Pengujian Puntir Niko Fix

PENGUJIAN BAHAN

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena dengan rahmat serta karunia-nya kami dapat menyelesaikan makalah tentang “UJI PUNTIR” ini dengan aik meskipun anyak kekurangan didalamnya! "an juga kami erterima kasih pada #apak Ir! Riski Elpari $iregar% $iregar%MT MT selaku "&sen mata kuliah Pengujian Pengujian #ahan di UNI'ER$IT UNI'ER$IT($ ($ NE)ERI ME"(N yang telah memerikan memerikan tugas ini kepada kami!

*ami sangat erharap erharap makalah makalah ini dapat erguna erguna dalam rangka rangka menamah menamah +a+asan serta serta penget pengetahu ahuan an kita kita mengen mengenai ai dasardasar-dasa dasarr dan penger pengertia tian n dari uji puntir puntir dan ,&nt&h ,&nt&h pengujian ahan dengan melakukan uji puntir! *ami juga menyadari sepenuhnya ah+a di dalam makalah ini terdapat kekurangan dan jauh dari kata sempurna! leh sea itu% kami erharap adanya kritik% saran dan usulan demi peraikan makalah yang telah kami uat di masa masa yang yang akan akan datang datang%% mengin mengingat gat tidak tidak ada sesuatu sesuatu yang sempur sempurna na tanpa tanpa saran saran yang yang memangun!

$em&ga $em&ga makalah makalah sederha sederhana na ini ini dapa dapatt dipaha dipahami mi agi agi siap siapapu apun n yang yang mem mema,an a,anya ya!! $ekiranya lap&ran yang telah disusun ini dapat erguna agi kami sendiri maupun &rang yang mema,a mema,anya nya!! $eelum $eelumnya nya kami kami m&h&n m&h&n maa. maa. apail apailaa terdap terdapat at kesalah kesalahan an kata-ka kata-kata ta yang yang kurang erkenan dan kami mem&h&n kritik dan saran yang memangun demi peraikan di masa depan!

Medan% N&/emer 0123

Penyusun

PENGUJIAN BAHAN | PENGUJIAN PUNTIR

1

!

PENGUJIAN BAHAN

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL KATA KATA PENGANTAR PENG ANTAR

1

DAFT DAFTAR ISI ISI

2

BAB I PENDAHULUAN A. B. C. D.

LAT LATAR BEL BELAKA AKANG NG TUJUAN BAT BATASAN ASAN MASAL MASALAH AH SISTEMATIKA PENULISAN

3 3 4 4

BAB II PEMBAHASAN A. B. C. D. E. F. G. H. I.

PENGERTIAN JENIS JENIS-JE -JENI NIS S TUMPUA TUMPUAN N ALAT-ALAT ALAT-ALAT YANG YANG DIGUNAKAN PADA PADA UJI PUNTIR ISTILAH-ISTILAH ISTILAH-ISTILAH JENIS-JENIS JENIS-JENIS TEGANGAN PENGARUH PENGARUH TEGANGAN TEGANGAN GESE GESER R PADA PADA SIKAP SIKAP MEKANIK MEKANIK KURVA KURVA TEGANGANTEGANGAN-REGA REGANGAN NGAN HUBUNGAN HUBUNGAN TEGANGAN TEGANGAN-REG -REGANGAN ANGAN C!NT!H PERC!BAAN

5 21 22 23 23 29 30 3 3"

BAB III 1. KESIMPULAN 2. KESIMPULAN DARI C!NT!H PERC!BAAN

4 4

DAFTAR PUSTAKA

4"

BAB I PENDAHULUAN


2

PENGUJIAN BAHAN

A. LAT LATAR BELAK BELAKANG ANG Tegangan geser terjadi pada idang material% ereda dengan tegangan n&rmal yang yang tegak tegak lurus dengan dengan

idang idang!! *&ndis *&ndisii teganga tegangan n geser geser dapat dapat terjadi terjadi dengan dengan

melakukan geseran se,ara langsung 4"ire,t $hear5 dan #$%&'%&' ()'#*+ 4t&rsi&nal $tress5! 6en&mena geseran se,ara langsung dapat dilihat pada saat kita menan,apkan paku ke al&k kayu! Pada setiap permukaan di paku dan kayu yang ersinggungan lang langsu sung ng deng dengan an paku paku akan akan meng mengala alami mi geser geseran an se,ara se,ara langs langsun ung! g! $eda $edang ngka kan n .en&mena tegangan puntiran% dapat terjadi apaila suatu spe,imen mengalami t&rsi! U,* ()'#*+ pada suatu spesimen dilakukan untuk menentukan elastisitas suatu

materia material! l! $pe,ime $pe,imen n yang yang diguna digunakan kan pada pada penguj pengujian ian puntir puntir adalah adalah atang atang dengan dengan penampang lingkaran karena entuk penampang ini sederhana sehingga mudah diukur! $pesimen terseut hanya dikenai ean puntiran pada salah satu ujungnya karena karena dua peme pemeana anan n akan akan memer memerika ikan n ketidak ketidakk&n k&nsta stanan nan sudut sudut puntir puntir yang yang diper&leh dari pengukuran!

B. TUJU UJUAN Makalah ini diuat dengan tujuan seagai erikut7

a. Mengetahu Mengetahuii standar standard d dan prosedu prosedurr Uji puntir puntir b. Meng Menget etah ahui ui peng pengar aruh uh tega tegang ngan an gese geserr ter terhada hadap p sia siatt !e"a !e"ani ni" " !ateria# $. Ma!pu Ma!pu !enghitu !enghitung ng besar besaran% an% besaran besaran siat siat !e"a !e"ani" ni" !ateria !ateria## dari dari uji punter d. Me!a Me!aha ha!i !i

!e" !e"anis anis!e !e

terb terben entu tu"n "n&a &a

pata pataha han n

!ate !ateri ria# a#

o#eh o#eh

tegangan geser. $elain $elain itu makalah makalah ini juga juga diuat diuat untuk untuk melengkap melengkapii tugas tugas dari dari mata mata kuliah kuliah “PEN)UJI(N #(8(N” yang dia+akan &leh apak Ir! Riski Elpari $iregar% MT!

