Metode pendekatan Tegangan representatif dan hasil

Riset Multidisiplin Untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional Jakarta, 14 November 2013 TM-21 | 155 Dengan persamaan 10 dan persamaan 3, kurva beban P-h dapat diprediksi untuk set material properti sy, n. Gambar 6 menunjukkan perbandingan antara kurva FE garis utuh dan kurva diprediksi point menggunakan persamaan kelengkungan berbasis tegangan representatif. Hanya beberapa poin yang telah digunakan dalam prediksi kurva P- h tersebut untuk membuatnya lebih mudah dalam membandingkan dua set data. Dalam semua kasus dengan sifat bahan yang berbeda, hasilnya menunjukkan kesepakatan yang baik. Ini menunjukkan bahwa pendekatan yang digunakan untuk memprediksi kurva P-h adalah akurat. a. b c Gambar 6. Perbandingan antara kurva FE garis utuh dan kurva diprediksi point menggunakan persamaan kelengkungan berbasis tegangan representatif. a σy= 100MPa, n=0.10; .b σy=300MPa, n=0.20; c σy=700MPa, n=0.30;

3.4 Prediksi kekerasan Vickers berdasarkan kurva P-h dan validasi

Konsep dan metodologi yang dikembangkan diatas, akan digunakan untuk menentukan nilai kekerasan dari kurva lekukan. Salah satu pendekatan yang potensial adalah untuk mengembangkan metodologi praktis menggunakan pendekatan analisis berbasis energi. Karya-karya sebelumnya pada kelompok bahan yang berbeda menunjukkan bahwa dapat diperkirakan nilai-nilai kekerasan menggunakan rasio kerja plastik untuk rasio kerja keseluruhan WpWt Choi et al., 2004. Konsep ini kemudian dikembangkan lebih lanjut dalam penelitian ini untuk memperkirakan nilai kekerasan dari kurva P-h indentasi menggunakan analisis tegangan representatif sr dengan sifat bahan yang dikenal E, sy, n dan rasio antara kedalaman sisa indentasi hr serta kedalaman indentasi maksimum hm. Pada tahap berikutnya hrhm rasio digunakan untuk menghitung rasio antara kerja elastis elastic work We dan total pekerjaan Wt berdasarkan analisis dimensi Dao et al., 2001. Kemudian WeWt digunakan untuk menghitung nilai kekerasan terhadap rasio modulus HE Choi et al., 2004. Nilai maksimum kedalaman indentasi hm mengacu pada kedalaman indentasi residu maksimum hr setelah indentor ditiadakan. Data hrhm berbagai sifat material sy: 100 - 900 MPa, n:0-0.3 telah dihitung dan hubungan antara sr vs hrhm ditunjukkan pada Gambar 7a. Hubungan ini ditemukan mengikuti persamaan: σr = -16.636 hrhm + 16.369 11 Rasio antara kerja plastik Wt dan total WeWt persamaan: ௐ ೐ ௐ ೟ ൌ ͳ െ ௐ ೛ ௐ ೟ 12 Nilai kekerasan dapat diestimasi mengikuti hubungan ݇ ு ா ೝ ൌ ௐ ೐ ௐ ೟ 13 ➣ 10 20 30 40 50 0,00 0,05 ↔ ↕ ➙ ↔ P N ➛ ➜ ➝ ➝ ➞ ➟➠ ➡ ➢ ➤➥ ➦➤➧ ➨ ➩ y=100 MPa, n= ➣ .10 ↔ 50 100 150 0,00 0,05 ↔ ↕ ➙ ↔ P N ➫ ➭ ➯ ➯➲ ➟➠ ➡ ➢ ➤ ➥ ➦➤ ➧ ➨ ➳ ➵ ➸ ➺ ↔ ↔ ➻ ➟ ➼ ↕ ➨ ➸ ↔ ➽ ➾ ↔ ↔ 50 100 150 200 250 300 0,00 0,05 ↔ ↕ ➙ ↔ P N ➫ ➭ ➯ ➯ ➲ ➟➠ ➡ ➢ ➤ ➥ ➦ ➤ ➧ ➨ ➳ ➵ ➸ ➚ ↔ ↔ ➻ ➟ ➼ ↕ ➨ ➸ ↔ ➽ ➺ ↔ Riset Multidisiplin Untuk Menunjang Pengembangan Industri Nasional Jakarta, 14 November 2013 TM-21 | 156 Gambar 7b plot nilai-nilai kekerasan dihitung dari bahan dibandingkan dengan nilai kekerasan dengan beban yang berbeda. Hal ini jelas menunjukkan bahwa prediksi nilai kekerasan dalam perjanjian baik dengan kekerasan Vickers. Hal ini membuktikan bahwa pendekatan ini adalah pendekatan yang valid untuk memperkirakan nilai kekerasan Vickers. Hal ini membuktikan bahwa program yang dibentuk dapat digunakan untuk menghubungkan kurva P-h indentasi kontinyu dan nilai-nilai kekerasan Vickers hardness value, yang kemudian dapat digunakan sebagai alat untuk memetakan nilai Hv atas berbagai bahan untuk membangun hubungan antara Hv dan tegangan representatif sr. a b Gambar 7. a Hubungan antara sr vs hrhm berbagai sifat material sy: 100 MPa - 900 MPa, n: 0-0.3, 7b Korelasi nilai kekerasan Vickers Hv berbagai sifat bahan Hv vs σr, dengan koefisien korelasi 0.992

