan asosiasi pada proses ini. Proses ini terjadi karena adanya inisiasi dan biasanya permukaan yang retak selalu tegak lurus terhadap tegangan tarik.

8.7 SIKLUS TEGANGAN
Stress yang terjadi biasanya berasal dari tegangan axial. Proses ini terjadi karena adanya inisiasi dan perkembangbiakan dari letusan yang terjadi dan biasanya permukaannya retak selalu tegak lurus terhadap arah tegangan tarik.Dan ini dikenal sebagai suatu siklus tekanan balik.Sedangkan jenis yang lain dikenal dengan jenis siklus tegangan ulang pada gambar 8.15. Maksimal dan minimal tingkat tegangan adalah nol. Pada akhirnya tingkatan tegangan pada amplitudo dan frerkuensi ditetapkan secara nominal seperti pada contoh gambar 8.15.
Pada keterangan gambar 8.15 di jelaskan bahwa beberapa parameter yang digunakan untuk menandai berubahnya tekanan yang terjadi pada material benda.amplitido tekanan dapat mempengaruhi tekanan tegangan yang terjadi pada saat material mengalami fatigue ( σmax ) gambaran rata-rata dari tekanan minimum dan maksimum pada siklus tegangan ( σmin ) sedangkan tekanan σm, pada keterangan rumus 8.14 menjelaskan bahwa jumlah tegangan total adalah tegangan maksimmum di tambahkan dengan tegangan minimum dan dibagi dua( 2 ) .




Rumus :                 σm         =  σmax + σmin                                            ( 8.14 )
      2

Dengan demikian penjelasan tegangan σmax dan σmin yaitu :

 Rumus :                          σr          =   σmax – σmin               ( 8.15 )

amplitude tekanan ( σa ) adalah setengah dari tekanan tegangan

Rumus :
σa         = σr  =  σmax  - σmin                          ( 8.16 )
                 2
Perbandingan tekanan R adalah perbandingan antara amplitudo tekanan maksimum dan minimum

 Rumus :
                        R          =    σmin                                                ( 8.17 )
                                           σmax 

pada gambar 8.15 menjelaskan berapa lama tegangan itu akan mengalami kelelahan.( a ) tegangan balik yang beredar, dimana suatu tekanan dapat merubah tegangan tarik maksimum ( + ) sama persis dengan tekanan kompres maksimum ( - ) menjadi sama besar.
( b ) tekanan minimum dan maksimum diharuskan pada level nol, tegangan ( σm ) dan dari tekanan ( σr ) kemudian ditandai dengan adanya tekanan amplitudo ( σa ). ( c ) tekanan dengan konversi pada tegangan tarik adalah komponen positif dan tekanan kompres pada kutub negative tegangannya, sebagai contoh dilihat dari nilai R-1.


8.8 kurva S-N
Seperti pada bahan mekanik yang lain dapat ditentukan dari simulation test. Test ini di design untuk membuat duplikat yang terdekat pada kondisi stress atau tegangan. Diagram schematic dari rotation – bending biasanya digunakan untuk test kelelahan.
Pada gambar 8.16 diagram tes rata-rata adalah untuk membuat pembentukan rotasi. Untuk menguji kelelahan ditunjukkan pada gambar 8.16 tekanan dan tegangan tarik terjadi secara diam-diam secara serempak tes yang sering digunakan juga adalah tension-compression berporos tunggal dan siklus tekanan selalu berputar-putar.test satu rangkaian seri dimulai dengan spesimen tekanan yang berada pada suatu amplitudo tekanan maksimum dan minimum relative besar ( σmax ) pada umumnya dua pertiga dari kekuatan tarik statis, banyaknya siklus kegagalan dapat dihitung.dua jenis yang terpisah S-N didalam melakukan pengamatan dijelaskan pada gambar 8.17 menandai adanya tekanan yang lebih tinggi semakin kecil siklus material maka terjadinya kegagalan sedikit dan di dalamnya banyak mengandung beberapa unsur besi, titanium yang dicampur dengan logam, kurva S-N ( gambar 8.17 ) menjadi nilai yang tertinggi dari nilai N suatu tekanan yang disebut fatigue limit kegagalan kelelahan tidak akan terjadi. Batas lelah adalah jumlah nilai yang paling besar pada suatu unsur paduan sehingga mengakibatkan terjadinya perubahan unsur pada material baja, batas lelahnya antara 35% dan 60% dari kekuatan tarik.

Kebanyakan unsur logam nonferrous tidak mempunyasi batas lelah berarti bahwa kurva S-N cenderung akan terus meningkat lebih besar dari jumlah nilai N ( gambar 8.17 ). Kelelahan seperti ini pada akhirnya akan terjadi dan mengabaikan besarnya tegangan yang di peroleh.karena kelelahan seperti ini merupakan spesifikasi dari kekuatan maupun kelelahan yang di dapat, sebagai gambaran mengukur tekanan kegagalan dapat terjadi apabila dari spesifikasi tekanan menjadi lebih nesar. Kekuatan kelelahan juga di jelaskan pada gambar 8.17.

Parameter yang sangat penting untuk menandai suatu prilaku kelelahan material adalah umur dari nf, ada beberapa tingkatan dari siklus untuk dapat menyebabakan kegagalan seperti yang terjadi pada level kelelahan yang sangat spesifik.

Tentu saja itu merupakan suatu pertimbangan dalam data kelelahan merupakan suatu fariasi yang terukur oleh nilai N untuk sejumlah spesimen ini di uji pada tingkatan yang sama , variasi ini bergerak kearah yang tidak pasti yang paling penting adalah batas lelah yang perlu di pertimbangkan.





Sobat perlu baca yang ini juga:

0 komentar:

Posting Komentar

silahkan tinggalkan pesan !!!