C. BAT BATASAN ASAN MASALAH MASALAH


'

PENGUJIAN BAHAN #atasan pada makalah ini adalah sampai pada penjelasan tentang apa itu Uji Puntir% diagram alir% dan alat-alat pada Uji Puntir!

D. SISTEMA SISTEMATI TIKA KA PENULISA PENULISAN N $iste $istema mati tika ka penu penuli lisan san pada pada makal makalah ah ini ini ter terag agii menj menjad adii 9 a% a% yait yaitu u PEN"(8U:U(N% PEM#(8($(N% dan PENUTUP! #(# I menjelaskan tentang :atar :atar #elaka #elakang% ng%Tu Tujua juan% n% #atasan #atasan Masalah Masalah%% dan $istem $istematik atikaa Penuli Penulisan san!! #(# II menjelaskan tentang pemahasan Uji Puntir% dan #(# III Penutup!

BAB II PEMBAHASAN PENGUJIAN BAHAN | PENGUJIAN PUNTIR

(

PENGUJIAN BAHAN

A. PENGERTIAN 1. TE!RI

Puntiran adalah suatu pemeanan yang penting! $eagai ,&nt&h% kekuatan puntir menjadi permasalahan pada p&r&s-p&r&s% karena elemen de.&rmasi plastik se,ara te&ri adalah slip 4geseran5 pada idang slip% m&dulus kekakuan adalah k&nstanta yang penting% yang diper&leh dari pengujian puntir 4dalam anyak kasus5! "e.&rmasi puntiran tidak menunjukkan tegangan uniform pada p&t&ngan lintang seperti halnya pada de.&rmasi lenturan! Untuk mendapat de.&rmasi puntiran dengan tegangan yang uniform perlu dipergunakan atang uji erupa silinder tipis! Patahan karena puntiran dari ahan getas terlihat pada arah kekuatan tarik% yaitu pada ;31 terhadap sumer puntiran% sedangkan agi ahan yang liat patahan terjadi pada sudut tegak lurus terhadap sumu puntiran setelah gaya pada arah sumu terjadi dengan de.&rmasi yang esar% dari hal terseut sangat mudah menentukan keliatan dan kegetasan! U,* ()'#*+ dilakukan untuk menentukan tegangan alir 4.l&+ stress5 dari

material% menentukan atas luluh geser% dan menentukan m&dulus elastisitas geser dari material! 6l&+ stress adalah ketahanan material terhadap peruahan entuk! Jadi pada kur/a % .l&+ stress dimulai dari atas luluhnya hingga titik .ra,ture-nya! Pada uji puntir ini digunakan penampang erentuk lingkaran karena merupakan ge&metri paling sederhana untuk perhitungan tegangan! *etika material dieri ean puntir didapat diameter dan panjang spesimen yang eruah! $eharusnya pengujian yang kita lakukan tidak meruah dimensi ge&metris dari spesimen karena ean yang kita erikan hanya ean puntir dan tidak ada ean tarik ataupun tekan! Peruahan dimensi ini dapat diakiatkan karena mesin uji puntir dan spesimen tidak tepat sesumu! 8al ini terlihat dari spesimen hasil uji yang engk&k sehingga ada kemungkinan terjadi ean ending ataupun ean lainnya pada spesimen terseut!

)

PENGUJIAN BAHAN "ari ku/a MT = n yang kita dapatkan melalui per,&aan% dapat di&lah menjadi

>? kur/a MT -

! :alu dengan ,ara memuat gradien regangan dan gradien tegangan

gesernya kita dapatkan kur/a tegangan = regangan geser! Penentuan gradien pada eerapa titik ini perlu dilakukan untuk didapatkan hasil yang merepresentasikan tegangan = regangan gesernya! $etelah itu% kita dapat memuat kur/a tegangan = regangan seenarnya dengan met&de Tres,a dan met&de /&n Mis,es! $esungguhya k&n/ersi-k&n/ersi gra.ik yang kita lakukan adalah untuk meminimalisir kesalahn akiat ge&metri spe,imen! Tujuan dari pemuatan kur/a tegangan = regangan seenarnya dengan met&de Tres,a dan /&n Mis,es sesungguhnya sama yaitu untuk menunjukkan kapan tepatnya suatu material terde.&rmasi plastis! 8anya saja peninjauannya yang ereda! Menurut Tres,a% suatu material tepat terde.&rmasi plastis ketika tegangan gesernya sama dengan tegangan geser maksimumnya! $edangkan menurut /&n Mis,es% suatu material tepat terde.&rmasi plastis ketika energi maksimum yang ekerja pada enda sama dengan energi dist&rsi maksimumnya! "ari pengertian dan kur/a yang diper&leh kita ketahui ah+a kur/a yang akan menggamarkan leih dahulu suatu material terde.&rmasi plastis adalah kur/a /&n Mis,es! 8al ini diseakan karena /&n Mis,es meninjau dari tiga energi yang ekerja pada enda terseut sedangkan Tres,a hanya meninjau dari tegangan pada endanya! $etelah kita mendapatkan kur/a alir 4.l&+ ,ur/e5 melalui met&de Tres,a dan '&n Mis,es kita dapat menentukan k&e.isien tegangan dan k&e.isien strain hardening material uji dengan memuatnya kedalam persamaan l&garitma natural! "ari perhitungan yang telah dilakukan% diper&leh nilai k&e.isien tegangan dan k&e.isien strain hardening yang sedikit ereda dengan data literatur! 8al ini isa diseakan karena adanya peruahan ukuran ge&metri 4panjang dan diameter5 akiat gaya yang ekerja tidak murni gaya puntir saja! $elain itu sulitnya memuat gradien tegangan dan regangan gesernya memuat kur/a yang didapat kurang tepat! Uji puntir pada suatu spesimen dilakukan untuk menentukan elastisitas suatu material! $pe,imen yang digunakan pada pengujian puntir adalah atang dengan penampang lingkaran karena entuk penampang ini sederhana sehingga mudah diukur! $pesimen terseut hanya dikenai ean puntiran pada salah satu ujungnya karena dua pemeanan akan memerikan ketidakk&nstanan sudut puntir yang diper&leh dari pengukuran!