3.5 Hubungan antara kekerasan Vickers Hv dan tegangan representative σr

Berdasarkan prediksi konsep nilai kekerasan dari kurva P-h yang telah dikembangkan, diketahui nilai kekerasan berpotensi langsung terkait dengan tegangan representatif sr pada bahan. Dengan terlebih dahulu menentukan nilai kekerasan Vickers Hv bahan atas berbagai sifat, maka hubungan kekerasan Hv dan σr langsung dieksplorasi menggunakan data proses fitting. Persamaan 14 menunjukkan korelasi antara Hv vs σr, Kurva dapat disederhanakan sebagai garis linier dengan persamaan: Hv = 0.3115 σr + 11,186 14 Dengan koefisien korelasi data lebih dari 99. Hubungan ini Eqs.14 dapat digunakan untuk prediksi kekerasan langsung direct predictions dari sifat material. Hal ini telah diperiksa dengan menggunakan dua bahan baja sebagai contoh. Prediksi nilai kekerasan Vickers Hv menunjukkan hasil yang sesuai dengan data eksperimen. Dalam kasus 0.1 C steel, prediksi nilai-nilai kekerasan Hv adalah dalam 98.368 dari nilai yang diukur, Dalam kasus baja ringan Mild steel, prediksi nilai kekerasan Hv adalah dalam 98.611 dari nilai yang terukur. Hasil prediksi serupa telah ditemukan di materi lainnya melalui pengulangan dalam 5 Rentang error. Hal ini menunjukkan bahwa, pendekatan ini dapat digunakan untuk memprediksi nilai-nilai kekerasan dengan akurasi yang memadai dengan rentang kesalahan pengukuran.

4. Kesimpulan

Dalam karya ini, hubungan antara bahan konstitutif parameter σy dan n bahan elasto-plastik, kurva P-h indentasi dan kekerasan dengan vikers indentor telah diselidiki secara sistematis dengan menggabungkan analisis tegangan represntatif dan pemodelan FE Ó Ô -16636x + 16369 ÕÖ × ØÙ ÚÛ ÚÜ 200 400 600 800 1000 1200 0,92 0,94 0,96 Ý Þ ß à σ r á â ã á ä å æ Ó Ô ç è éêê ë ì êê è ê í 100 200 300 400 500 600 500 1000 1500 î Ý Ý Ý ï ð ñ r