BAB I PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang Uji Tarik merupakan salah satu pengujian untuk mengetahui sifat – sifat sifat suatu bahan. Dengan menarik suatu bahan kita akan segera mengetahui bagaimana bahan tersebut berekasi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material itu bertambah panjang. Banyak hal yang dapat kita pelajari dari hasil uji tarik, bila kita terus menarik suatu bahan suatu logam sampai putus kita akan mendapatkan profil tarikan yang lengkap l engkap yang berupa kurva. Kurva ini menunjukan hubungan antara gaya tarikan dengan perubahan panjang. Dengan menarik suatu bahan kita kita akan segera mengetahui mengetahui bagaimana bahan tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material itu bertambah panjang. p anjang. Alat eksperimen untuk uji tarik ini harus memiliki cengkeraman ( grip ) yang kuat dan kekakuan yang tinggi ( highly stiff ). ). Suatu logam mempunyai sifat – sifat sifat tertentu yang dibedakan atas sifat fisik, mekanik, thermal dan korosif. Salah satu yang penting dari sifat tersebut adalah sifat mekanik. Sifat mekanik terdiri dari keuletan, kekerasan, kekuatan dan ketangguhan. Sifat mekanik merupakan salah satu acuan untuk melakukan proses selanjutnya terhadap suatu material yang selanjutnya dibentuk dan dilakukan proses permesinan. Dalam pembuatan suatu konstruksi diperlukan materila dengan spesifikasi dan sifat – sifat yang khusus pada setiap bagiannya. Diperlukan materila yang kuat untuk menerima beban diatasnya, material juga harus elastis agar pada saat terjadi pembebanan standart atau berlebih tidak patah. Meskipun dalam proses pembuatan telah diprediksi sifat mekanik dari logam, kita perlu benar – benar benar mengetahui nilai mutlak dan akurat dari sifat mekanik logam tersebut. Pengujian dimaksudkan agar kita dapat mengetahui besar sifat mekanik dari material, sehingga dapat dilihat kelebihan dan kekurangannya. Pengujian tarik ini dilakukan untuk mengetahui sifat – sifat mekanis suatu material, khususnya logam diantara sifat
– sifat mekanis yang dapat diketahui dari hasil
pengujian tarik adalah sebagai berikut : 1. Kekuatan tarik 2. Kuat luluh dari material
3. Keuletan dari material 4. Modulus elastic dari material 5. Kelentingan dari suatu material 6. Ketangguhan. Pengujian tarik banyak dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan. Karena dengan pengujian tarik dapat diukur ketahanan suatu material terhadap gaya statis yang diberikan secara perlahan. Pengujian tarik ini merupakan salah satu pengujian yang penting untuk dilakukan, karena dengan pengujian ini dapat memberikan berbagai informasi mengenai sifat – sifat sifat logam.
B. PERUMUSAN MASALAH Dengan mempelajari uji tarik maka dapat dirumuskan beberapa masalah antara lain : 1. Pengaruh atau respon material terhadap pembebanan ? 2. Pengujian tarik suatu benda uji akan menghasilkan suatu diagram tarik ?
C. BATASAN MASALAH Karena banyak macam dan uji tarik yang yang ada, maka masalah dibatasin pada : 1. Mempelajari kurva diagram uji tarik dari benda uji. 2. Menetukan beberapa sifat mekanik benda uji. 3. Mengamati fenomena – fenomena fenomena fisik yang terjadi selama penarikan.
D. MANFAAT Praktikum ini diharapkan mempunyai manfaat kepada mahasiswa antara lain : 1. Mengetahui fungsi secara umum seperti bagian – bagian pada alat uji tarik dan cara penggunaannya. 2. Mengetahui dan menjelaskan kurva diagram diagram uji tarik terhadap terhadap pengujian tarik suatu benda uji.
E. TUJUAN Praktikum ini mempunyai tujuan kepada mahasiswa antara lain : 1. Mahasiswa mampu mengaplikasikan teori dalam praktek. 2. Mahasiswa mampu memahami cara melakukan pengujian tarik dan mengerti karakteristik pengujian yang terjadi. 3. Mahasiswa mampu melakukan analisa data terhadap pengujian tarik dengan membaca kurva diagram tarik.
