Kenapa mesin/peralatan atau elemen mesin mengalami kegagalan? Pertanyaan ini adalah masalah mendasar yang telah menghantui ilmuwan dan insinyur sejak berabad-abad lalu. Mekanisme terjadinya kegagalan kini lebih dipahami seiring kemajuan teknik pengujian dan pengukuran.
Kegagalan pada suatu elemen mesin dapat terjadi dalam berbagai wujud seperti misalnya yielding, retak, patah, scoring, pitting, korosi, aus, dan lain-lain. Agen penyebab kegagalan juga bermacam-macam seperti misalnya salah design, beban operasional, kesalahan maintenance, cacat material, temperatur, lingkungan, waktu, dan lain-lain. Dengan pengetahuan yang lengkap tentang kegagalan, maka para insinyur dapat mempertimbangkan berbagai aspek penyebab kegagalan dalam perancangan sehingga diharapkan kegagalan tidak akan terjadi selama umur teknisnya.
Kegagalan Elemen Mesin dapat dikelompokkan menjadi 2 yaitu :
-
KRITERIA KEGAGALAN STATIK
-
KRITERIA KEGAGALAN LELAH
KRITERIA KEGAGALAN STATIK
Kegagalan elemen mesin yang diakibatkan oleh beban mekanis. Beban mekanis yang dimaksud adalah beban dalam bentuk gaya, momen, tekanan, dan beban mekanis lainnya. Kegagalan akibat beban mekanis adalah berhubungan dengan jenis tegangan yang terjadi pada komponen mesin. Pertanyaannya adalah : tipe tegangan seperti apa yang akan menimbulkan kegagalan? tegangan tarik? tegangan tekan? atau tegangan geser? Faktor lain apakah yang juga ikut berpengaruh dalam menimbulkan kegagalan?
Gambar 5.1 menunjukkan lingkaran Mohr untuk spesimen yang mendapat beban tarik uniaksial. Terlihat bahwa spesimen juga mengalami tegangan geser dengan nilai maksimum sebesar setengah tegangan normal maksimum. Hal sebaliknya juga terjadi pada spesimen yang mendapat beban torsi murni, ternyata spesimen juga mengalami tegangan normal dengan nilai maksimum sama dengan tegangan gesermaksimum. Jadi tegangan manakah yang lebih berperan menimbulkan kegagalan ?
Uji tarik dapat menjelaskan terjadinya kegagalan pada spesimen yang mendapat beban uniaksial. Gambar 5.2 menunjukkan kurva tegangan-regangan pada specimen material ulet (ductile) dan material getas (brittle). Terlihat fenomena “yielding” pada material ulet, sedangkan pada material getas, kegagalan atau patah terjadi tanpa adanya yielding yang signifikan. Jadi dapat disimpulkan bahwa tingkat kegagalan untuk material ulet akan dibatasi oleh kekuatan yield, dan material getas dibatasi oleh kekuatan ultimate. Analisis menunjukkan bahwa untuk material ulet, kegagalan lebih ditentukan oleh kekuatan geser, sedangkan untuk material getas, kegagalan lebih ditentukan oleh kekuatan tensile. Hal ini mengindikasikan bahwa perlu dikembangkan teori atau kriteria kegagalan yang berbeda antara material ulet dan material getas.
