PERAMBATAN RETAK

PERAMBATAN RETAK



Umur pengintian retak Umur perambatan retak
Mekanisme kegagalan kelelahan pada struktur yang mengalami beban berfluktuasi dapat dibagi menjadi beberapa fase. Pada fase yang pertama terjadi cyclic slip yang selanjutnya mengumpul menjadi inti. Akibat pembebanan yang terjadi terus-menerus inti retak menjadi retak mikro (microcracks). Kemudian berkembang menjadi retak makro (macrocracks) yang terus marambat sehingga penampang sisa (ligamen) semakin kecil dan tidak mampu lagi menerima beban dan akhirnya patah statis.
Batas antara retak mikro dan retak makro tidak jelas biasanya didefinisikan sebagai panjang retak yang dapat dideteksi dengan mata telanjang.
Ilmuan bernama Griffith tertarik untuk menyelidiki material yang punya cacat berupa goresan mempunyai umur yang menurun drastis. Diketahui bahwa sebuah poros dengan diameter 1 inch, bila ada goresan sedalam 1/10000 inch akan memiliki umur yang sama dengan bila poros tersebut memiliki takik sedalam 1/100 inch. Griffit bekerjasama dengan Prof. Inglis dan Prof. Taylor dalam studi tersebut publikasi pertama adalah pada tahun 1920 dengan judul “ The Phenomena of Rupture and Flow in Solid.
Dikenal dua jenis retak, yaitu retak tembus (through cracks) dan retak tak tembus (part through cracks). Retak tembus biasanya terjadi pada benda yang tipis sedangkan retak tak tembus terjadi pada benda yang tebal.









Mode 1. Opening intension Mode II Shear mode III Transferse shear


Modus bukaan retak tergantung pada pembebanannya. Ada tiga modus bukaan retak, yaitu mode-1 karena tegangan tarik, mode-2 karena tegangan geser, mode-3 karena tegangan melintang. Perambatan retak pada kelelahan biasanya merambat tegak lurus terhadap tegangan utama. Sehingga bukaan retak mode-1 merupakan bukaan yang penting.
Pada tahun 1920 Griffith mempergunakan karya Inglis untuk menghitung energy regangan (strain energy) dari suatu pelat yang mengandung retak. 30 tahun kemudian Orowan memperbaiki teori Griffith dengan memasukkan pengaruh plasticity. Penyelesaian yang lebih umum adalah dengan teori elastisitas. Westergard memilih Airy Stress Fungtion dengan bilangan kompleks. Untuk retak di tengan pelat dengan uran tak terhingga dipilih bentuk fungsi sebagai berikut:




Distribusi tegangan disekitar ujung retak untuk berbagai geometri selalu sama. Yang berbeda adalah besaran yang kemudian dinamakan Stress Intensity Factor (SIF) atau intensitas tegangan, dengan notasi K.
Intensitas tegangan K bukanlah besaran tegangan, tetapi parameter ini menyatakan ukuran intensitas tegangan pada ujung retak dengan geometri tertentu akibat pembebanan. Parameter ini mampunyai peranan penting dalam bidang mekanika retakan, sebagaimana pentingnya parameter tegangan ( ) dalam mekanika zat padat (solid mechanic). K merupakan analogi dengan , dalam arti parameter ini dapat dihitung harganya dan dapat dibandingkan dengan harga Kyang didapat dari tes.
Perbedaan harga intensitas tegangan K terletak pada perbedaan pembebanan dan geometri dari retak. Secara umum intensitas tegangan K dituliskan sebagai


Dimana faktor tergantung geometri.
Dari persamaan di ujung retak dapat diketahui bahwa besarnya tegangan menjadi tak hingga untuk daerah dengan r mendekati nol. Material pada ujung retak akan mengalami deformasi plastik karena tegangan yang bekerja diatas tegangan luluh. Besarnya daerah plastik dapat didekati dengan hubungan






PERTANYAAN
1. Modus bukaan retak tergantung pada pembebanannya. Sebutkan 3 modus tersebut! Jelaskan.
2. Apa yang anda ketahui tentang retak tembus dan retak tak tembus!
3. Umur struktur dalam mendukung beban operasi dapat dibagi menjadi 2 bagian, sebutkan!

JAWABAN
1. yaitu mode-1 karena tegangan tarik, mode-2 karena tegangan geser, mode-3 karena tegangan melintang. Perambatan retak pada kelelahan biasanya merambat tegak lurus terhadap tegangan utama.
2. Retak tembus biasanya terjadi pada benda yang tipis missal pada aluminum sedangkan retak tak tembus terjadi pada benda yang tebal.
3. Umur pengintian retak dan umur perambatan retak.