Catatan Kuliah 01 : Fatik

Mata Kuliah : Mekanika Material

Tanggal : 30 Oktober 2017

Pekerjaan yang monoton dan berulang yang sering kita alami kadang membuat kita cepat jenuh. Hal ini tidak saja terjadi pada manusia, namun sudah sunatullah, juga terjadi pada semua makhluk allah. Batu yang terkena tetesan air secara berulang, akhirnya berlubang juga, perkerjaan berulang yang monoton biasanya malah akan membuat pekerja cepat bosan akhirnya jenuh.

Pada material logam, misalkan pada sebuah kawat baja. Jika kita diminta untuk mematahkannya, ada dua cara yang bisa kita lakukan. Pertama dengan mematahkan secara langsung dengan tang (memberikan beban melewati kekuatan tensilenya), kedua dengan membengkokan secara berulang berlawanan arah. Cara kedua lebih mudah untuk dilakukan, terutama jika tanpa adanya alat bantu, karena tidak diperlukan tenaga yang besar.

Fatik dalam secara etimologi artinyan lelah. Dalam ilmu material, fatik atau fatigue adalah peristiwa kegagalan material setelah mengalami beban berulang/siklus yang terjadi dengan beban di bawah beban ultimate/kekuatan tensilenya.

Pada pematahan beban dengan cara berulang, dapat kita gambarkan terjadinya beban sebagai berikut :

 Setelah beberapa kali tekukan, akhirnya kawat patah, peristiwa ini yang dinamakan Fatik.

Proses terjadinya fatik berlangsung pada skala mikro. Diawali dengan terbentuknya Crack, yang dilanjutkan dengan proses perambatan fatik seiring dengan beban yang terjadi (fatigue propagation) hingga akhirnya material tidak mampu lagi menahan beban dan patah atau mengalami kegagalan.

Tahapan terjadinya Fatik sumber gambar dari http://slideplayer.com/slide/7758841/

Proses fatik sama seperti proses patah pada material brittle, karena terjadinya sangat singkat tanpa adanya peringatan terlebih dahulu. Sehingga fatik harus dihindari saat dilakukan proses disain suatu benda. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh August Wohler pada tahun 1950 ternyata fatik memilki batasan.

Percobaan dilakukan dengan membuat sampel suatu material beberapa buah. Kemudian sampel tersebut dilakukan beban siklus dengan besar beban kompresi-tensi yang ditentukan. Hasil dari percobaan ini menunjukan bahwa semakin kecil besar beban, maka jumlah siklus akan semakin bertambah hingga akhirnya pada beban tertentu menunjukkan kestabilan/ketahanan terhadap fatik (tidak akan terjadi fatik di bawah beban tertentu).

Grafik di atas ternyata hanya berlaku untuk material tertentu, karena pada material yang bersifat ductile, ternyata memiliki gradik nilai S yang cenderung terus menurun, namun dengan jumlah siklus yang bertambah (hingga 10 pangkat 7).

seperti terlihat pada grafik di bawah ini :

Perbandingan kekuatan fatik pada baja dan alumunium. sumber https://en.wikipedia.org/wiki/Fatigue_limit

Tebet, 30 Oktober 2017