CYCLIC LOADING
Ketika sebuah material metalik dikenakan beban berulang (cyclic), terjadi pula respon tegangan-regangan yang dihasilkan karena nya. Pada batas tegangan yang masih linear (dibawah nilai yield), kurva tegangan-regangan dapat kita harapkan berupa garis yang linear, baik saat diberikan tegangan tarik, pelepasan, dan juga tegangan tekan.
Namun, pada saat beban tarik atau tekan melebihi nilai dari yield, yang mana secara definisi material tidak akan kembali lagi ke bentuk semula (plastis); dapat kita harapkan pula kurva tegangan dan regangan yang tidak liniear, atau tidak melalui “jalur” yang didefinisikan pada pembaban sebelumnya.
Jalur-jalur tegangan-regangan yang berubah-ubah akibat regangan “sisa” dari pembebanan sebelumnya inilah yang kemudian membentuk sebuah bentuk loop yang dikenal juga dengan istilah hysteresis loop.
Berikut adalah ilustrasi dari pembentukan kurva hysteresis loop:
Dari kurva diatas, terlihat kurva sebelah kiri adalah pembebanan uniaxial misalkan dari alat uji di laboratorium, sedangkan kurva sebelah kanan adalah kurva tegangan-regangan yang terukur pada material.
Dapat dilihat bahwa beban input adalah berupa beban linear, yang dapat kita perhatikan dari A menuju B, terdapat deformasi plastis yang membuat kurva tegangan-regangan tidak linear. Kemudian, dari titik B ke C, dilakukan pelepasan beban, sehingga tegangan kembali turun, namun dengan nilai regangan pada titik yang baru. Kemudian siklus ini diulang dengan beban yang makin tinggi, dan menghasilkan kurva tegangan-regangan yang akan selalu berubah pula.
Berikut adalah contoh hysteresis loop pada sebuah material dengan hasil pengujian variasi beban.
kadangkala, perhitungan kurva ini sangatlah penting untuk geometri-geometri spesifik, misalkan beam atau struktur baja yang besar, sehingga kurva tegangan-regangan kadang kala lebih mudah digantikan dengan kurva load-deformation.
Salah satu metode yang paling umum digunakan untuk melakukan pengujian hysteresis looping pada cyclic load ini, terutama untuk geometri-geometri yang spesifik, selain menggunakan eksperimen tentunya, adalah menggunakan FInite Element Analysis (FEA), sehingga dapat meminimalisir biaya untuk fabrikasi benda uji atau waktu yang dibutuhkanya.
Berikut adalah salah satu contoh hasil simulasi FEA untuk simulasi hysteresis loop:
Karena melibatkan nonlinearitas yang tinggi, simulasi hysteresis loop ini hanya dapat dilakukan menggunakan software-software FEA non-linear, seperti misalkan MSC Nastran dengan Implicit nonlinear solvernya, atau MSC Marc yang memang didedikasikan secara khusus untuk aplikasi struktur non-linear.
Author: Caesar Wiratama
SIMAK STEP-BY-STEP ANALISIS HYSTERESIS LOOP BERIKUT INI
