Beranda Materi Kuliah Faktor Konsentrasi Tegangan (Stress Consentration Factor)

Faktor Konsentrasi Tegangan (Stress Consentration Factor)

7379
0
BERBAGI

Pengertian

Konsentrasi tegangan terjadi pada daerah-daerah benda yang dimensinya berubah drastis, misalnya di sekitar lubang, discontinuity, defect, dll. Pemicu lain dari konsentrasi tegangan diantaranya adalah fillet, notch, inclusion, dll. Konsentrasi tegangan akan menurunkan umur fatik (fatigue life). Besarnya konsentrasi tegangan dapat diketahui dengan menghitung faktor konsentrasi tegangan (stress concentration factor), dimana SCF merupakan perbandingan antara tegangan tertinggi yang berada di sekitar discontinuity (σ max) dengan tegangan yang terjadi pada kondisi mulus (σ nom).

Kt= σ max / σ nom

Metode-Metode Mencari Tegangan

Untuk mengetahui besarnya Stress Concentration Factor (SCF), maka terlebih dahulu harus diketahui berapa nilai tegangan maksimal (σ max) dan tegangan nominal (σ nom) yang terjadi pada suatu struktur maupun benda yang diuji. Ada beberapa cara untuk mengetahuinya, antara lain adalah sebagai berikut:

Photoelasticity

sp1

yaitu dengan cara memancarkan sinar terpolarisasi melewati material yang bersifat pholestatic (plastic transparan) yang akan menghasilkan pola yang berwarna-warni pada permukaan material. Pola warna inilah yang digunakan sebagai indikasi dari intensitas tegangan yang terjadi..

Brittle Coating

asa

yaitu dengan cara menyiapkan sejenis  lacqkuer atau pernis yang disiapkan secara khusus dengan cara disemprotkan pada benda atau material yang diuji. Setelah pernis yang disemprotkan tadi sudah kering, maka benda atau specimen tersebut dapat dilihat  di bagian mana tegangan maksimal yang terjadi. Sebuah pola yang berupa retakan kecil akan muncul pada permukaan benda tersebut. Pola tersebut dapat digunakan sebagai tempat peletakan strain gauges untuk perhitungan tegangan yang presisi. Namun, metode ini sangat sensitive terhadapat temperature dan kelembaban.

Electrical Strain Gauges

dad

Alat ini merupakan yang paling popular dan diterima secara luas untuk menghitung strain dan menganalisa stress. Alat ini tersusun dari kisi-kisi metal foil yang sangat sensitive terhadap sebuah regangan/ strain. Kisi-kisi ini diikat pada sebuah backing plastic. Ketika alat ini ditempelkan pada material atau struktur yang diuji dan mengalami deformasi, maka hambatan listrik pada alat ini akan berubah secara proporsional mengikuti deformasi yang terjadi. Hambatan yang berubah akan menyebabkan voltasi berubah. Perubahan voltasi ini akan dikonversi oleh alat tersebut menjadi regangan. Sedangkan tegangan yang terjadi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan hokum hooke.

Finite Element Method (FEM)

dfdf

yaitu dengan cara menggambarkan model material atau strukutur yang diuji menggunakan aplikasi CAD. Kemudian model yang digambarkan tersebut dianalisa dengan menggunakan software FEM sperti ansys, patran-Nastran, dll. Setelah melalui proses analisa, dapat diketahui daerah mana saja yang mengalami tegangan paling tinggi dan tegangan nominal.