Pengukuran Tingkat Kelelahan Bahan Logam (Fatigue)

Praktikum Fisika Zat Padat 2013 Fisika FMIPA UGM

Pengukuran Tingkat Kelelahan Bahan Logam (Fatigue)

Lintang Wisesa A - 13247 Lisa Yihaa R - 13222

Pe

nd

ahu

luan

Dasar Te

ori

Merupakan kecenderungan logam untuk patah bila menerima tegangan berulang–ulang (cyclic stress) yang besarnya masih jauh di bawah batas kekuatan elastiknya. Sebagian besar kerusakan yang terjadi pada komponen mesin disebabkan oleh kelelahan ini. Karenanya, kelelahan merupakan sifat yang sangat penting, walaupun sulit diukur karena sangat banyak faktor yang mempengaruhinya

Fatigue

𝑵 = 𝒌 𝜽𝒂 𝒍𝒃 𝒅𝒄

𝒍𝒏 𝑵 = 𝒍𝒏 𝒌 + 𝒂 𝒍𝒏 𝜽 + 𝒃 𝒍𝒏 𝒍 + 𝒄 𝒍𝒏 𝒅

Meto

de

Tatalaksana

1. Bahan kawat dijepit pada clamp yang dikencangkan dengan support plate.

2. Bagian lower clamp dikencangkan.

3. Jarak antara lower clamp dan support plate (𝒍) diukur.

4. Kedua ujung bebas kawat dijepit kuat.

5. Counter diset pada nol (0).

6. Motor dihidupkan hingga kawat putus.

7. Counter dicatat saat kawat putus.

8. Percobaan diulangi dengan variasi diameter kawat (𝒅 ), variasi sudut tekukan (𝜽 ) dan variasi panjang tekukan( 𝒍).

Data 𝒅 (m) N ln 𝒅 ln N

0,0001 394 -9,21034 5,976351

0,00014 294 -8,87387 5,68358

0,00018 165 -8,62255 5,105945

Variasi Diameter (𝒅)

𝜽 = 𝟑𝟎° dan 𝒍 = 𝟑𝟓 𝒎𝒎

Data 𝜽 (°) N ln 𝜽 ln N

15 483 2,70805 6,180017

20 245 2,995732 5,501258

25 317 3,218876 5,758902

30 394 3,401197 5,976351

Variasi Sudut Tekukan (𝜽)

𝒅 = 𝟎, 𝟏 𝒎𝒎 dan 𝒍 = 𝟑𝟓 𝒎𝒎

Data 𝒍 (m) N ln 𝒍 ln N

0,02 62 -3,91202 4,127134

0,025 104 -3,68888 4,644391

0,03 361 -3,50656 5,888878

0,035 394 -3,35241 5,976351

Variasi Panjang Tekukan (𝒍)

𝜽 = 𝟑𝟎° dan 𝒅 = 𝟎, 𝟏 𝒎𝒎

Grafik

1

Grafik

2

Grafik

3

An

alisa Data

𝑵 = 𝒌 𝜽𝒂 𝒍𝒃 𝒅𝒄

𝒍𝒏 𝑵 = 𝒍𝒏 𝒌 + 𝒂 𝒍𝒏 𝜽 + 𝒃 𝒍𝒏 𝒍 + 𝒄 𝒍𝒏 𝒅

Variasi d 𝐥𝐧 𝑵 = 𝒄 𝒍𝒏 𝒅 + 𝑲𝟏 dengan 𝒄 = 𝒎 gradien 𝑲𝟏 = 𝒍𝒏 𝒌 + 𝒂 𝒍𝒏 𝜽 + 𝒃 𝒍𝒏 𝒍 dicari k 𝒍𝒏 𝒌 = 𝑲𝟏 − 𝒂 𝒍𝒏 𝜽 − 𝒃 𝒍𝒏 𝒍

Variasi 𝜽 𝐥𝐧 𝑵 = 𝒂 𝒍𝒏 𝜽 + 𝑲𝟐 dengan 𝒂 = 𝒎 gradien 𝑲𝟐 = 𝒍𝒏 𝒌 + 𝒃 𝒍𝒏 𝒍 + 𝒄 𝒍𝒏 𝒅 dicari k 𝒍𝒏 𝒌 = 𝑲𝟐 − 𝒃 𝒍𝒏 𝒍 − 𝒄 𝒍𝒏 𝒅

Variasi l 𝐥𝐧 𝑵 = 𝒃 𝒍𝒏 𝒍 + 𝑲𝟑 dengan 𝒃 𝒍𝒏 𝒍 = 𝒎 gradien 𝑲𝟑 = 𝒍𝒏 𝒌 + 𝒂 𝒍𝒏 𝜽 + 𝒄 𝒍𝒏 𝒅 dicari k 𝒍𝒏 𝒌 = 𝑲𝟑 − 𝒂 𝒍𝒏 𝜽 − 𝒄 𝒍𝒏 𝒅

Hasil

Variasi d 𝒎 ± ∆𝒎 = −𝟏, 𝟒 ± 𝟎, 𝟒 𝑲𝟏 = −𝟕, 𝟑 dan 𝒍𝒏 𝒌 = 𝟓, 𝟖 𝒌 = 𝒆𝟓,𝟖 = 𝟑𝟑𝟐, 𝟎𝟏

Variasi 𝜽 𝒎 ± ∆𝒎 = −𝟎, 𝟐𝟒 ± 𝟎, 𝟔𝟔 𝑲𝟐 = 𝟔, 𝟔 dan 𝒍𝒏 𝒌 = 𝟓, 𝟓𝟒 𝒌 = 𝒆𝟓,𝟓𝟒 = 𝟐𝟓𝟔, 𝟑𝟑

Variasi l 𝒎 ± ∆𝒎 = 𝟑, 𝟔𝟔 ± 𝟎, 𝟕𝟒 𝑲𝟑 = 𝟏𝟖, 𝟑𝟗 dan 𝒍𝒏 𝒌 = 𝟓, 𝟖𝟗 𝒌 = 𝒆𝟓,𝟖𝟗 = 𝟑𝟔𝟏, 𝟔𝟕

k rerata = 𝟑𝟏𝟔, 𝟔𝟕

Ke

simp

ulan

Konstanta kelelahan bahan yang diukur

𝒌 = 𝒆𝟓,𝟖 = 𝟑𝟑𝟐, 𝟎𝟏 𝒌 = 𝒆𝟓,𝟓𝟒 = 𝟐𝟓𝟔, 𝟑𝟑 𝒌 = 𝒆𝟓,𝟖𝟗 = 𝟑𝟔𝟏, 𝟔𝟕 k rerata = 𝟑𝟏𝟔, 𝟔𝟕

Praktikum Fisika Zat Padat 2013 Fisika FMIPA UGM

Pengukuran Tingkat Kelelahan Bahan Logam (Fatigue)

Lintang Wisesa A - 13247 Lisa Yihaa R - 13222