F. SISTEMATIKA PENULISAN 1. BAB I PENDAHULUAN Dalam bab ini terdapat penjelasan mengenai latar belakang penulisan makalah, rumusan masalah, batasan masalah , manfaat , tujuan dan sistematika penulisan makalah itu sendiri. 2. BAB II LANDASAN TEORI Dalam bab ini terdapat teori – teori yang mendukung dalam pembahasan materi makalah jurnal sehingga menunjang pemahaman dan penyelesaian praktikum dengan baik. 3. BAB III JURNAL PRAKTIKUM Pada bab ini akan dibahas mengenai jurnal praktikum dan langkah percobaan sehingga dapat menjawab perumusan masalah yang dibuat.
– langkah
4. BAB IV ANALISA HASIL DAN PEMBAHASAN SOAL Pada bab ini dibahas mengenai jawaban pertanyaan dari jurnal praktikum 5. BAB V PENUTUP Pada bab ini menyimpulkan permasalahan dalam jurnal praktikum yang dilakukan dan memberikan saran pengembangan kedepan dalam melakukan me lakukan praktikum. 6. DAFTAR PUSTAKA Memberi referensi penulisan untuk pengembangan yang lebih baik dan memberi penunjang untuk melakukan referensi yang lain.
BAB II LANDASAN TEORI
A. Teori Dasar Hukum Hooke ( Hooke's Law)
Hampir semua logam, pada tahap sangat awal dari uji tarik, hubungan antara beban atau gaya yang diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang bahan tersebut. Ini disebut daerah linier atau linear zone. Di daerah ini, kurva pertambahan panjang vs beban mengikuti aturan Hooke yaitu rasio tegangan (stress) dan regangan (strain) adalah konstan. “ Stress adalah beban dibagi luas penampang bahan”
strain adalah pertambahan panjang dibagi panjang awal bahan” “
Dirumuskan:
Stress (Tegangan Mekanis):
Dimana : F = gaya tarikan A = luas penampang
Strain (Regangan):
Dimana :
ΔL = Pertambahan panjang L = Panjang awal Maka, hubungan antara stress dan strain dirumuskan:
atau
Dimana : E
= Modulus elastisitas yang merupakan konstanta bahan
= Regangan
= Tegangan
L
= Pertambahan panjang material
Lo
= Panjang mula – mula material
F
= Beban tarik
Ao
= Luas penampang material
Untuk menghitung tegangan (
dan Regangan ( digunakan rumus :
dan
x 100%
Dimana : F
= Gaya Total ( Newton )
A0
= Luas Penampang awal (m² )
L0
= Panjang Mula – mula ( m )
Untuk reduksi penampang dapat dihitung dengan menggunakan :
Dimana : Q
= Reduksi Penampang dalam persen
Ao
= Luas Penampang awal
Af
= Luas penampang
Kurva yang menyatakan hubungan antara strain dan stress seperti ini sering disingkat dengan kurva SS (SS curve). kurva standar ketika melakukan eksperimen uji tarik. E adalah gradien kurva dalam
daerah linier, di mana perbandingan tegangan (σ) dan regangan (ε) selalu tetap. E diberi nama "Modulus Elastisitas" atau " Modulus Young" .
Gambar 2.1. Kurva Pertambahan Panjang.
B. Dasar Pengujian Logam Uji tarik adalah suatu metode yang digunakan untuk menguji kekuatan suatu bahan/ material dengan cara
memberikan beban gaya. Hasil yang didapatkan dari
pengujian tarik sangat penting untuk rekayasa teknik dan desain produk karena menghasilkan data kekuatan material. Pengujian uji tarik digunakan untuk mengukur ketahanan suatu material terhadap gaya statis yang diberikan secara lambat.
Gambar 2.2. Mesin Uji Tarik.
Pengujian tarik adalah dasar dari pengujian mekanik yang dipergunakan pada material. Dimana spesimen uji yang telah distandarisasi, dilakukan pembebanan uniaxial sehingga spesimen uji mengalami peregangan dan bertambah panjang hingga akhirnya patah. Pengujian tarik relatif sederhana, murah dan sangat terstandarisasi dibanding pengujian lain. Hal
– hal yang perlu diperhatikan agar pengujian
menghasilkan nilai valid adalah bentuk dan dimensi spesimen uji, pemilihan grips dll.
Beban tarikan adalah apabila pada suatu benda bekerja beberapa gaya yang arah garis kerja gaya berlawanan ( bertolak belakang ). Besarnya gaya tarik yang dapat ditahan batang bahan uji dengan ukuran dan penampang tertentu, dapat ditentukan dengan cara membebani batang tersebut dengan tarikan yang semakin tinggi dan mengukur besarnya gaya maksimum yang dapat ditahan oleh batang sebelum putus dan patah .
