EXPERIMENTAL TESTS AND A NUMERICAL FINITE ELEMEN METHOD SIMULATION FOR MODE I FRACTURE OF INDONESIAN TIMBERS

Abstract

Konsep mekanika retak elastic linier menggunakan asumsi dasar bahwa semua energi regangan berpengaruh terhadap penjalaran retak. Pendekatan dengan metode ini menggunakan factor intensitas tegangan untuk mengontrol beban, pertumbuhan retak, dan geometri struktur. Kriteria kegagalan dimodelkan menjadi tiga mode, yaitu mode I, mode II, dan mode III. Uji eksperimental penting dilakukan untuk verifikasi hasil dari perhitungan analitis, pengujian memerlukan pemahaman yang baik terhadap instrumen. Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan penelitian eksperimental retak mode I material ortotropik untuk mendapatkan parameter faktor intensitas tegangan (K1) dan energi retak (G1), dan pemodelan metode numerik menggunakan metode elemen hingga menggunakan ADINATM. Benda uji material ortotropik yang digunakan berjumlah 48 sampel kayu Indonesia jenis daun lebar: nyatoh (palaquium spp.), mersawa (anisoptera spp.), dan durian (durio spp.). Penelitian ini menghasilkan persamaan faktor intensitas tegangan K1 = 123.SG1,32.θ-0,02 dan energi retak G1 = 1,22.SG1,25.θ-0,06, dalam hal ini SG adalah berat jenis kayu, dan θ adalah sudut terhadap arah pertumbuhan. Hasil dari simulasi numerik menggunakan ADINATM mengindikasikan bahwa simulasi prediksi penjalaran retak menggunakan metode elemen hingga nonlinier akurat dan valid (perbedaan relatik antara eksperimental dan simulasi sebesar 0,97%). Kurva berbentuk model linier berguna untuk mendapatkan mekanisme perkuatan material.