Electronic Theses and Dissertation

Poros bubungan merupakan komponen mesin yang memiliki fungsi sebagai pengatur interval buka dan tutup katup bahan bakar pada silinder. perpatahan telah terjadi pada poros bubungan mesin dengan sistem bukaan katup tipe sohc (single over head camshaft) setelah beroperasi selama 17 bulan. penelitian ini bertujuan untuk mengetahui penyebab terjadinya kegagalan poros bubungan tersebut secara eksperimen meliputi pengujian kekerasan penampang poros bubungan, pengecekan komposisi kimia material serta pengamatan permukaan patah dengan sem (scanning electro microscope). hasil yang diperoleh dari pengujian ekperimental digunakan untuk simulasi numerik metode elemen hingga. hasil pengujian komposisi kimia menunjukan poros bubungan terbuat dari besi cor kelabu sesuai standar astm a48. berdasarkan nilai kekerasan, poros bubungan memiliki sifat mekanik lebih lunak dari standar dimana nilai kekerasan standar 91 hrb sedangkan hasil pengujian berkisar 87,2-90,6 hrb. pengamatan permukaan patah menggunakan sem terlihat adanya cacat pengecoran dan juga terindikasi ada retakan awal yang disertai juga dengan perambatan retak. simulasi numerik dengan memberikan cacat awal pada model menghasilkan konsentrasi tegangan diarea patahan sebesar 248,9 mpa. tegangan ini lebih besar dari kekuatan tarik material sehingga mengakibatkan kegagalan poros bubungan. perhitungan faktor intensitas tegangan diujung retak (k1) lebih besar dari ketangguhan retak (k1c) material yang menjadi akibat perambatan retak. hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa kegagalan poros bubungan akibat terjadinya keausan dan juga cacat pengecoran sehingga terjadi konsentrasi tegangan yang melebihi batas aman material.

The camshaft is an engine component that has a function to control the interval of opening and closing the fuel valve in the cylinder. A fracture has occurred in the engine camshaft with a SOHC (Single Over Head Camshaft) type valve opening system after operating for 17 months. This study aims to analyze the cause of the failure of the camshaft experimentally including testing the hardness of the camshaft cross section, checking the chemical composition of the material and observing the fracture surface using SEM (Scanning Electro Microscope). The results obtained from the experimental test are used for numerical simulation of the finite element method. The results of the chemical composition test show that the camshaft is made of gray cast iron according to the ASTM A48 standard. Based on the hardness value, the camshaft has mechanical properties that are malleable than the standard where the standard hardness value is 91 HRB while the test results range from 87.2 to 90.6 HRB. Observation of the fracture surface using SEM showed that there were casting defects. It was also indicated that there were initial cracks and crack propagation. Numerical simulation by providing initial defects in the model resulted in a stress concentration in the fault area of 248.9 MPa. This stress is higher than the tensile strength of the material, so it causes camshaft failure. Calculation of the stress intensity factor (KI) at the crack tip is higher than the fracture toughness (KIc) of the material that causes crack propagation. The results of the study concluded that the failure of the camshaft was caused by wear and casting defects. So that there is a stress concentration that exceeds the strength of the material