P
P
Gambar. 2.3. Kerja gaya tarik terhadap batang uji.
Apabila setap mm² penampang dari bahan menerima/ menahan beban yang sama besar sebelum bahan uji tarik putus, maka harga ini disebut kekuatan tarik.
C. Grip and Face Selection Face dan grip adalah faktor penting.dengan pemilihan setting yang tidak tepat, spesimen uji akan terjadi slip atau bahkan pecah dalam daerah grip ( jaw break ). Ini akan menghasilkan hasil yang tidak valid. Face harus selalu tertutupi diseluruh permukaan yang kontak dengan grip. Agar spesimen uji tidak bergesekan langsung dengan face. Beban yang diberikan pada bahan yang diuji ditransmisikan pada pegangan bahan yang diuji. Dimensi dan ukuran pada benda uji disesuaikan dengan standar baku pengujian. Spesimen uji harus memenuhi standar dan spesifikasi dari ASTM E8 atau D638. Bentuk dari spesimen penting karena kita harus menghindari terjadinya patah atau retak pada daerah grip atau yang lainnya. Jadi standarisasi dari bentuk spesimen uji dimaksudkan agar retak dan patahan terjadi didaerah gage length
D. Konsep Dasar Tegangan dan Regangan Proses pembentukan secara metalurgi merupakan proses deformasi plastis. Deformasi plastis artinya adalah apabila bahan mengalami pembebanan sewaktu
terjadinnya proses pembentukan dimana setelah beban dilepaskan maka diharapkan pelat tidak kembali kekeadaan semula. Bahan yang mengalami proses embentukan ini mengalami peregangan atau penyusutan. Terbentuknya bahan inilah yang dikatakan sebagai deformasi plastis. Kondisi proses pembentukan dengan deformasi plastis ini mendekatkan teori pembentukan dengan teori plastisitas. Teori plastisitas membahas prilaku bahan pada regangan dimana pada kondisi tersebut hukum hook tidak berlaku lagi. Aspek – aspek deformasi plastis membuat formulasi matematis teori plastisitas lebih sulit dari pada perilaku benda pada elastis. Pada hasil uji tarik sebuah benda uji menunjukan grafik tegangan regangan yang terbentuk terdiri dari komponen elastis yang ditunjukan pada garis linier dan kondisi plastis ditunjukan pada garis parabola sampai mendekati putus. Deformasi elastis tergantung dari keadaan awal dan akhir tegangan serta regangan – regangan plastis tergantung dari jalannya pembebanan yang menyebabkan tercapainnya keadaan akhir. Gejalan pengerasan regang ( strain hardening ) sewaktu pelat mengalami proses pembentukan sulit diteliti dengan pendekatan teori plastisitas ini.
Gambar.2.4. Kurva Tegangan dan Regangan
Teori plastisitas telah menjadi salah satu bidang mekanika kontinum yang paling berkembang, dam suatu kemajuan untuk mengembangkan suatu teori dalam rekayasa yang penting. Analisis regangan plastis diperlukan dalam menangani proses
pembentukan logam. Teori plastisitas ini didasari atas pengujian tarik, dimana pengujian tarik ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik dari suatu bahan.
Gambar 2.5. Benda Yang Diberi Gaya Tarik
Prinsip dasar pengujian tarik yang dilakukan ini adalah dengan melakukan penarikan terhadap suatu bahan sampai bahan tersebut putus/ patah. Gaya tarik yang dikenakan pada spesimen benda uji sejajar dengan garis sumbu spesimen ( bahan uji ) dan tegak lurus terhadap penampang spesimen yang sudah ditentukan menurut BS, ISO, ASTM dan sebagainnya. Pengujian tarik merupakan pengujian terpenting dalam pengujian statis, secara skematis hasil pengujian tarik untuk logam diperlihatkan dibawah ini :
Gambar 2.6. Dimensi Spesimen Uji Tarik ( JIS Z2201 ).
