Simulasi Numerik untuk Pertumbuhan Retakan pada Bahan Heterogen: Studi Kasus pada Bitumen Aspal

Authors

  • Sayahdin Alfat Universitas Halu Oleo
  • Sudirman Sudirman Universitas Halu Oleo

DOI:

https://doi.org/10.30595/jrst.v4i1.5938

Keywords:

Adaptive Finite Element Method, Phase Field, Pertumbuhan Retakan, Material Heterogen

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk menunjukkan perilaku pertumbuhan retakan pada perkerasan aspal menggunakan model Takaishi-Kimura dan mengetahui tingkat kerusakan oleh energi elastisitas dan permukaan. Penelitian ini, telah menggunakan persamaan pertumbuhan retakan yang dikembangkan oleh Takaishi dan Kimura. Penelitian ini menggunakan Adaptive Finite Element Method dan Phase Field Fase untuk mengamati perubahan elastisitas dan energi permukaan dan mengamati perilaku pertumbuhan retak. Penelitian ini telah menggunakan 3 jenis domain sebagai berikut; (1) Retakan yang berasal dari bitumen aspal ke agregat; (2) Retakan yang berasal dari agregat ke bitumen aspal; dan (3) Retakan pada material heterogen. Asumsi yang digunakan yaitu; (1) Material bersifat heterogen; (2) Material bersifat linear elastis; (3) Material bersifat isotropic, atau ð›¾(ð‘¥) = ð›¾; (4) Pada kondisi awal tidak terjadi deformasi atau ð‘¢0(ð‘¥) = 0; (5) Panjang retakan awal memenuhi persamaan: ð‘§0(ð‘¥) = ð‘§(0,ð‘¥) dan(6)ð‘“(ð‘¥,ð‘¡) = 0 atau diabaikan. Hasil penelitian menunjukkan ada pengaruh pertumbuhan retakan terhadap perubahan energi elastisitas dan permukaan pada material heterogen dan pola kelakuan retakan berbeda-beda setiap domain. Penelitian selanjutnya diharapkan melakukan penelitian mengenai factor-faktor penyebab retakan lainnya.

References

Alfat, S., & Asfar, S. (2017). Investigasi Numerik Pengaruh Sudut Geser Terhadap Energi Elastisitas dan Permukaan Menggunakan Adaptive Finite Element MEthod. Seminar Nasional Riset Kuantitatif Terapan 2017, April, 90–99. http://ojs.uho.ac.id/index.php/snrkt2017/article/view/3257/2500

Alfat, S., & Kimura, M. (2019). A Micromechanical simulation of Crack Propagation in Hetero- geneous Composite Solid. JSIAM Annual Meeting 2019, 2019(3), 3–4.

Alfat, S., Kimura, M., Firihu, M. Z., & Rahmat. (2018). Numerical investigation of shape domain effect to its elasticity and surface energy using adaptive finite element method. AIP Conference Proceedings. https://doi.org/10.1063/1.5038293

Antes, H. (2016). A Short Course on Boundary Element Methods Heinz Antes To cite this version : HAL Id : cel-01352830 A Short Course on Boundary Element Methods. https://cel.archives-ouvertes.fr/cel-01352830

Causon, D. M., & Mingham, C. G. (2010). Introductory Finite Difference Methods for PDEs. http://www.cs.man.ac.uk/~fumie/tmp/introductory-finite-difference-methods-for-pdes.pdf

Font, R., & Periago, F. (2013). The Finite Element Method with FreeFem ++ for beginners. The Electronic Journal of Mathematics Ans Technology.

Hecht, F. (2012). New development in freefem+. Journal of Numerical Mathematics. https://doi.org/10.1515/jnum-2012-0013

Kimura, M., Komura, H., Mimura, M., Miyoshi, H., Takaishi, T., & Ueyama, D. (2005). Adaptive mesh finite element method for pattern dynamics in reaction-diffusion systems. Proceedings of the Czech-Japanese Seminar in Applied Mathematics.

Luding, S. (2008). Introduction to discrete element methods: Basic of contact force models and how to perform the micro-macro transition to continuum theory. European Journal of Environmental and Civil Engineering. https://doi.org/10.1080/19648189.2008.9693050

Mashuri, & Patunrangi, J. (2011). Perubahan Karakteristik Mekanis Aspal yang Ditambahkan Sulfur sebagai Bahan Tambah. Jurnal Mektek, 13(2). https://media.neliti.com/media/publications/154646-ID-perubahan-karakteristik-mekanis-aspal-ya.pdf

Pfingsten, T., & Glien, K. (2006). Statistical analysis of slow crack growth experiments. Journal of the European Ceramic Society. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2005.08.004

Ritonga, W., & Irfandi, I. (2016). Pengaruh Karet Alam Siklik (Cyclic Natural Rubber) Terhadap Rongga Aspal Modifikasi. Jurnal Pendidikan Fisika Indonesia, 12(2), 169–176. https://doi.org/10.15294/jpfi.v12i2.4389

Salemi, M., & Wang, H. (2018). Image-aided random aggregate packing for computational modeling of asphalt concrete microstructure. Construction and Building Materials. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.05.139

Takaishi, T., & Kimura, M. (2010). Phase Field model of mode III-type crack evolution and its energy estimation. 21–25. http://www.kurims.kyoto-u.ac.jp/~kyodo/kokyuroku/contents/pdf/1719-04.pdf

Takeshi, T., & Kimura, M. (2009). Phase field model for mode III crack growth in two dimensional elasticity. Kybernetika.

Tanaka, H.; Aoki, Y.; Yamamoto, S. (1997). Evaluating Reliability: The Mechanism of Solder Cracking. In Technology. https://espec.com/images/uploads/files/TechReports/tech_rep_03.pdf

Tilbrook, M. T., Moon, R. J., & Hoffman, M. (2005). Curved crack propagation in homogeneous and graded materials. Fatigue and Fracture of Engineering Materials and Structures. https://doi.org/10.1111/j.1460-2695.2005.00927.x

Downloads

Published

2020-07-21

How to Cite

Alfat, S., & Sudirman, S. (2020). Simulasi Numerik untuk Pertumbuhan Retakan pada Bahan Heterogen: Studi Kasus pada Bitumen Aspal. JRST (Jurnal Riset Sains Dan Teknologi), 4(1), 25–33. https://doi.org/10.30595/jrst.v4i1.5938

Issue

Section

Articles