Upload
jheje04
View
84
Download
4
Embed Size (px)
DESCRIPTION
komposisi
Citation preview
KEGAGALAN DAN KERUSAKAN
OLEH :ADONIRAM SABUIN
0906022235
Komposit serat canggih memiliki kekuatan excelant mempunyai sifat berat, dan sering digunakan dalam aplikasi kekuatan kritis.pada kesempatan ini saya akan mempresentasikan kekuatan serat komposit dengan kekuatan material penyusunnya diikuti dengan diskusi tentang kegagalan komposit dibawah beban tarik searah dan di bawah beban kompresi.
Kekuatan komposit serat ditentukan oleh serat, meskipun kekuatan serat jelas dipengaruhi oleh kekuatan matrix.komposit serat menguntungkan bagi kekuatan untuk aplikasi bobot kritis.
Serat berbeda secara signifikan dalam kekuatan mereka, modulus, dan sering kegagalan. serat cenderung relatif rapuh dan tidak menunjukkan daktilitas yang signifikan dalam tegangan-regangan response.
Kekuatan komposit serat aktual lebih rendah daripada yang ditampilkan dalam tabel karena sejumlah faktor. Yang pertama adalah bahwa kekakuan selalu rendah dan kekuatan Matrix bertindak untuk mencairkan kekuatan secara keseluruhan.
Meskipun matriks jelas diperlukan untuk mengikat semuanya bersama-sama, kekuatan komposit serat searah serat umumnya dikurangi dengan rasio luas dari matriks ke luas penampang total komposit.Dengan menggunakan fraksi volume serat yang biasa. Kekuatan komposit dalam arah serat relatif terhadap kekuatan serat dapat didekati.
KEGAGALAN TARIK KOMPOSIT SERAT
Salah satu aspek yang paling penting dalam Komposit serat adalah peran matriks dalam menentukan kekuatan tarik. Seperti disebutkan sebelumnya, beban jelas membawa kemampuan komposit serat dengan matriks relatif lemah, seperti polimer-komposit matriks, ditentukan terutama oleh serat. Aturan desain yang paling penting untuk komposit jenis ini adalah bahwa seseorang harus mengarahkan serat sehingga mereka dapat membawa beban utama
KEGAGALAN TARIK KOMPOSIT SERAT
Sebuah perbandingan kekuatan tarik menggambarkan hal ini. Serat kekuatan
tinggi karbon memiliki kekuatan tarik bahwa pendekatan 6900 Mpa (satu
juta psi). Sedangkan kekuatan tarik matriks polimer yang khas mungkin di sisi
lain dari 200 Mpa (30.000 psi). Jelas, kekuatan tarik dari matriks adalah
signifikan dibandingkan kekuatan tarik serat. Meskipun demikian matriks
memainkan peran penting dalam menentukan kekuatan tarik, seperti yang
ditunjukkan oleh pengamatan eksperimental bahwa kekuatan matriks-
diresapi serat dapat berada di urutan faktor 2 lebih tinggi dari kekuatan tarik
diukur dari serat kering bundel tanpa impregnasi matriks.
KEGAGALAN TARIK KOMPOSIT SERAT
Satu penjelasan yang mungkin adalah berikut.
Dalam bundel serat kering. saat istirahat serat.
yang kehilangan semua kemampuan beban
pembawa atas adalah seluruh panjang dan
beban ini digeser ke serat yang tersisa. Ketika
cukup serat lemah telah gagal, kekuatan serat
yang tersisa melebihi, dan bundel gagal. Dalam
matriks diresapi bundel serat. Hal ini diyakini
bahwa tindakan untuk menjembatani sekitar
istirahat serat individu. Sehingga serat cepat
mengambil beban membawa kemampuan
sehingga serat yang berdekatan hanya perlu membawa beban meningkat lebih dari jarak aksial kecil. Distribusi statistik cacat serat membuat tidak mungkin bahwa lokasi terlemah serat masing-masing akan memiliki lokasi yang sama. sehingga kegagalan itu harus terjadi pada nilai beban yang lebih tinggi, setelah serat yang cukup telah gagal di lokasi yang berdekatan. harus diingat bahwa karena diameter kecil serat individu (5 sampai 7 mikron untuk serat karbon khas). Ada banyak jutaan serat dalam struktur yang khas. dengan demikian, ada banyak kesempatan untuk efek stastical menjadi penting.