*

PENGUJIAN BAHAN

)amar 2! #atang $ilindris dengan #ean Puntiran Rumus tegangan dan regangan geser untuk atang padat 7

@A

Tc Ip

 A

θr L

$edangkan M&men Inersia 4J5 pada keadaan maksimum silinder adalah 7 1

I p A

32

B ";

Pengukuran yang dilakukan pada uji puntir adalh m&men puntir dan sudut puntir! Pengukuran ini kemudian dik&n/ersikan menjadi seuah gra.ik m&men puntir terhadap sudut puntir 4dalam putaran5!

2. DIAGRAM TEGANGAN-REGANGAN

*ekuatan ahan ukanlah kriteria satu-satunya yang harus diperhitungkan dalam peren,anaan struktur! *ekakuan ahan selalu sama pentingnya! "engan derajat leih ke,il% si.at seperti kekerasan% ketangguhan% dan keliatan menetapkan pemilihan ahan si.at ini ditetapkan dengan memuat pengujian ahan dan memandingkan hasilnya dengan standar yang telah ada! )aya luar 4eksternal5 yang dierikan pada suatu enda harus diimangi &leh gaya penentang yang ada di dalam ahan! #ahan yang mempunyai gaya internal tadi dikatakan erada dalam keadaan tegang! Untuk leih mengerti hakekat gaya internal ini% marilah kita perhatikan apa yang terjadi ila suatu enda dieri ean! Mula-mula harus ditegaskan ah+a dalam praktek% semua ean ekerja sedikit demi sedikit!


+

PENGUJIAN BAHAN Pr&ses pemeanan ini dapat diselesaikan dalam selang +aktu yang sangat singkat% namun tak akan pernah sesaat! #ila gaya dikenakan pada suatu enda% maka entuk enda akan eruah dan m&lekul-m&lekulnya

ergeser

sedikit

dari

p&sisi

a+alnya!

Pergeseran

ini

mengakiatkan timulnya gaya-gaya antar m&lekul% yang tergaung untuk menentang gaya yang ditimulkan &leh ean tadi! #ila ean ertamah% peruahan entuk enda makin esar dan gaya-gaya antar m&lekul juga ertamah sampai pemeanan men,apai harga akhirnya! )aya-gaya di dalam enda mengadakan reaksi yang sama dan erla+anan% sehingga keadaan setimang ter,apai! #ahan sekarang dalam keadaan tegang dan terenggang! "apat dilihat nanti ah+a kedua keadaan ini pasti erhuungan% tegangan dalam ahan harus didampingi regangan dan sealiknya! Untuk menyederhanakan perhitungan% seringkali leih mudah ila diperhatikan Cenda tegarD% namun ini hanya merupakan suatu k&nsep karena ada ahan yang tegar sempurna% dan tidak ada enda nyata yang dapat menahan ean%tanpa seelumnya mengalami peruahan entuk! #ila enda erean yang diseutkan diatas diagi menjadi dua &leh suatu idang khayal% maka tiap agian harus erada dalam keadaan setimang karena pengaruh gaya luar yang ekerja padanya dan gaya-gaya internal 4yaitu gaya antar m&lekul5 yang ekerja pada idang khayal ini! Intensitas tegangan 4untuk mudahnya iasanya diseut CteganganD5 di suatu titik pada idang% dide.inisikan seagai gaya internal per satuan luas! Tegangan diedakan menjadi dua jenis! #ila gaya internal tegak lurus pada idang yang diamati% maka didapat tegangan n&rmal atau langsung% dan sesuai dengan arah gaya% dapat ersi.at tarik 4tensile5 atau mampat 4,&mpressi/e5! #ila gaya internal sejajar dengan idang yang diamati% didapat tegangan tangensial atau geser! $eringkali resultan gaya pada elemen luasan mementuk sudut dengan idang luasnya! "alam keadaan sema,am itu% gaya terseut diuraikan menjadi k&mp&nen n&rmal dan tangensial% serta menghasilkan k&minasi tegangan-tegangan n&rmal geser!

Peruahan entuk enda yang terjadi pada keadaan tegang diseut regangan! (da dua ma,am regangan! #ahan dapat memesar atau menge,il dan menghasilkan regangan n&rmal atau lapisan-lapisan ahan dapat ergeser yang satu terhadap yang lain dan menghasilkan regangan geser! Untuk atang dalam keadaan tarik atau k&mprensi sederhana% akiat yang paling jelas terlihat adalah peruahan panjang


,

PENGUJIAN BAHAN atang% yaitu regangan n&rmal! Intensitas regangan 4iasanya diseut CreganganD saja5 untuk regangan n&rmal% dide.inisikan seagai perandingan peruahan ukuran terhadap ukuran semula!