E. Modulus Elastisitas Modulus
Elastisitas
adalah
ukuran
kekuatan
suatu
bahan
akan
ke
elastisitasnya. Makin besar modulus, makin kecil regangan elastik yang dihasilkan akibat pemeberian tegangan Modulus elastisitas ditentukan oleh gaya ikat antar atom,
karena gaya – gaya ini tidak dapat dirubah tanpa terjadi perubahan mendasar pada sifat bahannya. Sehingga modulus elastisitas salah satu sifat – sifat mekanik yang tidak dapat diubah. Sifat ini hanya sedikit berubah oleh adannya penambahan panduan, perlakuan panas, atau pengerjaan dingin. Modulus elastic dapat ditulis Mo =
Dimana :
Tabel.2.1. Harga modulus elastisitas pada berbagai suhu. Modulus Elastisitas, psi x Bahan
Suhu
400º F
800º F
1000º F
1200º F
Kamar Baja Karbon
30.0
27.0
22.5
19.5
18.0
karat 28.0
25.5
23.0
22.5
21.0
Paduan titanium
16.5
14.0
10.7
10.1
Paduan aluminium
10.5
9.5
7.8
Baja
tahan
austenit
Gambar. 2.7. Kurva Uji Tarik Tegangan dan Regangan
Apabila deformasi terjadi memanjang, terjadi pula deformasi penyusutan yang melintang. Kalau regangan melintang ( lateral strain ) r perbandingannya dengan e ( linier strain ) disebut juga perbandingan Poisson, dinyatakan dengan
Modulus elastik Bulk ( K ) jika
maka K = yang artinya dalam deformasi
elastik volume mengembang. Dalam hal geseran, regangan mempunyai hubungan dengan tegangan geser T yaitu : T = Gx, G disebut sebagai modulus geser ( modulus of rigidity ). Jika dilihat dari gambar grafik tegangan dan regangan memperlihatkan bahwa sesudah garis linier muncul daerah luluh dan selanjutnya garis membentuk lengkungan sampai putus. Garis melengkung inilah merupakan fungsi dari modulus elastisitas Bulk yang digunakan pada prinsip pembentukan.
Gambar . 2.8. Kurva Tegangan dan Regangan Di Daerah Elastik
F. Detail Profil Uji Tarik dan Sifat Mekanik Logam Untuk keperluan kebanyakan analisa teknik, data yang didapatkan dari uji tarik dapat digeneralisasi seperti pada gambar.
Gambar 2.9. Kurva Hasil Uji Tarik
Asumsi bahwa kita melakukan uji tarik mulai dari titik O sampai D sesuai dengan arah panah dalam gambar.
Batas elastisitas . Dalam gambar dinyatakan dengan titik A. Bila sebuah bahan diberi beban sampai pada titik A, kemudian bebannya dihilangkan, maka bahan tersebut akan kembali ke kondisi semula (tepatnya hampir kembali ke kondisi semula )
yaitu regangan “nol”
pada titik O .Tetapi bila beban ditarik sampai melewati titik A, hukum Hooke tidak lagi berlaku dan terdapat perubahan permanen dari bahan. Terdapat konvensi batas regangan permamen ( permanent strain) sehingga masih disebut perubahan elastis yaitu kurang dari 0.03%, tetapi sebagian referensi menyebutkan 0.005% . Tidak ada standarisasi yang universal mengenai nilai ini.
Batas proporsional Titik sampai di mana penerapan hukum Hook masih bisa ditolerir. Tidak ada standarisasi tentang nilai ini. Dalam praktek, biasanya batas proporsional sama dengan batas elastis.
Deformasi plastis ( plastis deformation )
Yaitu perubahan bentuk yang tidak kembali ke keadaan semula. Pada gambar diatas yaitu bila bahan ditarik sampai melewati batas proporsional dan mencapai daerah landing .
Tegangan luluh atas ( upper yield stress ). Tegangan maksimum sebelum bahan memasuki fase daerah landing peralihan deformasi elastis ke plastis.
Tegangan luluh bawah ) Tegangan rata-rata daerah landing sebelum benar-benar memasuki fase deformasi plastis. Bila hanya disebutkan tegangan luluh ( yield stress), maka yang dimaksud adalah tegangan ini.
Regangan luluh yield strain ) Regangan permanen saat bahan akan memasuki fase deformasi plastis
Regangan elastis
Regangan yang diakibatkan perubahan elastis bahan. Pada saat beban dilepaskan regangan ini akan kembali ke posisi semula.
Regangan plastis Regangan yang diakibatkan perubahan plastis. Pada saat beban dilepaskan regangan ini tetap tinggal sebagai perubahan permanen bahan.
Regangan total ( total strain ) Merupakan gabungan regang an
plastis dan regangan elastis, ε T = εe+ε p. Perhatikan
beban dengan arah OABE. Pada titik B, regangan yang ada adalah regangan total. Ketika beban dilepaskan, posisi regangan ada pada titik E dan besar regangan yang tinggal (OE) adalah regangan plastis.
