Uji Fatigue

Fatigue secara terminologi adalah kelelahan, sedangkan dalam istilah mempunyai arti yaitu kerusakan material yang diakibatkan oleh adanya tegangan yang berfluktuasi (siklik) yang besarnya lebih kecil dari tegangan tarik (tensile) maupun tegangan luluh (yield) material yang diberikan beban konstan. Mekanisme perpatahan fatigue pada umumnya diawali dari permukaan bahan material yang lemah, yang kemudian akan merambat ke bagian tengah dan akhirnya bahan tersebut akan mengalami perpatahan. Perpatahan tersebut dapat secara tiba-tiba (catastrophic) dengan tanpa atau sedikit sekali adanya deformasi plastis.

Uji fatigue terdiri dari dua langkah yaitu memulai retakan dan perambatan retakan sampai total retak. Mayoritas umur kelehan terjadi ketika dimulai kelelahan retak dan proses kelelahan diuraikan ketika pertama kali dikontrol. Contoh ini meliputi poros mesin, roda gigi, dan poros sumbu atau batang berputar. Pada sisi lain, struktur besar atau materi komponen hampir selalu berisi sebelum adanya retakan seperti di dalam jembatan, kapal, pesawat terbang, badan pesawat terbang, dan tekanan bejana kapal. Dalam struktur yang sedemikian , mayoritas umur kelelahan dihabiskan dengan munculnya suatu pre-existing retakan dan kemudian retak keseluruhan. Proses fatigue dalam hal ini diuraikan dengan control propagasi. Di dalam laboratorium uji fatigue dilakukan pada spesimen un-cracked dimana kebanyakan dari umur fatigue dihabiskan dalam langkah inisiasi.

Komponen dan Struktur rancang-bangun sering berisi konsentrasi tekanan seperti bentuk. Kelelahan retak hampir selalu mulai pada daerah dari konsentrasi tekanan tinggi. Sebagai contoh pada gambar di bawah menunjukkan suatu kelelahan retak yang dimulai dari suatu lubang kunci di dalam suatu batang yang berputar. Pematahan permukaan komponen yang digagalkan oleh fatigue pada umumnya tegaklurus dan flat pada tekanan yang diterapkan dan sering juga menunjukkan corak beachmark punggung bukit yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar 1. Suatu batang yang berisi suatu lubang kunci akibat terjadinya fatigue ketika diuji

Uji fatigue memerlukan kendali yang akurat. Bagaimanapun, untuk baiknya menguji kita memerlukan kendali yang akurat dan ini bisa dilakukan dengan suatu mesin pembengkok yang berputar.

Gambar 2. Fatigue rotating bending machine

Di (dalam) mesin ini, suatu spesimen yang lembut silindris menjulang dan terisi dari kedua-duanya akhir menggunakan berputar menggamit/meninggalkan.

Gambar 3. Mounted fatigue specimen

Suatu berat/beban dipenjarakan dari satu sisi (menyangkut) spesimen untuk bertukar-tukar tegangan lentuk yang berpengalaman oleh permukaan spesimen. Pada awalnya, spesimen akan mengalami tegangan-tarik pada tekanan kompresi dan permukaan puncak nya pada alas/pantat nya. Tegangan lentuk maksimum pada permukaan spesimen diberi oleh persamaan :

σ = 32 M/πd³

Dimana,

σ = tegangan lentuk yang maksimum

M =momen lentuk di panampang-lintang spesimen ( weight*distance)

D = garis tengah specimen