)amar 0! "iagram Tegangan-Regangan

3. TEGANGAN

*ekuatan ahan ukanlah kriteria satu- satunya yang harus diperhitungkan dalam peren,anaan struktur! *ekakuan ahan selalu sama pentingnya! "engan derajat leih ke,il% si.at seperti kekerasan% ketangguhan% dan keliatan menetapkan pemilihan ahan si.at ini ditetapkan dengan memuat pengujian ahan dan memandingkan hasilnya dengan standar yang telah ada! )aya luar 4eksternal5 yang dierikan pada suatu enda harus diimangi &leh gaya penentang yang ada di dalam ahan! #ahan yang mempunyai gaya internal tadi dikatakan erada dalam keadaan tegang! Untuk leih mengerti hakekat gaya internal ini% marilah kita perhatikan apa yang terjadi ila suatu enda dieri ean! Mula-mula harus ditegaskan ah+a dalam praktek% semua ean ekerja sedikit demi sedikit! Pr&ses pemeanan ini dapat diselesaikan dalam selang +aktu yang sangat singkat% namun tak akan pernah sesaat! #ila gaya dikenakan pada suatu enda% maka entuk enda akan eruah dan m&lekul-m&lekulnya

ergeser

sedikit

dari

p&sisi

a+alnya!

Pergeseran


-

ini

PENGUJIAN BAHAN mengakiatkan timulnya gaya-gaya antar m&lekul% yang tergaung untuk menentang gaya yang ditimulkan &leh ean tadi! #ila ean ertamah% peruahan entuk enda makin esar dan gaya-gaya antar m&lekul juga ertamah sampai pemeanan men,apai harga akhirnya! )aya-gaya di dalam enda mengadakan reaksi yang sama dan erla+anan% sehingga keadaan setimang ter,apai! #ahan sekarang dalam keadaan tegang dan terenggang! "apat dilihat nanti ah+a kedua keadaan ini pasti erhuungan% tegangan dalam ahan harus didampingi regangan dan sealiknya! Untuk menyederhanakan perhitungan% seringkali leih mudah ila diperhatikan enda tegar% namun ini hanya merupakan suatu k&nsep karena ada ahan yang tegar sempurna% dan tidak ada enda nyata yang dapat menahan ean% tanpa seelumnya mengalami peruahan entuk! #ila enda erean yang diseutkan diatas diagi menjadi dua &leh suatu idang khayal% maka tiap agian harus erada dalam keadaan setimang karena pengaruh gaya luar yang ekerja padanya dan gaya-gaya internal 4yaitu gaya antar m&lekul5 yang ekerja pada idang khayal ini! Intensitas tegangan 4untuk mudahnya iasanya diseut tegangan5 di suatu titik pada idang% dide.inisikan seagai gaya internal per satuan luas! Tegangan diedakan menjadi dua jenis! #ila gaya internal tegak lurus pada idang yang diamati% maka didapat tegangan n&rmal atau langsung% dan sesuai dengan arah gaya% dapat ersi.at tarik 4tensile5 atau mampat 4,&mpressi/e5! #ila gaya internal sejajar dengan idang yang diamati% didapat tegangan tangensial atau geser! $eringkali resultan gaya pada elemen luasan mementuk sudut dengan idang luasnya! "alam keadaan sema,am itu% gaya terseut diuraikan menjadi k&mp&nen n&rmal dan tangensial% serta menghasilkan k&minasi tegangan-regangan n&rmal geser!

4. REGANGAN

Peruahan entuk enda yang terjadi pada keadaan tegang diseut regangan! (da dua ma,am regangan! #ahan dapat memesar atau menge,il dan menghasilkan regangan n&rmal atau lapisan-lapisan ahan dapat ergeser yang satu terhadap yang lain dan menghasilkan regangan geser! Untuk atang dalam keadaan tarik atau k&mprensi sederhana% akiat yang paling jelas terlihat adalah peruahan panjang atang% yaitu regangan n&rmal! Intensitas regangan 4iasanya diseut regangan saja5


1

PENGUJIAN BAHAN untuk regangan n&rmal% dide.inisikan seagai perandingan peruahan ukuran terhadap ukuran semula!

5. PUNTIRAN P!R!S BERPENAMPANG LINGKARAN

(kiat puntiran murni pada p&r&s erpenampang lingkaran adalah timulnya tegangan geser murni dalam ahan! #ila p&r&s diagi menjadi dua agian &leh idang trans/ersal khayal% akan terlihat ah+a permukaan-permukaan pada kedua pihak dari idang ini ,enderung erputar% relati. yang dianggap terdiri dari lapisan-lapisan tipis trans/ersal yang jumlahnya tak terhingga% masing-masing relati. erputar sedikit terhadap lapisan erikutnya ila t&rsi dierikan% akiatnya p&r&s akan terpuntir! Pergerakan angular salah satu ujung relati. terhadap yang lain diseut sudut puntiran! Tegangan puntir diseakan &leh m&men puntir yang ekerj a pada penampang atang! "alam menganalisa tegangan puntir% m&men t&rsi yang iasanya dinyatakan dalam /ekt&r r&tasi diuah menjadi /ekt&r translasi dengan menggunakan aturan tangan kanan! :ipatan jari tangan menunjukkan arah /ekt&r r&tasi dan jari jemp&l menunjukkan /ekt&r translasi! $eperti halnya gaya aksial% tegangan puntir mun,ul 4m&men puntir ada5 ila atang terseut dip&t&ng! Met&de irisan tetap digunakan untuk mendapatkan m&men puntir dalam% sehingga tegangan puntir dapat di,ari! M&men puntir dalam ini yang akan mengimangi m&men puntir luas sehingga agian struktur tetap dalam k&ndisi seimang!

)amar 9! P&r&s yang mengalami Puntiran


11

PENGUJIAN BAHAN Untuk men,ari huungan antara m&men puntir dalam dengan tegangan pada penampang atang ulat% perlu diuatkan asumsi s7 a! ! ,! d! e! .!

P&t&ngan n&rmal tetap di idang datar seelum maupun sesudah puntiran! Regangan geser eranding lurus terhadap sumu pusat! P&t&ngan n&rmal tetap erentuk ulat selama puntiran! #atang dieani m&men puntir dalam idang tegak lurus sumu atang! Tegangan puntir tidak meleihi atas pr&p&rsi&nal! Tegangan geser eruah seanding dengan regangan linear!

