Electronic Theses and Dissertation

Camshaft pada mesin pembakaran digunakan untuk mentransformasikan gerak katup masuk dan buang. Jika transformasi tidak berjalan sempurna, artinya camshaft akan mengalami kegagalan. Penelitian ini mengkaji penyebab kegagalan camshaft mobil MPV dengan uji kekerasan, komposisi kimia, pengamatan struktur mikro, SEM, dan numerik. Pengujian kekerasan dilakukan searah sumbu x dan y dengan nilai rata-rata 102,15 HRB dan 101,55 HRB. Pengujian komposisi kimia camshaft tergolong dalam kategori besi cor kelabu AISI F10012. Pada pengamatan struktur mikro material camshaft berkomposisi besi cor kelabu dengan adanya sedikit perlite dan graphite berbentuk serpihan memanjang yang bervariasi. Pada uji SEM camshaft mengalami kegagalan dengan ditemukannya cacat di permukaan poros yang menyebabkan perambatan retak. Metode numerik yang diterapkan adalah metode elemen hingga menggunakan software FEMAP untuk menganalisis K1 (faktor intensitas tegangan). Bagian yang dianalisis dilakukan pemberikan beban pada katup dan permukaan cacat. Pada beban di katup yang dianalisis adalah pada wilayah tegangan maksimum dan wilayah permukaan cacat dengan rata-rata nilai K1 masing-masing 40,1875 Mpa.m1/2 dan 20,0975 Mpa.m1/2, sedangkan beban pada permukaan cacat rata-rata nilai K1 115,2 Mpa.m1/2. Semua nilai tersebut memenuhi syarat terjadinya retakan bahwa nilai K1≥K1C (nilai ketangguhan retak) dari camshaft yaitu 20Mpa.m1/2.

The camshaft on the engine transforms the motion of the intake and exhaust valves. If the transformation does not go well, the camshaft will fail. This study determines the causes of MPV car camshaft failure by testing the hardness, chemical composition, microstructural observations, SEM, and numerical. The result of hardness testing in the x and y axes with average values are 102.15 HRB and 101.55 HRB. Testing the chemical composition of the camshaft is in the category of AISI F10012 gray cast iron. Microstructural characteristic of the camshaft material is gray cast iron with perlite and graphite in various elongated flakes. In the SEM test, the camshaft failed with defects found on the shaft surface which caused crack propagation. The applied numerical method is the finite element method using FEMAP software to analyze K1 (stress intensity factor). The part being analyzed is carried out by applying a load to the valve and the surface of the defect. The load on the valve being analyzed is in the maximum stress area and the defect surface area with an average K1 value of 40,1875 Mpa.m1/2 and 20,0975 Mpa.m1/2 respectively, while the load on the surface defects has an average K1 value 115,2 Mpa.m1/2. All of these values meet the requirements for the occurrence of cracks that the value of K1≥K1C (crack toughness value) of the camshaft is 20 Mpa.m1/2.