KAJI NUMERIK PENCEGAHAN PERTUMBUHAN RETAK DENGAN MENGGUNAKAN METODE MODIFIKASI BENTUK STOP-DRILLED HOLE (SDH)

Abstract

ABSTRAK

Salah satu mekanisme kegagalan yang utama dalam aplikasi teknik atau komponen mesin adalah penjalaran retak kelelahan. Penjalaran retak ini biasanya dimulai dari titik-titik pada daerah yang mengalami konsentrasi tegangan yang tinggi. Oleh karena itu salah satu metode untuk menghambat penjalaran retak adalah  mereduksi konsentrasi tegangan dimana salah satu metode yang digunakan adalah pemberian lubang di ujung retak atau dikenal dengan stop-drilled hole (SDH). Pada penelitian ini akan dikembangkan modifikasi bentuk model SDH. Pada dasarnya model yang dikembangkan ini adalah merubah bentuk pada sisi lubang agar tidak berbentuk lengkungan sehingga  konsentrasi tegangan menurun di daerah tersebut. Pemodelan lubang yang dikembangkan pada peneltian ini adalah penggambungan dua lubang dan tiga lubang pada ujung retak. Pada penelitian ini akan dilakukan penghitungan faktor konsentrasi tegangan untuk variasi jari-jari lubang yang diberikan. Dari penelitian yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa pemberian dua lubang dan tiga lubang pada ujung cetak tersebut dapat mereduksi faktor konsentrasi tegangan dengan signifikan, nilai faktor konsentrasi tegangan antara dua lubang dan tiga lubang tidak berbeda signifikan terutama dengan meningkatnya nilai jari-jari lubang. Sementara itu, faktor konsentrasi tegangan tetinggi terjadi pada daerah perubahan geometri pada lubang untuk pemberian dua atau tiga lubang, akan tetapi faktor konsentrasi tegangannya masih cukup rendah jika dibandingkan dengan pemberian satu lubang.

Kata Kunci : Konsentrasi Tegangan, Penjalaran Retak, Stop-Drilled Hole (SDH)

ABSTRACT

One of the major failure mechanisms in engineering applications or machine components is the propagation of fatigue cracking. The spreading of these cracks usually are started from the points on the regions that are  experiencing high stress concentrations. Therefore, one of the method to inhibit this crack propagation is reducing the stress concentration in which one of the used methods  is the provision of a hole at the end of a crack or known as a stop-drilled hole (SDH). In this research will be developed  a modification form of SDH model. Basically the developed model is changing the shape on the hole side so there are not forming of the curve so that the stress concentration decreases in this area. The developed hole model in this research is the binding of two holes and three holes at the crack tip. This research will be calculated the stress concentration factor for variation of given hole radius. From the research that has been done, it can be concluded that the two holes and three holes on the tip of the crack can reduce the stress concentration factor significantly. Moreover,  the value of the stress concentration factor between two holes and three holes is not significantly different, especially with the increment of the hole radius. Meanwhile, the high stress concentration factor occured in the geometrical change area of the hole for two or three holes, but the stress concentration factor is still quite low when compared to the one hole.

Keywords : Stress Concentration, Crack Propagation, Stop-Drilled Hole (SDH)