)amar ;! P&t&ngan Penampang

#erdasarkan asumsi yang diamil 4utir 0 dan F5 maka tegangan geser maksimum terletak pada keliling penampang sehingga dapat di,ari huungan antara tegangan geser dengan jarak terhadap sumu pusat! )aya geser inilah nantinya akan mengantisipasi m&men t&rsi luar! #esar m&men inseria p&lar dari luas penampang% yang din&tasikan seagai I p% sehingga 7 1

I p A

32

B ";

#esarnya tegangan se,ara umum 7 @A

Tc Ip

"imana 7 t A tegangan geser I p A M&men inersia p&lar penampang luas! , A jari-jari lingkaran


12

PENGUJIAN BAHAN

"alam mendesain agian-agian struktur yang menyangkut kekuatan% maka tegangan geser yang memenuhi syaratlah yang dipilih! *arena atang yang mengalami puntiran sering dipakai untuk meneruskan gaya% maka per,&aan puntiran pada atang sering dilakukan!

. SIFAT-SIFAT MEKANIK

#agaimanapun aiknya suatu kristal dipersiapkan% pasti memiliki ,a,at-,a,at kisi yang akan mempengaruhi si.at-si.at yang erkaitan dengan strukstur kristal terseut! "engan mengamati si.at mekanik l&gam% akan diper&leh si.at-si.at ,a,at kisi terseut! Pada eerapa ,aang industri% pengujian mekanik yang iasa dilakukan seprti uji tarik% kekerasan% impak% ,reep dan .atik% digunakan untuk mempelajari keadaan ,a,atnya 4de.e,t state5 tetapi untuk memeriksa kualitas pr&duk yang dihasilkan erdasarkan suatu standar spesi.ikasi! a! Tensile $trength% iasanya dilakukan pengujian tarik terhadap suatu material l&gam untuk mengetahui seerapa esar ketahanan material terseut terhadap ean tarik! ! *ekerasan% dide.inisikan seagai ketahanan suatu material l&gam terhadap penetrasi% memeerikan si.at-si.at de.&rmasinya! ,! Impak% $uatu ahan mungkin memiliki kakuatan tarik 4Tensile $trength5 yang tinggi tetapi tidak memenuhi syarat untuk k&ndisi pemeanan kejut 4tumukan5 d! Greep 4pemuluran5% dide.inisikan seagai aliran plastis pada k&ndisi tegangan yang k&nstan! e! 6atiH% adalah .en&mena yang erkaitan dengan perpatahan l&gam se,ara premature karena tegangan rendah yang terjadi erulang kali dan terutama erperanan penting dalam industri penerangan!

. PENGERTIAN DASAR

a! *etangguhan adalah ukuran esarnya energi yang diperlukan untuk menguah entuk suatu material! ! *ekerasan adalah ketahanan suatu material yang terhadap penetrasi yang dierikan pada permukaannya! ,! M&men adalah hasil kali gaya dengan jarak gaya ke titik pusat! MA6: "imana 7 M A M&men


1'

PENGUJIAN BAHAN 6 A )aya : A Jarak d!

)aya adalah segala sesuatu yang dapat menyeakan enda ermassa mengalami per,epatan! 6Ama "imana 7 6 A gaya m A massa a A per,epatan

e!

$udut Puntir angle of twist 4>5 adalah suatu p&r&s dengan panjang L dikenai m&men puntir T se,ara k&nstan dikeseluruhan panjang p&r&s!

". HAL-HAL

YANG

MEMPENGARUHI

KEKUATAN

MATERIAL

TERHADAP PUNTIRAN

a!

Panjang atang% semakin panjang atang yang dikenai ean puntir maka puntiran akan semakin esar!

!

$i.at-si.at material antara lain m&dulus geser% struktur material% dan jenis material!

,!

:uas penampang atang atau material dimana gaya puntir ekerja!

d!

#entuk penampang atang yang dikenai puntiran!

e!

(rah gaya puntir pada atang

9. SIFAT-SIFAT KIMIA &. K$&+)#&'

(da eerapa .akt&r yang mempengaruhi atau menentukan kelarutan yaitu7 25 Temperatur larutan7 Umumnya kalau temperatur naik kelarutan meningkat! 05 #erat m&lekul% $truktur m&lekul7 #erat m&lekul esar maka kelarutan ke,il! 95 *ristalinitas7 Menyangkut derajat kristalinitas! #ahan yang memiliki kristalinitas tinggi seperti p&lietilen dan p&lipr&pilen mempunyai kelarutan yang kurang% tetapi p&limer erkristal yang iasa larut! ;5 *ep&laran7 #ahan p&limer mudah sekali larut dalam pelarut p&lar! 35 Pelarut ,ampuran7 *lau ke dalam suatu pelarut dimana p&limer isa larut diuuhkan pelarut lain% kadang-kadang kelarutannya meningkat! /. T&&'&' K**&


1(

PENGUJIAN BAHAN *etahanan kimia erada di daerah luas mulai dari ahan yang sukar diserang &leh setiap ahan kimia seperti p&litetra.l&ur&etilen sampai ke ahan mudah larut dalam pelarut &rganik seperti dalam asetat dan alk&h&l% umpamanya p&li/inil asetat! $i.at-si.at ini sampai sejauh tertentu dapat dianggap ditentukan &leh struktur m&lekul ahan p&limer! P&limer mempunyai kel&mp&k eter% ester dan amida mudah terhidr&lisa &leh asa! $elul&sa% p&liester% p&liamid% dan p&limetil akrilat mempunyai ke,enderungan terseut! (paila p&lietilen ersentuhan dengan asam elerang pekat atau asam nitrat% akan diserang dan terurai menerima akiat dari sul.unasi% nitrasi dan &ksidasi pada ,inin ensin! Resin urea% resin melami dan resin ep&ksi menjadi lemah didalam asam kuat! Terutama resin .en&l dan resin metil metakrilat menerima akiat peng&ksidasian asam% sedangkan resin .en&l% resin urea% resin melamin dan anyak resin k&ndensasi .&rmalin lain sangat dipengaruhi &leh alkali kuat!