STATISTIK MODEL KEGAGALAN TARIK
. Sebuah perpanjangan alami dari ide-ide yang diberikan sebelum akan mengembangkan teori statistik untuk kegagalan kegagalan serat tarik. Tujuannya adalah untuk memodelkan kegagalan suatu proses imunisasi meliputi sebagai awal dalam salah satu serat dan tumbuh sebagai istirahat di link fiber yang berdekatan bersama-sama
STATISTIK MODEL KEGAGALAN Sayangnya, hal ini telah terbukti menjadi tugas yang sulit, diasumsikan
bahwa distribusi kekuatan serat adalah karakteristik oleh fungsi stastical aweibull, tetapi tidak mempertimbangkan efek konsentrasi tegangan pada serat yang berdekatan. Zweben dan zwebend dan rosen menambahkan detail untuk model ini,Termasuk proposal stres-concetration efek. Harlow dan phoenix melakukan simulasi komputer terbatas pada sejumlah kecil serat, karena kompleksita numerik. Fitur penting dari model ini telah dijelaskan oleh Batdorf. Serat individu diasumsikan memiliki populasi statistik daerah lemah characteristzed oleh fungsi distribusi Weibull. Sebagai komposit ditekankan, serat berdekatan dengan serat brolen tunduk pada stres meningkat, hanya atas wilayah kecil, seperti yang dijelaskan sebelumnya
STATISTIK MODEL KEGAGALAN
Serat individu diasumsikan memiliki populasi statistik daerah lemah characteristzed oleh fungsi distribusi Weibull. Sebagai komposit ditekankan, serat berdekatan dengan serat brolen tunduk pada stres meningkat, hanya atas wilayah kecil, seperti yang dijelaskan sebelumnya. Oleh karena itu, tidak mungkin bahwa wilayah statistik lemah berinteraksi, seperti tegangan meningkat, serat wilayah yang berlebihan akhirnya gagal, memberikan ganda dari dua serat dengan istirahat disamping satu sama lain.
UKURAN EFFECTS KEKUATAN TARIK
Pertanyaan apakah ada efek ukuran kekuatan tarik komposit serat telah cukup kontroversial. Dengan bukti yang diajukan kedua belah pihak. itu diterima secara luas bahwa dalam bahan rapuh seperti keramik. Kekuatan cenderung menurun dengan peningkatan ukuran. The besarbesaran biasa penjelasan bahwa ada kemungkinan peningkatan cacat yang lebih berat dengan peningkatan volume. Dan bahwa kegagalan britle secara langsung berkaitan dengan ukuran cacat. Teori Kegagalan weibull statistik memberikan hasil langsung untuk ini efek ukuran sebagai :
UKURAN EFFECTS KEKUATAN TARIK
Dimana pasir sehingga yang berarti kekuatan volume menekankan materi V dan vo masing. dan m adalah parameter bentuk weibull, seperti yang ditunjukkan oleh zweben, ini efek ukuran bisa memiliki implikasi yang signifikan bagi kinerja struktur komposit besar. Zweben mencatat bahwa untuk koefisien variasi (COY) kekuatan komposit dari 5% (dan menggunakan hubungan perkiraan bahwa m = 1,2 / COY) memberikan m = 24, dan ini akan memprediksi pengurangan kekuatan 25 sampai 40% untuk struktur yang besar relatif terhadap tes kupon. zweben juga memberikan referensi untuk mendukung efek ukuran.
KEGAGALAN TEKAN KOMPOSIT SERAT
Kekuatan compresive dari komposit serat sering kurang dari kekuatan tarik dan dengan demikian dapat menjadi faktor pembatas dalam aplikasi kekuatan kritis. Seperti dibahas secara lebih rinci dalam apa yang berikut, pengukuran eksperimental kekuatan compresive bisa sangat berbeda, tergantung pada jenis tes. Dengan demikian, akan muncul keuntungan untuk mempertimbangkan model teoritis kegagalan tekan untuk mendapatkan pemahaman lebih lanjut tentang mekanisme kegagalan yang terlibat.
KEGAGALAN TEKAN KOMPOSIT SERAT
• Hal ini jelas bahwa matriks memainkan peran penting dalam kegagalan tekan, sebagai serat kering tidak akan mendukung beban tekan. Salah satu perkembangan awal yang penting adalah model mekanik mikro kegagalan tekan oleh rosen, yang diasumsikan bahwa modus kegagalan adalah mikro tekuk serat dan tekuk itu ditentang oleh matriks. meskipun model ini akan ditemukan untuk lebih memprediksi kuat tekan komposit serat, itu adalah titik awal untuk pekerjaan tambahan banyak.
SEKIAN DAN TERIMA KASIH