Tegangan tarik maksimum ( ultimate tensile strength )
Pada gambar ditunjukkan dengan titik C (σ β), merupakan besar tegangan maksimum yang didapatkan dalam uji tarik.
Kekuatan patah ( breaking strength ) Pada gambar ditunjukkan dengan titik D, merupakan besar tegangan di mana bahan yang diuji putus atau patah.
Tegangan luluh pada data tanpa batas jelas antara perubahan elastis dan plastis Untuk hasil uji tarik yang tidak memiliki daerah linier dan landing yang jelas, tegangan luluh biasanya didefinisikan sebagai tegangan yang menghasilkan regangan permanen sebesar 0.2%, regangan ini disebut offset-strain.
Gambar 2.10. Penentuan Tegangan Luluh ( yield stress )Untuk Kurva Daerah Linier
satuan SI untuk tegangan (stress) adalah Pa (Pascal, N/m2) dan strain adalah besaran tanpa satuan.
Kelenturan (ductility) Merupakan sifat mekanik bahan yang menunjukkan derajat deformasi plastis yang terjadi sebelum suatu bahan putus atau gagal pada uji tarik. Bahan disebut lentur (ductile) bila regangan plastis yang terjadi sebelum putus lebih dari 5%, bila kurang dari itu suatu bahan disebut getas (brittle).
Derajat kelentingan ( resilience ) Derajat kelentingan didefinisikan sebagai kapasitas suatu bahan menyerap energi dalam fase perubahan elastis. Sering disebut dengan Modulus Kelentingan (Modulus of Resilience), dengan satuan strain energy per unit volume (Joule/m3atau Pa).
Derajat ketanguhan ( toughness ) Kapasitas suatu bahan menyerap energi dalam fase plastis sampai bahan tersebut putus. Sering disebut dengan Modulus Ketangguhan (modulus of toughness). Dalam gambar 2.6., modulus ketangguhan sama dengan luas daerah dibawah kurva OABCD. Ketangguhan ( So) adalah perbandingan antara kekuatan dan keuletan .persamaan sebagai berikut :
Atau
Dimana :
Pengerasan regang ( strain hardening ). Sifat kebanyakan logam yang ditandai dengan naiknya nilai tegangan berbanding regangan setelah memasuki fase plastis.
Tegangan sejati, regangan sejati ( true stress, true strain ) Untuk itu dipakai definisi tegangan dan regangan sejati, yaitu tegangan dan regangan berdasarkan luas penampang bahan secara real time.
Gambar.2.11. Regangan Sejati
Regangan sejati didefinisikan sebagai pertambahan panjang dL dibagi panjang bahan L.
= ∫
= ln ( 1 +
)
= ln ( 1 +
)
=ln = ln
Tegangan sejati
= = Volume konstan AL =
=
G. Mesin Uji Tarik Dilihat dari cara pemberian beban atau gaya tarik pada batang uji maka mesin uji dapat dibedakan menjadi 2 ( dua ) yaitu : 1. Mesin uji tarik mekanik 2. Mesin uji tarik hidrolik Mesin uji tarik mekanik, pemberian gaya tarik diperoleh melalui sistem mekanik roda
– roda gigi yang digerakan dengan tangan ataupun dengan motor listrik. Kapasitas mesin uji tarik mekanik ini biasanya realtif rendah dibandingkan dengan mesin hidrolik.