10. KARAKTERISTIK MATERIAL "isini material yang akan diahas karakteristiknya adalah material #(J( dan

material *UNIN)(N! a! *arakteritik #aja #aja kar&n merupakan unsur pengeras esi yang e.ekti. dan murah &leh karena itu umumnya seagian esar aja k&mersial hanya mengandung kar&n dengan sedikit paduan lain! #aja kar&n rendah 4G K 1%9L5 memiliki kekuatan sedang dengan keuletan yang sangat aik dan digunakan dalam k&ndisi anil atau n&rmalisasi untuk keperluan k&nstruksi jematan% angunan% kendaraan% dan kapal laut! #aja kar&n 41%9 K G K 1% L5 sedang dapat di,elup untuk mementuk martensit

disusul

dengan

penemperan

untuk

meningkatkan

ketangguhan

disamping kekuatan yang telah dimilikinya! #aja kar&n tinggi 41% K G K 2% L5 iasanya di,elup agar keras disusul dengan penemperan pada 031 derajat ,el,ius sehingga dapat di,apai kekuatan yang memadai dengan keuletan yang memenuhi persyaratan untuk per%die dan perkakas p&t&ng! 6

M&dulus Elastisitas aja 7

E A 0%12 

10

2

kg

cm

! *arakteristik *uningan


1)

PENGUJIAN BAHAN #ereda dengan aja kar&n kuningan adalah l&gam tahan karat% selain itu juga kuningan memiliki keuletan yang leih aik diandingkan dengan aja! Tetapi tingkat kekerasan dan ketangguhan kuningan leih rendah diandingkan dengan aja! $edangkan untuk k&ndukti/itas listrik kuningan leih aik daripada aja! 5

M&dulus Elastisitas *uningan

E A !2

10

2

kg c m

11. MACAM-MACAM DIAGRAM TEGANGAN-REGANGAN

#erikut ini adalah ma,am-ma,am diagram tegangan-regangan untuk eerapa material7

)amar 3! "iagram Tegangan = Regangan #aja *ar&n Rendah


1*

PENGUJIAN BAHAN

)amar F! "iagram Tegangan = Regangan #esi G&r

)amar ! "iagram Tegangan = Regangan #ahan P&limer

)amar O! "iagram Tegangan = Regangan Paduan (l-0LGu

12. M!DULUS ELASTISITAS

2! Regangan "ide.inisikan seagai perandingan antara pertamahan panjang dengan panjang a+alnya 4:5! Pertamahan panjang ini tidak hanya terjadi pada ujungnya saja% tetapi pada setiap agian atang yang terentang dengan perandingan yang sama!


1+

PENGUJIAN BAHAN

*arena merupakan hasil agi dari dua esaran yang erdimensi sama% maka regangan tidak memiliki satuan!

0! Tegangan Tegangan dide.inisikan seagai perandingan antara gaya tarik 465 yang dikerjakan pada enda dengan luas penampangnya 4(5!

"alam $I tegangan memiliki satuan

atau Pas,al!

#esarnya gaya untuk menghasilkan tegangan dan regangan tiap-tiap enda pada umumnya ereda% tergantung pada jenis dan si.at enda!

9! M&dulus Elastisitas 4M&dulus Young 5 M&dulus Elastisitas dide.inisikan seagai perandingan antara tegangan% dengan regangan suatu ahan selama gaya yang ekerja tidak melampaui atas elastisitasnya!

"alam $I satuan m&dulus elastisitas sama dengan satuan tegangan! $emakin esar nilai E% erarti semakin sulit untuk merentangkan enda% artinya diutuhkan gaya yang leih esar!


1,

PENGUJIAN BAHAN

#erikut ini eerapa Nilai m&dulus Y&ung untuk eerapa enda 7

Tael 2! M&dulus Y&ung #eerapa #enda

J$'*

M))

&#

Y)'% 6N728

Tungsten

93  2121

$teel

01  2121

G&pper

22  21 21

#rass

%2  2121

(luminium

%1  2121

*a,a

F%3 = %O  21 21

*uarsa

3%F  2121

13. P)'#*+&' (&& K&&# B&,& Talika+at aja sering dipakai pada mesin-mesin pengangkat seagai salah satu perangkat mesin pemindah ahan! "iandingkan dengan rantai% tali aja mempunyai keunggulan seagai erikut 7 a! ! ,! d!

:eih ringan :eih tahan terhadap sentkan perasi yang tenang +alaupun pada ke,epatan &perasi yang tinggi *eandalan &perasi yang leih tinggi

 A 291 sampai 011 σ Tali aja teruat dari ka+at aja dengan kekuatan 291-011 kgmm0! dimana dalam pr&ses pemuatannya ka+at aja dieri perlakuan panas tertentu dan digaung dengan penarikan dingin% sehingga menghasilkan si.at mekanis ka+at aja yang tinggi! $alah satu hal yang dapat menyeakan puntiran pada ka+at aja yaitu pr&ses pemuatan

yang

dilakukan

dengan

pemintalan

4penganyaman5

yang

akan

menyeakan timulnya gaya internal pada ka+at aja! 8al lain yang dapat menyeakan puntiran adalah ka+at dieri pemeanan maka pintalan tadi ,enderung akan menge,il sehingga juga akan menyeakan puntiran pada ka+at!


1-

PENGUJIAN BAHAN Pada saat tali ditekuk maka akan timul gaya-gaya yang rumit pada ka+at yang terdiri dari tarikan% tekanan dan puntiran% &leh karena itu sangatlah sulit untuk mendeteksi gaya-gaya yang terjadi!

