1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Aluminium memiliki peranan yang sangat penting dalam dunia industri
dimana banyak rancangan komponen mesin pabrik menggunakan material
tersebut. Sifat mekanik yang dimiliki material ini cukup mampu untuk berbagai
penggunaan lapangan dalam berbagai aplikasi. Efisiensi dan efektifitas dari
aluminium itu sendiri selalu menjadi pertimbangan dalam pemilihan material
sesuai dengan pemakaiannya.
Material aluminium yang di produksi secara komersial dipasaran sudah
mempunyai spesifikasi masing-masing, baik dari kadar carbon sampai dengan
kekuatan material tersebut. Aluminium merupakan jenis baja ringan. Aluminium
sering digunakan untuk komponen permesinan seperti komponen suspensi,
tudung, perumahan transmisi dan roda bar spacer. Akan tetapi, masih banyak yang
diperlukan oleh perancang untuk memperoleh kekuatan suatu material secara
maksimal.
Perubahan struktur mikro pada aluminium tergantung komposisi kimia dan
proses laku panas yang dilakukan, selain itu juga ditentukan oleh kondisi awal
dari alumium atau paduan. Paduan dengan komposisi kimia yang sama, proses
laku panas yang sama akan berbeda struktur mikronya jika kondisi awal dari
logam berbeda.
Proses laku panas yang merupakan bagian dari rangkaian proses produksi
yang saling mempengaruhi sehingga dalam merancang perlakuan panas harus
memperhatikan apa proses yang dialami sebelumnya dan apa yang akan dilakukan
proses selanjutnya. Setelah dilakukan proses laku panas kemudian akan dilakukan
simulasi analisis fatik berbantuan komputer menggunakan program solidworks
dan ansys untuk melihat tegangan atau regangan sebagai input untuk kalkulasi umur fatik. Proses diatur dengan pemilihan material yang sesuai, kondisi kontak,
beban-beban untuk melihat bagaimana dan kapan beban fatik maksimum itu
2
terjadi. Juga untuk membandingkan hasil antara simulasi dan hasil nyata yang
terjadi.
Jenis mesh elemen yang tersedia biasanya adalah solid, shell, dan campurannya dengan objek-objek berupa permukaan (surface), bentangan (beam) dan padat (solid).
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang tersebut penulis tertarik untuk melakukan
penelitian pada karakteristik mekanis paduan Aluminium dan magnesium sebagai
material. Pada dasarnya unsur magnesium dapat meningkatkan kemampuan
kedua material dan memiliki nilai ketahanan korosi tinggi. Tetapi jika kadar
yang diberikan tidak tepat, maka terdapat kemungkinan kekuatan paduan akan
menurun. Oleh karena itu perlu dilakukan pengujian kekuatan uji tarik (tensile strengh) dan uji mikro untuk mengetahui seberapa besar kemampuan Magnesium yang dipadukan dengan Aluminium.
Biasanya perbaikan kualitas suatu material terutama dalam kekuatannya dapat
dilakukan dengan proses heat treatment pada material sehingga terjadi perubahan
struktur material. Untuk itu perlu dilakukan penelitian ulang pada material dan
salah satunya dapat digunakan pengujian fatik untuk mengetahui pengaruh
tempering terhadap kekuatan lelah paduan aluminium.
Setelah itu akan dilakukan simulasi analisis fatik berbantuan komputer
menggunakan program solidworks dan ansys dengan tujuan untuk melihat
tegangan atau regangan sebagai input untuk kalkulasi umur fatik pada spesimen. Proses diatur dengan pemilihan material yang sesuai, kondisi kontak, beban-beban
untuk melihat bagaimana dan kapan beban fatik maksimum itu terjadi serta
melihat umur kelelahan fatik.
1.3 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini:
1. Untuk mengetahui informasi dan proses simulasi data umur kelelahan,
faktor keamanan, diagram S-N dan tegangan alternating stress paduan
aluminium dan magnesium.
3
2. Membandingkan hasil dari hasil data simulasi dengan hasil data uji
sebenarnya.
1.4 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat yang diharapkan dalam penelitian ini:
1. Memberikan informasi mengenai data kekuatan material paduan
aluminium dan magnesium.
2. Menjadi bahan pembelajaran bagi mahasiswa tentang Metalurgi Fisik dan
dapat dijadikan acuan untuk penelitian berikutnya mengenai material.
3. Agar bisa mengetahui melalui simulasi ansys itu umur kelelahan, faktor
keamanan serta alternating stress yang terjadi pada material
aluminium-magnesium.
1.5 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah:
1. Simulasi dan Analisa yang dilakukan hanya untuk mengetahui umur
kelelahan, faktor keamanan, alternating stress pada material saat dilakukan
pengujian fatik.
2. Penelitian hanya pada variasi pembebanan.
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan ini dibagi menjadi beberapa bab dengan garis besar tiap
bab. Dimulai dari bab satu pendahuluan, pada bab pertama memberikan gambaran
menyeluruh mengenai tugas akhir yang meliputi pembahasan tentang latar
belakang, perumusan dan batasan masalah, tujuan, manfaat dan sistematika
penulisan. Pada bab kedua terdapat tinjauan pustaka yang berisikan mengenai
pesawat tanpa awak, teori Al-mg, pengujian yang dilakukan, dan studi literatur
yang berkaitan dengan pokok permasalahan serta metode pendekatan yang
digunakan untuk menganalisa persoalan.
Bab ketiga yaitu metodologi penelitian. Pada bab ketiga memuat metode dari
pengerjaan meliputi langkah-langkah pengolahan dan analisa data. Bab keempat
merupakan analisa data, pada bab keempat berisikan tentang hasil pengolahan
4
data yang diperoleh dari hasil penelitian kemudian dilakukan pembahasan
terhadap hasil pengujian.
Bab kelima kesimpulan dan saran. Bab ini berisikan kesimpulan yaitu
jawaban dari tujuan penelitian dan saran. Pada bab keenam melampirkan daftar
pustaka yang berisikan daftar literatur yang digunakan dalam penelitian dan
penyusunan laporan ini. Dan yang terakhir adalah lampiran.
