Analisis Fraktur Material Keramik Berbentuk Cakram pada Takik U Akibat Beban Dinamis

Abstract

Perkembangan industri manufaktur dan material pada komponen mesin, alat pemotong, dan pelapis tahan aus yang sering mengalami tegangan tinggi memerlukan pemahaman tentang mekanisme fraktur material keramik untuk membantu pengembangan material baru dengan ketahanan lebih baik terhadap beban dinamis. Tujuan penelitian ini membuat spesimen berbentuk cakram dengan material keramik untuk pengujian terhadap beban dinamis. Serta menganalisis fraktur yang terjadi pada material akibat beban dinamis. Metode yang digunakan yaitu metode eksperimental dan setiap tindakan yang dilakukan bertujuan untuk menganalisis fraktur yang terjadi pada spesimen. Pengujian dilakukan untuk mengamati pola retak, mekanisme propagasi retak, serta karakteristik kegagalan material. Spesimen berbentuk cakram dengan material keramik yang memiliki takik U ditengahnya dengan variasi panjang takik 15 mm, 17,5 mm, dan 20 mm yang diuji dengan beban dinamis untuk menentukan pengaruh tegangan di sekitar konsentrasi takik terhadap inisiasi dan propagasi retak. Hasil penelitian menunjukkan bahwa fraktur terjadi pada daerah sekitar takik dengan pola retak yang dimulai dari ujung takik dan pola retak sangat bergantung pada tingkat beban dan sifat mekanik material. The development of the manufacturing and material industries, particularly in machine components, cutting tools, and wear-resistant coatings that are often subjected to high stress, requires an understanding of the fracture mechanisms of ceramic materials to aid in the development of new materials with better resistance to dynamic loads. This study aims to fabricate disc-shaped ceramic specimens for dynamic load testing and analyze the fractures that occur in the material due to dynamic loading. The method used is an experimental approach, where each step is conducted to examine the fracture behavior in the specimens. The testing was performed to observe crack patterns, crack propagation mechanisms, and material failure characteristics. The ceramic disc specimens have a U-notch in the center with notch length variations of 15 mm, 17.5 mm, and 20 mm, which were tested under dynamic loads to determine the effect of stress concentration around the notch on crack initiation and propagation. The results indicate that fractures occur around the notch area, with crack initiation starting at the notch tip. The crack propagation pattern is highly dependent on the applied load level and the mechanical properties of the material.