14. T&* B&,& A'#* P)'#*+

Perkemangan terakhir pada pemuatan tali aja menghasilkan jenis tali aja yang anti puntir! Tali yang demikian dipr&duksi &leh The Odessa Rope Works! Pada tali ini seelum dipintal setiap ka+at dan untaian dientuk sesuai dengan kedudukannya di dalam tali! (kiatnya tali yang tidak dieani tidak akan mengalami tegangan internal!

Tali ini mempunyai ke,enderungan untuk terurai +alaupun ujung tali ini tidak disimpul! $i.at ini akan mempermudah penyamungan anyaman tali! "iantara keunggulan tali ini diandingkan tali iasa yaitu 7 a! "istriusi ean yang merata pada setiap ka+at sehingga tegangan internal yang terjadi minimal! ! :eih .leksiel

B. JENIS-JENIS TUMPUAN 2! R&l R&l merupakan tumpuan yang hanyadapat menerima gaya reaksi yang tegak lurus dengan tumpuanl! (lat ini mampu mela+an gaya-gaya dalam suatu garis aksi yang spesi.ik! Penghuung yang terlihat pada gamar dia+ah ini dapat mela+an gaya hanya dalam arah tegak lurus dengan tumpuan! Pada gamar dia+ah hanya dapat mela+an ean yang tegak lurus dengan tumpuan! $edang r&l-r&l hanya dapat mela+an suatu tegak lurus pada tumpuan!


2

PENGUJIAN BAHAN )amar ! Tumpuan R&l dan "## 0! Engsel Engsel merupakan tumpuan yang dapat menerima gaya reaksi /ertikal dan gaya reaksi h&ris&ntal! Tumpuan yang erpasak mampu mela+an gaya yang ekerja dalam setiap arah dari idang! Jadi pada umumnya reaksi pada suatu tumpuan seperti ini mempunyai dua k&mp&nen yang satu dalam arah h&ris&ntal dan yang lainnya dalam arah /ertikal! Tidak seperti pada perandingan tumpuan r&l atau penghuung%maka perandingan antara k&mp&nen-k&mp&nen reaksi pada tumpuan yang terpasak tidaklah tetap! Untuk menentukan kedua k&mp&nen ini% dua uah k&mp&nen statika harus digunakan!

)amar 21! Tumpuan Engsel dan "## 9! Jepit Jepit merupakan tumpuan yang dapat menerima gaya reaksi /erti,al% gaya reaksi h&ri&ntal dan m&men akiat jepitan dua penampang! Tumpuan jepit ini mampu mela+an gaya dalam setiap arah dan juga mampu mela+an suaut k&pel atau m&men! $e,ara .isik%tumpuan ini diper&leh dengan memangun seuah al&k ke dalam suatu dinding atu ata! Menge,&rnya ke dalam et&n atau mengelas ke dalam angunan utama! $uatu k&mp&nen gaya dan seuah m&men

)amar 22! Tumpuan Jepit dan "##

C. A&# : A&# P$'%),*&' P&& U,* P)'#*+ (:(T UJI PUNTIR


21

PENGUJIAN BAHAN

)amar 20! (lat Uji Puntir (lat uji puntir sering juga diseut dengan alat uji t&rsi atau alat uji t&rHue adalah suatu alat yang diran,ang untuk mengukur seerapa esar gaya puntir yang dapat dilakukan saat kita melakukan pengujian dari suatu alat! Garanya adalah dengan memuntir atang uji terus-menerus sampai atang uji itu putus atau men,apai jumlah puntiran yang ditentukan! Putarannya harus searah! (lat uji puntir iasa digunakan &leh industri untuk pengukuran dan mendapatkan data kekuatan puntir suatu aplikasi% sehingga standar yang ingin diketahui dapat diterima dan diketahui! (lat uji puntir yang ada di alatuji!,&m adalah untuk memerikan s&lusi aik agi industri yang memutuhkan untuk kepentingan aplikasi yang ada pada industri! erikut merupakan perangkat (lat uji puntir 7     

TQ-$TRF T&rsi&nal Torsion Testing Machine 491Nm5 4$M21125 PN<-2;11 G&mputer G&ntr&lled :ight
D. ISTILAH-ISTILAH 

Puntir adalah peristi+a yang terjadi pada suatu material yang dierikan t&rsi



dengan arah yang erla+anan dan memiliki jarak tertentu! )aya adalah aksi yang dierikan pada suatu enda!sehingga enda mengalami



perpindahan% ke,epatan% dan per,epatan! )aya dalam adalah gaya reaksi yang terjadi di dalam enda akiat pemeanan



yang dierikan! )aya luar adalah gaya yang ada diluar enda seagai aksi reaksi dari seuah



enda! M&men adalah enda yang dieri ean dalam jarak tertentu sehingga enda terseut erputar terhadap satu titik!


22

PENGUJIAN BAHAN 

T&rsi adalah enda yang dieri ean dalam jarak tertentu sehingga enda terseut



erputar terhadap sumunya! Tegangan adalah kemampuan suatu luas enda untuk menahan gaya yang



dierikan! Regangan adalah perandingan antara peruahan panjang 4:5 dengan panjang



a+alnya 4:&5! M&men inersia adalah ukuran kelemaman suatu enda untuk er&tasi pada



p&r&snya *&pel adalah suatu peristi+a yang terjadi pada material akiat gaya yang sejajar % erla+anan arah % dan memiliki esar yang sama!

E. J$'* : ,$'* #$%&'%&' T$%&'%&' G$$+ &' #$%&'%&' '+&

Tegangan geser ereda dengan tegangan tarik maupun tegangan tekan% karena tegangan geser diseakan &leh gaya yang ekerja sepanjang atau sejajar dengan luas penahan gaya% sedangkan tegangan tarik atau tegangan tekan diseakan &leh gaya yang tegak lurus terhadap luas idang gaya! Tegangan geser terjadi apaila ean terpasang menyeakan salah satu penampang enda ,enderung mengelin,ir pada penampang yang ersinggungan!

