Studi ini menganalisis pengaruh variasi waktu penuaan terhadap sifat kelelahan pada aloi aluminium AA6061 menggunakan simulasi siklus tegangan-rencana dan metode elemen hingga. Hasilnya menunjukkan peningkatan parameter kelelahan hingga kelelahan siklus tinggi setelah penuaan 3 jam, diikuti kenaikan 48,7% dan penurunan 18,5% kekuatan kelelahan. Validasi mengkonfirmasi pola yang sama meski ad

1. “International Conference and Exhibition on Sustainable Energy and Advanced Materials (ICE-SEAM 2019)”
Study of the difference in aging time of T6 temper
on the fatigue behavior of aluminum alloy 6061-T4
Authors:
I.M.W. Ekaputra 1
dan Freddy S. R. Taebenu2
1
Sanata Dharma University, Mrican, Tromol Pos 29, Yogyakarta 55002, Indonesia
2
Sanata Dharma University, Mrican, Tromol Pos 29, Yogyakarta 55002, Indonesia
Surakarta, October 16th
2020

2. I Made Wicaksana E./ Sanata Dharma University 2
Contents
1. Introduction
2. Experimental and data analysis
3. Results and discussion
4. Conclusions

3. I Made Wicaksana E./ Sanata Dharma University 3
I. Introduction
AA6061
• Aluminium umum digunakan sebagai
komponen pembuatan rangka, kulit,
dan engine pesawat terbang. Dalam
otomotif digunakan sebagai bumper
bodi dan rangka mobil
• Penggunaan dari aluminium
dikarenakan keunggulan dalam rasio
kekuatan – beban dan sifat tahan korosi
serta biaya rendah
• Perbandingan dari segi kekuatan dan
rentan terhadap kegagalan lelah dalam
periode yang lama

4. I Made Wicaksana E./ Sanata Dharma University 4
Fatigue phenomenon
• Inisiasi retak, dimana celah kecil terbentuk
pada beberapa titik konsentrasi tegangan
tinggi
• Perambatan retak, dimana retak meningkat
mengikuti tiap siklus tegangan
• Kegagalan akhir, terjadi sangat cepat setelah
retakan meningkat hingga ukuran kritis

5. I Made Wicaksana E./ Sanata Dharma University 5
S-N Curve
• Fatigue properties can be
represented by the S-N curve
• Fatigue resistance can have a
significant difference in terms of
number of cycle to failure due to
Variation on material
• Dalam tinjauan terhadap kurva S-N
terdapat tiga parameter yang
diperhatikan yaitu batas lelah,
kekuatan lelah, dan umur lelah

6. I Made Wicaksana E./ Sanata Dharma University 6
Probabilistic method
• Life data prediction method : Siklus stress-strain (Bauschinger effect, Massing’s
hypothesis, dan Curve fit)
• Simulation prediction method : Finite element analysis

7. I Made Wicaksana E./ Sanata Dharma University 7
II.Experimental and Data
Analysis fatigue simulation specimen
MPa MPa MPa
Normalisingbahanke-2 3,232173089 4935,1029 46,1758739 149,248417
Normalisingbahanke-3 2,125269316 2305,76334 48,16359048 102,360601
Artificialaging3jam 1,21886545 3086,4006 217,19079 264,72635
Artificialaging5jam 1,236839055 2003,603 177,665398 219,743503
Artificialaging7jam 1,138034304 2712,8533 175,30806 199,506586
TeganganLuluh
Tegangan
Maksimum
ASTMAl6061
ModulusYoung
RatioStrain
Hardening
Mpa mm mm±0,1 mm/mm
82,6760824 3 6 0,5 0,693147181 1
66,1071053 6,2 8,9 0,303370787 0,361501985 0,677500524
204,103343 6,6 8,9 0,258426966 0,298981628 0,918272021
162,337746 6,5 9 0,277777778 0,3254224 0,952039125
111,065649 6 9 0,333333333 0,405465108 0,900797385
TeganganPatah Amplitudo
Tegangan
Diameter
Patah
Diameter
Awal ReductionArea
Renggangan
Patah

8. I Made Wicaksana E./ Sanata Dharma University 8
Testing condition
Properties Value
Volume 40448 mm^3
Mass 1,0921e-013 kg
Nodes 34204
Elements 22441
Magnitude 5000 N
Ratio loading 0
Analysis type Strain life
• Kondisi simulasi spesimen menggunakan
basic aplikasi ANSYS dengan basic
program statis struktur untuk analisis FEA
• Dasar analisis menggunakan pengujian
eksperimental dari uji tarik
• Hasil analisis kemudian dibandingkan
dengan hasil dari tinjauan terhadap
referensi
• All experiments were performed according
standart dan penelitian terdahulu

9. I Made Wicaksana E./ Sanata Dharma University 9
Flow chart of fatigue testing procedures using FEA method
Step 1
Input data uji tarik
[Pengelompokan data]
Step 2
Simulasi FEA
Pembuatan CAD
spesimen
[SolidWork]
Pembuatan grid dan
penyesuaian data
engineering
Step 3
Koreksi hasil simulasi
No
Yes
Pendekatan lebih lanjut
melalui curve fit
Analisis ulang
berdasarkan metode yang
digunakan
Repeat Repeat
Step 4
Kecocokan dan tingkat eror dari hasil simulasi yang dihasilkan dianggap wajar dan
memenuhi siklus kegagalan lelah yang diharapkan yaitu high cycle fatigue > 10^6
Determination of fatigue
properties :

10. I Made Wicaksana E./ Sanata Dharma University 10
III. Results and Discussion

11. I Made Wicaksana E./ Sanata Dharma University 11
Fatigue fractured specimens

12. I Made Wicaksana E./ Sanata Dharma University 12
Validation of fatigue simulation
The design of fatigue strength-life
Kondisi
Design of fatigue life
(Cycle)
Design of fatigue strength
(MPa)
Normalising ref - -
Normalising 1847,589246 32,8
Aging 3 jam 1967,03093 262,7
Aging 5 jam 22322,09475 147,2
Aging 7 jam 5677,891682 163,6
Kondisi
Design of fatigue life
(Cycle)
Design of fatigue
strength (MPa)
Normalising ref 25048329,59 84,9
Normalising 349944,02 30,7
Aging 3 jam 1,1029E+298 79,4
Aging 5 jam 4,12279E+21 65,9
Aging 7 jam 1,41822E+26 59,9

13. I Made Wicaksana E./ Sanata Dharma University 13
IV. Conclusions
In this study, the fatigue simulation by the cyclic stress-strain and
finite elemen method was performed on structur material at aircraft dan
automotive made of AA6061, and the experimental results was predicted
for the key findings can be drawn as:
1. Perhitungan properti kelelahan menggunakan metode siklus stress-strain berhasil
menunjukan adanya peningkatan parameter kelelahan terhadap variasi waktu penuaan
mencapai kelelahan siklus tinggi >107
2. Pada estimasi kekuatan kelelahan melalui simulasi menghasil peningkatan sebesar
48,7% kemudian menurun sebesar 18,5%
3. Berdasarkan visualisasi hasil simulasi terdapat ketidakcocokan dengan referensi
namun perilaku kelelahan sebanding dalam validasi hasil yaitu peningkatan dan
penurunan secara berturut-turut 3, 5, 7 jam

14. I Made Wicaksana E./ Sanata Dharma University 14