Electronic Theses and Dissertation

Camshaft merupakan poros yang memiliki tonjolan(cam) yang terletak di kepala silinder. Kegagalan terjadi pada camshaft mobil sedan yang mengalami patah di antara bagian katup masuk pada silinder kedua, umur pakainya masih tergolong baru yaitu 15 bulan. Maka, Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisis penyebab terjadinya kegagalan pada camshaf pada mobil sedan yang mengalami patah. Metode yang digunakan yaitu metode eksperimental dan metode elemen hingga. Pengujian eksperimental meliputi uji komposisi kimia, uji kekerasan, uji struktur mikro dan pengamatan permukaan patah dengan SEM. Hasil pengujian komposisi kimia menunjukkan bahwa camshaft ini tergolong dalam kategori besi cor kelabu ASTM 48 kelas 40, namun memiliki kandungan sulfur yang berlebih sehingga menimbulkan segregasi. Pengujian kekerasan menunjukkan nilai kekerasan pada kulit luar sebesar 89.9-92.7 HRB dan pada bagian dalam mempunyai nilai kekerasan sebesar 89.0-90.3 HRB. Nilai ini lebih rendah dari standar ASTM 48 kelas 40. Hasil pengujian struktur mikro ditemukan porositas pada camshaft. Software FEMAP digunakan untuk menganalisis tegangan dengan metode elemen hingga. Hasil analisis dengan metode elemen hingga menunjukkan nilai tegangan maksimum sebesar 382.2 MPa yang berada pada bagian camshaft yang mengalami patah. Perhitungan nilai faktor intensitas tengangan (K1) lebih besar dari nilai ketangguhan retak (K1c) sehingga menyebabkan camshaft mengalami perambatan retak. Patahnya camshaft juga dipengaruhi oleh kandungan sulfur yang berlebih dan ditemukan porositas didalamnya sehingga camshaft tidak dapat menerima tegangan.

Kata Kunci : Analisis Kegagalan, Metode Elemen Hingga, faktor intensitas tegangan, Camshaft

The camshaft is a shaft that has a protrusion (cam) located in the cylinder head. The failure occurred in the sedan car camshaft which had a fracture between the intake valves on the second cylinder, the service life was still relatively new, namely 15 months. So, the purpose of this study was to analyze the causes of the failure of the camshaft on a broken sedan. The method used is the experimental method and the finite element method. Experimental tests include chemical composition tests, hardness tests, microstructure tests, and observations of fracture surfaces using SEM. The results of chemical testing indicate that this camshaft belongs to the ASTM 48 class 40 gray cast iron category, but has an excessive sulfur content that causes segregation. Hardness testing shows that the outer shell has a hardness value of 89.9-92.7 HRB and on the inside, it has a hardness value of 89.0-90.3 HRB. This value is lower than the ASTM 48 class 40 standard. The results of microstructure testing found porosity in the camshaft. FEMAP software is used to analyze art by the finite element method. The results of the analysis using the finite element method showed a maximum stress value of 382.2 MPa which was in the part of the camshaft that was fractured. Calculation of the stress intensity factor (K1) is greater than the fracture toughness value (K1c) causing the camshaft to experience crack propagation. The fracture of the camshaft is also influenced by excessive sulfur content and porosity is found in it so that the camshaft cannot receive stress. Keywords: Failure Analysis, Finite Element Method, Stress intensity factor, Camshaft