Analisis Fraktur Material Keramik Berbentuk Cakram pada Takik V akibat Beban Dinamis

Abstract

Penelitian ini berjudul Analisis Fraktur Material Keramik Berbentuk Cakram dengan Takik V Akibat Beban Dinamis. Permasalahan utama dalam penelitian ini adalah bagaimana cara menganalisis fraktur material keramik berbentuk cakram pada takik V akibat beban dinamis. Latar belakang dari penelitian ini adalah sifat keramik yang cenderung getas dan rentan terhadap retak, terutama jika terdapat cacat geometris seperti takik. Tujuan dari penelitian ini adalah membuat, menguji dan menganalisis fraktur material keramik berbentuk cakram pada takik V akibat beban dinamis. Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode eksperimental. Teknik analisis data dilakukan dengan mengevaluasi pola distribusi tegangan, konsentrasi tegangan di ujung takik, serta lintasan propagasi retak. Penelitian ini didasarkan pada teori mekanika fraktur linier elastik (Linear Elastic Fracture Mechanics/LEFM) untuk memprediksi titik awal dan perkembangan fraktur. Hasil penelitian menunjukkan bahwa takik V menyebabkan peningkatan konsentrasi tegangan secara signifikan di ujung takik, yang menjadi titik kritis inisiasi retak. Semakin kecil sudut takik, semakin besar tegangan maksimum yang terjadi, sehingga retak lebih cepat terbentuk dan menyebar. Beban dinamis mempercepat propagasi retak dibandingkan beban statis, terutama pada frekuensi tinggi. Dengan demikian, desain komponen keramik yang mengandung takik perlu mempertimbangkan bentuk takik dan kondisi beban untuk mencegah kegagalan struktural dini. This research is entitled Fracture Analysis of Disc-Shaped Ceramic Material with V-Notch Due to Dynamic Load. The main problem addressed in this study is how to analyze the fracture of disc-shaped ceramic materials with a V-notch under dynamic loading. The background of this research lies in the brittle nature of ceramics, which makes them prone to cracking, especially in the presence of geometric defects such as notches. The objective of this research is to create, test, and analyze the fracture behavior of disc-shaped ceramic materials with a V-notch under dynamic load. The method used in this research is the experimental method. Data analysis techniques were carried out by evaluating stress distribution patterns, stress concentration at the tip of the notch, and crack propagation paths. This research is based on the theory of Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM) to predict the initiation point and development of fractures. The results show that the V-notch significantly increases the stress concentration at the tip of the notch, which becomes the critical point of crack initiation. The smaller the notch angle, the greater the maximum stress, causing cracks to form and spread more quickly. Dynamic loads accelerate crack propagation compared to static loads, especially at high frequencies. Therefore, the design of ceramic components containing notches needs to consider the notch geometry and loading conditions to prevent premature structural failure.