Gambar 2.12 Mesin uji tarik mekanik Mesin uji tarik hidrolik, gaya tarik dihasilkan oleh tekanan minyak didalam silindernya. Kapasitas mesin hidrolik relatif besar dan biasannya mesin ini universal sehingga dapat digunakan untuk melaksanakan beberapa macam pengujian diantarannya :
Pengujian tarik
Pengujian tekan
Pengujian geser
Pengujian lengkung
Gambar 2.13 Mesin Uji tarik hidrolik
H. Bentuk dan Ukuran Batang Uji. Bentu dan ukuran batang uji sudah dinormalisasikan dengan kata lain mengikuti standart – standart tertentu. Dilihat dari bentuk dapat digolongkan menjadi 2 ( dua ) yaitu : 1. Batang uji proporsional Yang dimaksud dengan batang uji proporsional adalah panjang batang uji ditentukan dengan menggunakan rumus :
Lo = k √Ao Dimana : Lo
= Panjang batang uji
K
= Konstanta
Ao
= Luas penampang batang uji
Konstanta ( k ) untuk baja dan baja tuang adalah 5.65 untuk logam bukan besi adalah 11.3 dan besi tuang mampu tempa adalah 3.39
a. Batang uji sistem Dp Untuk batang uji dengan penampang bulat diberlakukan juga sistem Dp yaitu perbandingan antara diameter dan batang uji sesuai dengan standar indonesia
( SNI ), sitem Dp yang dipakai adalah Dp 10, Dp 5 dan Dp 3, Dp 10 artinya bahwa panjang batang uji ( Lo ) adalah 10 x Diameter. Ukuran ini juga adalah pendekatan dari konstanta k = 11.3, DP 5 artinya bahwa panjang batang uji ( Lo ) 5 x Diameter. Ukuran ini juga adalah pendekatan dari konstanta k = 5.65 dan Dp 3 artinya bahwa panjang batang uji ( Lo ) 3 x Diameter atau pendekatand ari konstantan k = 3.39
Gambar 2.14 Dimensi ukuran batang uji proporsional
Tabel 2.2. Standart ukuran batang uji untuk kepala rata/ lurus d
r
Batang uji dp 5
D ( min )
h ( min )
m
n
6
8
25
3
2.5
3
30
36
8
10
30
4
3
4
40
48
10
12
35
5
3
5
50
60
12
15
40
6
4
6
60
14
17
45
7
4.5
7
16
20
50
8
5.5
18
22
55
9
6
20
24
60
10
25
30
70
12.5
Lo
Batang uji dp 10
Lo + 2m Lt. Min
Lo
Lo+2m
Lt ( min )
91
60
66
121
114
80
80
154
136
100
110
186
72
160
120
132
220
70
84
183
140
154
255
8
80
96
207
160
176
280
8
90
108
230
180
198
320
6
10
100
120
252
200
220
352
7
12.5
125
150
305
260
275
439
Tabel 2.3. Standart ukuran batang uji dengan kepala bertingkat Batang uji dp 5
d
d1
D min
g min
h min
m
n
r
6
7.5
11
6
11
3
2
3
30
36
Lo
Lo + 2m Lt. Min 71
Batang uji dp 10 Lo 60
Lo+2m Lt ( min ) 66
104
8
10
14
8
13
4
3
4
40
48
96
80
88
136
10
12
18
10
15
5
3
5
50
60
116
100
110
166
12
14.5
21
12
17
6
4
6
60
72
138
120
132
198
14
17
25
14
19
7
4.5
7
70
84
159
140
154
229
16
19
28
16
21
8
5
8
80
96
180
160
176
260
18
22
31
18
23
9
6
8
90
108
202
180
198
292
20
24
35
20
25
10
6
10
100
120
222
200
220
322
25
30
44
25
30
12.5
7.5
12.5
125
150
275
260
275
400
2. Batang uji non proporsional Batang uji non proporsional adalah batang uji yang tidak mengikutirumus Lo=
k√Ao. Namun demikian masih tetap mempunyai ketentuan – ketentuan ukuran tertentu untuk mendapatkan hasil yang lebih baik. Batang uji non proporsional ini biasannya digunakan apabila menguji bahan – bahan :
Kawat
Plat yang tipis ( pipih )
Besi tuang
Gambar 2.15 Dimensi ukuran batang uji non proporsional
I. Pengukuran Batang Uji Setelah Putus Penentuan panjang ukur setelah putus dapat ditentukan dengan cara menyambungkan kedua patahn batang uji yang sudah diuji. Dan mengukurnya pada batas panjang ukur asal ( Lo ) yang sudah diberi tanda sebelum batang uji di uji pada mesin.
Apabila batang uji putus sekitar pertengahan panjang ukur batang uji atau tidak kuang dari 1/3 panjang ukur batang uji dengan Dp 5 dan 1/5 panjang ukur untuk batang uji Dp 10, maka panjang ukur dapat diukur langsung dari titik ujung yang satu ke titik ujung yang lainnya. Jika batang uji putus kurang dari 1/3 bagian dari batang ukur untuk batang uji Dp 5 dan 1/3 bagian panjang ukur untuk batang uji Dp 10, maka penentuan panjang ukur setelah batang uji putus dilakukan dengan cara sebagai berikut :
Hubungkan kedua patahan batang uji putus
Tanda terdekat dengan bidang putus di beri tanda 0
Beri tanda 1.2 dan seterusnya pada bagian patahan yang terpendek sampai pada titik ujung panjang ukur.
Pada bagian patahan yang panjang beri tanda 1,2,3 dan seterusnya. Sampai setengah dari jumlah pembagian semula, yakni sampai pada 5 untuk 10 pembagian dan sampai 10 untuk 20 pembagian.
