Perhitungan Fatigue Life Siklus Tinggi High Cycle Fatigue HCF Simulasi Fatigue Life .1 Hasil Simulasi Fatigue Life

59

4.2.8 Tegangan Rata-rata Soderberg

Jika untuk mencari tegangan rata-rata Soderberg, gunakan persamaan 9, maka:

4.2.9 Tegangan Rata-rata Gerber

Digunakan persamaan 10 untuk menentukan tegangan rata-rata Gerber

4.3 Perhitungan Fatigue Life Siklus Tinggi High Cycle Fatigue HCF

Tujuan dari percobaan pembuatan prototipe alat desalinasi air laut keadaan vakum ini adalah untuk mengetahui kekuatan fatigue yang berbahan stainless steel sebagai bahan utama pembuat evaporator ini. Selain menganalisa maka dapat juga diprediksi umur pakai dari evaporator dalam sistem desalinasi ini. Keinginan dari perancangan ini adalah untuk mendapatkan fatigue life yang bersiklus tinggi. Universitas Sumatera Utara 60 Parameter penentuan HFC adalah N ≥ 10 5 . Dimana dalam kata lain evaporator yang dirancang dapat digunakan dalam jangka waktu yang sangat lama dengan faktor parameter pembebanan berupa pembebanan thermal. Kondisi pengoperasian evaporator alat desalinasi air laut ini untuk mendidihkan air yang ada didalamnya adalah 50°C. Jika dicocokkan dalam tabel properties pembebanan ini masih dalam kondisi pembebanan elastis, dimana bila logam dipanaskan maka akan terjadi deformasi. Namun karena dalam kondisi elastis, maka logam masih memiliki kemampuan untuk kembali ke bentuk semula. Kembali ke tujuan utama, untuk menghitung fatigue life yang menurut rumus Basquin maka digunakan rumus sebagai berikut: N x = C Dimana p dan C adalah konstanta empirik. Dan untuk satuan dari N siklus adalah siklus pula. Untuk kondisi perhitungan dalam penelitian ini p = 0,4 dan C adalah 0,8 dari ultimate strength bahan logam pembuat evaporator, maka: Dapat disimpulkan fatigue life dari evaporator alat desalinasi air laut ini adalah 853137 siklus sebelum terjadi kegagalan. Untuk fatigue life dengan koreksi tegangan alternating Goodman, maka: Universitas Sumatera Utara 61 Untuk fatigue life dengan koreksi tegangan alternating Soderberg, maka: Untuk fatigue life dengan koreksi tegangan alternating Gerber, maka: 4.4 Simulasi Fatigue Life 4.4.1 Hasil Simulasi Fatigue Life Setelah beberapa saat pensimulasian maka berikut adalah hasil dari simulasi fatigue life pada evaporator. Universitas Sumatera Utara 62 Gambar 4.1 Hasil Penyebaran Tegangan Equivalent von-Mises Stress Dokumentasi Terlihat dari gambar 4.1 diatas merupakan hasil tampilan penyebaran tegangan equivalent von-Mises yang terjadi akibat panas yang terjadi di evaporator. Penyebaran tegangan cukup merata jika dilihat dari tampilan gambar, namun terlihat ada terjadi puncak tegangan dimana tegangan maksimum yang terplot sebagai warna merah berada di dinding evaporator bagian atas. Jika ditampilkan lebih dekat maka hasil tampilan ada pada gambar 4.2. Universitas Sumatera Utara 63 Gambar 4.2 Titik Tegangan Equivalent Maksimum dan Minimum Dokumentasi Gambar 4.3 Plotting Equivalent Alternating Stress Dokumentasi Universitas Sumatera Utara 64 Hasil tampilan pada gambar 4.3 yang merupakan tegangan alternating equivalen, tidak jauh berbeda dengan hasil tampilan gambar 4.1 yang merupakan tegangan von-Mises. Dengan hasil tegangan maksimumnya adalah 8,982 x10 7 Pa dan tegangan minimum adalah 8,9765 x 10 7 Pa. Gambar 4.4 Daerah Tegangan Maksimum dan Minimum Equivalent Alternating Stress Dokumentasi Universitas Sumatera Utara 65 Gambar 4.5 Hasil Simulasi Fatigue Life Dokumentasi Gambar 4.6 Hasil Fatigue Life Maksimum dan Minimum Dokumentasi Universitas Sumatera Utara 66 Gambar 4.5 dan 4.6 adalah hasil tampilan fatigue life dimana nilai maksimumnya adalah791870 siklus, sedangkan nilai minimumnya adalah 789120 siklus. Bisa disimpulkan evaporator dapat bertahan sampai 789120 siklus sebelum terjadinya kerusakan akibat tegangan termal. Dan kemungkinan terjadinya crack initiation berada di dinding tepi evaporator bagian atas. Gambar 4.7 Kurva Sensitifitas Fatik Dokumentasi Gambar 4.7 adalah kurva sensitifitas fatik yang mirip dengan grafik S-N, bagian sumbu x merupakan plot tegangan dan sumbu y adalah plot siklus. jika dilihat dari tabel diatas maka didapat kesimpulan semakin besar tegangan yang terjadi maka siklus akan semakin rendah. Tegangan yang terjadi pada evaporator akibat pembebanan termal masih termasuk dalam pembebanan elastis, maka dapat diambil kesimpulan bahwa keadaan evaporator bila ingin menguapkan air sampai suhu 50°C masih terbilang aman, karena walaupun mengalami deformasi akan tetapi evaporator dapat kembali ke ukuran semula. Universitas Sumatera Utara 67

4.5 Ralat Fatigue Life