Pengembangan pengamatan perambatan retak melalui pengukuran getaran

SRIWIJAYA, R. Rachmat A, Ir. Subagio, MSc

2001 | Tesis | S2 Teknik Mesin

Penelitian ini dilakukan untuk mempelajari perilaku amplitudo simpangan longitudinal pelat dengan retak yang dibebani beban siklik (pengujian laju pertumbuhan retak fatik), dengan beberapa variasi ranae beban, secara eksperimen dan numerik. Dalam penelitian ini digunakan pelat dengan retak sisi tunggal. Pada pelat tersebut dikenakan beberapa variasi kombinasi stress level dan stress m: 10 YO - 0,1, 15 YO - 0,1, 15 YO - 0,2, 15 YO - 0,3, dan 18 YO - 0,l. Tiga buah accelerometer digunakan untuk mengukur amplitudo simpangan longitudinal di ujung pelat dan daerah retak pada pelat. Accelerometer pertama dipasang pada lower chuck rnesin uji, accelerometer kedua dipasang pada pelat di bawah retak, dan accelerometer ketiga dipasang pada pelat di atas retak. Pengambilan data dilakukan dengan cara mengukur besarnya amplitudo simpangan longitudinal pada panjang retak tertentu, dan mencatat jumlah siklusnya. Hasil yang diperoleh dengan cara ini juga dikonfirmasi dengan cara membandingkannya dengan hasil perhitungan elemen hingga. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa peningkatan panjang retak (alw) dari 0,193 ke 0,524 meningkatkan amplitudo simpangan longitudinal accelerometer pertama dan accelerometer kedua masing-masing sebesar 1,38 kali dan 2 kali, dan menurunkan amplitudo simpangan longitudinal accelerometer ketiga sebesar 0,29 kali. Peningkatan ranae beban dari 432 kg ke 774 kg meningkatkan amplitudo simpangan longitudinal di ujung pelat sebesar 1,77 kali, dan daerah retak pada pelat sebesar 3,57 kali. Pengukuran getaran di ujung pelat dan daerah retak pada pelat memberikan hasil yang dekat dengan hasil simulasi elemen hingga, dengan penyimpangan amplitudo simpangan longitudinal kurang dari 6 YO.

This investigation was undertaken to study both experimentally and numerically the longitudinal displacement amplitude behavior of plates containing a crack subjected to cyclic load (fatique crack growth rate test), with various load range. In this work, plates with single edge crack were used. Those plates were subjected to various combination of stress level and stress ratio, namely: 10 YO -0,1, 15 YO - 0,1, 15 % - 0,2, 15 YO - 0,3, and 18 YO - 0,l. Three accelerometers were used to measure the longitudinal displacement amplitude at the end of the plate and plate’s crack region. The first accelerometer was installed at the lower chuck of the test machine, the second one was installed at the bottom of the plate’s crack region, and the last one was installed at the above of the plate’s crack region. Data acquisition was done by measuring the longitudinal displacement amplitude at specific crack length, as well as by counting the cycles. The results were then confirmed by comparing them with results from the finite element analysis. The experimental results show that the increase of crack length (dw) from 0,193 to 524 can increase the first accelerometer’s and the second accelerometer’s longitudinal displacement amplitude to 1,38 times and 2 times respectively, and decrease the third accelerometer‘s longitudinal displacement amplitude to 0,29 times. The change of the load range from 432 kg to 774 kg can increase the longitudinal displacement amplitude at the end of the plate to 1,77 times, and plate’s crack region to 337 times. The vibration measurement at the end of the plate and plate’s crack region has a good agreement with the finite element simulation, in which the longitudinal displacement amplitude deviation is less than 6 YO.

Kata Kunci : Perambatan Retak Fatik,Metode Getaran, vibration, longitudinal displacement, load range, crack, finite element