Gambar 2.16. Dimensi perubahan benda uji tarik tegangan
BAB III JURNAL PRAKTIKUM
A. Maksud dan Tujuan 1. Mahasiswa mampu melakukan uji tarik dengan alat uji tarik 2. Mahasiswa mampu mengamati fenomena fisik yang terjadi selama penarikan. 3. Mahasiswa mampu membaca kurva uji tarik dari benda uji.
B. Alat dan Bahan 1. Mistar sorong 2. Benda uji tarik 3. Mesin uji tarik 4. Kertas grafik 5. Spidol
C. Langkah – Langkah Pengujian 1. Jepitlah batang uji pada kedua rahang penjepit, dan usahakan bahwa batang uji satu sumbu dengan batang penarik. 2. Atur jarum penunjuk beban pada posisi nol, dengan cara melonggarkan atau mengencangkan mur sensor beban yang terdapat pada batang penghubung jarum dengan beban. 3. Posisikan skala pengukuran disesuaikan dengan berat bandul ( dalam percobaan menggunakan 10 kg f ). 4. Pasang bandul pemberat disesuaikan dengan skala pengukuran yang digunakan dengan acuan 1 t = A ( bandul ), 2.5t = A + B, 5t = A + B + C, 10t = A + B + C +D 5. Pasang kertas grafik pada nol grafik untuk penggambaran diagram penarikan. 6. Periksa kembali semua bagian – bagian mesin uji untuk meyakinkan apakah mesin sudah siap untuk dilakukan pengujian. 7. Selam proses pengujian berlangsung perhatikan gerakan jarum penunjuk beban dan catatlah besarnya beban pada saat beban batang uji mulur dan pada saat beban maksimum hingga batang uji tersebut putus. Dan apabila pada batang uji terjadi batas ulur atas dan batas ulur bawah, catatlah kedua besarnya beban.
8. Disamping pengamatan beban tarik, perhatikan perubahan yang dialami oleh batang uji akibat pembebanan. 9. Setelah batang uji putus, ambil batang uji dan ukur perpanjangan dan pengecilan penampang batang uji. 10. Ambil kertas grafik dan sesuaikan analisa grafik tersebut apakah sesuai dengan besaran beban yang sudah dicatat pada saat pengujian berlangsung.
BAB IV ANALISA HASIL DAN PEMBAHASAN SOAL
A. Data ukuran spesimen sebelum pengujian ( mm ) :
Lo
A
B
C
D
48
17.5
-
57
157
51
-
Daerah
Rata – rata do
do
1
12.7
2
12.9
3
13
4
13
5
12.8
12.88
B. Data Hasil Pengujian No
1
Lo
Lf
Do
Df
( mm)
( mm)
( mm)
( %)
( mm)
( mm)
157
162
5
3.18
12.88
20
( Kgf) 12000
C. Perhitungan Gaya 1. Yield strenght ( 10.000 kgf)
725,53 2. Tensile strength ( 12.000 kgf )
Py
Pf
( Kgf)
( Kgf)
( mpa)
( mpa)
10000
9000
188.3
225.76
903,03 D. Pembahasan Soal 1. Apa yang dimaksud : a. Kekuatan adalah kemampuan bahan untuk menerima beban b. Keuletan adalah kemampuan logam menahan deformasi hingga terjadinya perpatahan. c. Ketangguhan adalah kemampuan material bahan dalam menyerap energi hingga terjadinya perpatahan. d. Modulus elastisitas adalah ukuran kekakuan suatu material 2. Buatlah diagram/ kurva : a. Tengangan teknik – regangan teknik
b. Tengangan sebenarnya – regangan sebenarnya
3. Dari pengujian yang telah dilakukan, tentukan harga – harga sebagai berikut a. Modulus elastisitas ( E ) E =
= =
23664
b. Tegangan luluh
= Τy = = =
752, 53 Mpa
c. Tegangan tarik
Τts =
903,03 Mpa
d. Tegangan putus
Τf =
=
e. Regangan total (e
=
677,27 Mpa
=
е =
f.
0,0318 mm
Reduksi penampang ( q)
Q= Q=
Q= 22%
4. Tentukan besarnya tegangan maksimum, tegangan putus dan regangan s ebenarnya dari kurva
Tegangan maksimum
=
τu = 903,03 MPa
Tegangan Putus
=
τf = 627,27 Mpa
Regangan sebenarnya
= e = 0,0318 x 100% = 3,18 %
5. Bila hubungan antara tegangan sebenarnya dengan regangan sebenarnya dapat dinyatakan dengan persamaan, tentukan harga K dan n
Τu = K Τu = 903,03 Mpa
;
Kε =
903,03 Mpa = ; n = 1, 358
Dimana, K ε = Konstanta Elastis
=
150,506
BAB V PENUTUP
A. Kesimpulan 1. Besar diameter sebagai persyaratan standart pengujian akan mempengaruhi hasil grafik tegangan dan regangan. 2. Perubahan panjang setelah dilakukan uji tarik mengalami pertambahan panjang 5 mm dari 157 menjadi 162 ± 3.18% setelah di lakukan perhitungan. 3. Tegangan yeild strength dengan hasil 188.13 mpa s etelah dilakukan perhitungan. 4. Tegangan tensile strength ( daya regang maksimal ) setelah dilakuka perhitungan.
B. Saran – Saran 1. Untuk membuat praktikum maksimal di setiap kelompok diharapkan peserta membuat ukuran standart benda uji dari awal sehingga setiap peserta memahami pengaruh besar diameter terhadap hasil pengujian. 2. Untuk pengujian dilakukan agar dilakukan dalam dua jenis benda uji untuk memberi pemahaman yang lebih baik untuk peserta praktikum.
DAFTAR PUSTAKA
1. http://www.academia.edu/2325432/PENGUJIAN_BAHAN_I_BHN_PERKULIAHAN_ 2. http://yefrichan.wordpress.com/2010/05/20/tegangan-dan-regangan/ 3. http://temonsoejadi.com/2012/09/29/mekanika-kekuatan-material-tegangan-danregangan/
KATA PENGANTAR
Dengan mengucap syukur kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan segala hidayahnya sehingga penulisan materi praktikum ini dapat diselesaikan dengan baik. Praktikum uji tarik/ tension ini merupakan salah satu bagian penting untuk memberikan pengetahuan pada mahasiswa untuk dapat memahami dan mempelajari materi dan memadukan dengan praktek sehingga memenuhi kemampuan mahasiswa dalam penerapan teori dan aplikasinya. Dengan praktikum ini juga mahasiswa dibekali kemampuan analisa dan praktek sehingga sangat bermanfaat untuk perkembangan bagi setiap mahasiswa dalam dunia kerja nantinya. Penulis mengucapkan terima kasih kepada dosen, asisten dosen dan para staff lab Mesin yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk melakukan kegiatan praktikum yang sudah berjalan .
Jakarta, Juli 2013
Satria Azhar
DAFTAR ISI DAFTAR ISI............................................................................................................... DAFTAR GAMBAR .................................................................................................. KATA PENGANTAR ............................................................................................... DAFTAR TABEL...................................................................................................... PENDAHULUAN................................................................................ BAB I A. Latar Belakang................................................................................. B. Perumusan Masalah......................................................................... C. Batasan Masalah.............................................................................. D. Manfaat............................................................................................ E. Tujuan.............................................................................................. F. Sistematika Penulisan...................................................................... LANDASAN TEORI........................................................................... BAB II A. Teori Dasar...................................................................................... B. Dasar – Dasar Pengujian Logam..................................................... C. Grip And Selection.......................................................................... D. Konsep Dasar Tegangan Dan Regangan......................................... E. Modulus Elastisitas......................................................................... F. Detail Profil Uji Tarik Dan Sifat Mekanik Logam.......................... G. Mesin Uji Tarik............................................................................... H. Bentuk Dan Ukuran Batang Uji...................................................... I. Pengukuran Batang Uji Setelah Putus............................................ JURNAL PRAKTIKUM................................................................... BAB III A. Maksud Dan Tujuan........................................................................ B. Alat Dan Bahan............................................................................... C. Langkah – Langkah Pengujian........................................................ D. Gambar Benda Uji.......................................................................... E. Gambar Benda Hasil Pengujian...................................................... ANALISA HASIL DAN PEMBAHASAN...................................... BAB IV A. Data Ukuran Spesimen Sebelum Pengujian................................... B. Data Hasil Pengujian....................................................................... C. Perhitungan Gaya............................................................................ D. Pembahasan Soal............................................................................. PENUTUP............................................................................................ BAB V A. Kesimpulan...................................................................................... B. Saran – Saran................................................................................... DAFTAR PUSTAKA................................................................................................
Ii Iv I V 1 1 2 2 2 3 3 5 5 7 8 8 10 12 17 18 20 23 23 23 23 25 26 27 27 27 27 28 31 31 31 vi