&. T$%&'%&' N+&

Tegangan n&rmal terjadi akiat adanya reaksi yang dierikan pada enda! Jika gaya dalam diukur dalam N% sedangkan luas penampang dalam m0% maka satuan tegangan adalah N/m0 atau dyne,m0!

)amar 29! Tegangan N&rmal T$%&'%&' N+& &;*/&# /$/&' &;*&


2'

PENGUJIAN BAHAN (dalah tegangan yang di akiatkan &leh ean akiat ean dengan arah aksial!eerapa ,&nt&h Tegangan n&rmal akiat ean aksial

T$%&'%&' T&+*; Tegangan tarik pada umumnya terjadi pada rantai% tali% paku keling% dan

lain-lain! Rantai yang dieri ean < akan mengalami tegangan tarik yang esarnya tergantung pada eratnya!

)amar 2;! Tegangan Tarik

T$%&'%&' T$;&' Tegangan tekan terjadi ila suatu atang dieri gaya 6 yang saling

erla+anan dan terletak dalam satu garis gaya! Misalnya% terjadi pada tiang angunan yang elum mengalami tekukan% p&r&k sepeda% dan atang t&rak! Tegangan tekan dapat ditulis7


2(

PENGUJIAN BAHAN

)amar 2;! Tegangan Tekan T$%&'%&' N+& &;*/&# $' $'#)+ (dalah tegangan yang diakiatkan &leh m&men yang dit imulkan &leh gaya

luar!,&nt&hnya7 T$%&'%&' L$'#)+. Menurut te&ri lentur sederhana% distriusi tegangan di dalam penampang

yang

mendukung

m&men

lentur

dinyatakan

dengan

persamaan7

. y

=

M! y I

dengan 7 . y

A

tegangan lentur

M A m&men pada penampang yang ditinjau! y A jarak serat ke pusat erat penampang! I A m&men inersia 4kelemamam5! persamaan 425 erlaku untuk penampang yang masih elastis dan atas erlakunya sampai dengan serat terluar men,apai tegangan leleh! Persamaan 425 tidak erlaku ila seagaian atau seluruh telah menjadi plastis! $elanjutnya akan ditinjau tegangan yang terjadi pada salah satu p&t&ngan al&k yang penampangnya persegi empat dan mendukung m&men lentur ertahap% dari n&l hingga seluruh seratnya men,apai tegangan leleh% distriusi tegangan ditunjukan dengan gamar 23!! Pada k&ndisi ini distriusi tegangan masih linier!


2)

PENGUJIAN BAHAN G h

0 9

; h

9

T

G2

G

G0

2

y1

0

T0

h

T

T2  4a5 al&k segiempat

45 elastis

4,5 elastis-plastis

4d5 plastis

)amar 23! distriusi tegangan akiat lentur!

/. T$%&'%&' G$$+

Tegangan geser terjadi jika suatu enda ekerja dengan dua gaya yang erla+anan arah% tegak lurus sumu atang% tidak segaris gaya namun pada penampangnya tidak terjadi m&men! Tegangan ini anyak terjadi pada k&nstruksi! Misalnya7 samungan keling% gunting% dan samungan aut!

)amar 2F! Tegangan )eser pada #autPaku *eling

Tegangan geser terjadi karena adanya gaya radial 6 yang ekerja pada penampang n&rmal dengan jarak yang relati. ke,il% maka pelengkungan enda diaaikan! Untuk hal ini tegangan yang terjadi adalah (paila pada k&nstruksi mempunyai n uah paku keling% maka sesuai dengan persamaan dia+ah ini tegangan gesernya adalah


2*

PENGUJIAN BAHAN

T$%&'%&' %$$+ &;*/&# %&<& *'#&'%

(dalah tegangan geser yang timul akiat reaksi gaya dalam terhadap gaya luar yang dierikan!,&nt&hnya

T$%&'%&' L$'#)+

)amar 2! Tegangan :entur

T$%&'%&' %$$+ &;*/&# $' ()'#*+ T$%&'%&' Torsi 6P)'#*+8

Terkadang suatu k&mp&nen struktu rmenerima puntiran% k&pel punter atau m&men puntiran!Puntiran terseut menimulkan tegangan geseran yang diseut seagai tegangan geser puntir! Tegangan punter sering terjadi pada p&r&s r&da gigi dan atang-atang t&rsi pada m&il% juga saat melakukan penge&ran! Jadi% merupakan tegangan tangensial!


2+

PENGUJIAN BAHAN

)amar 2O! Tegangan Puntir

F. P$'%&+) #$%&'%&' %$$+ #$+&&( *=&# $;&'*; &#$+*& Sifat Mekanik #eerapa si.at mekanik yang penting 7

2! *ekuatan 4$trength5 ahan untuk menerima tegangan tanpa menyeakan ahan menjadi patah! *ekuatan ini tergantung pada jenis pemeannya% yaitu 7     

*ekuatan tarik akiat ean tarik *ekuatan geser akiat ean geser *ekuatan tekan akiat ean tekan *ekuatan t&rsi akiat ean t&rsi *ekuatan lengkung akiat ean ending

0! *ekerasan 4hardness5 *emampuan ahan untuk tahan terhadap pengg&resan% pengikisan 4arasi5% indentasi atau penetrasi! $i.at ini erkaitan dengan si.at tahan aus 4+ear resistan,e5! *ekerasan juga erk&relasi dengan kekuatan!

9! *ekenyalan 4elastisitas5 *emampuan ahan untuk menerima tegangan tanpa menyeakan terjadinya peruahan entuk yang permanen setelah tegangan dihilangkan!


2,

PENGUJIAN BAHAN ;! *ekakuan 4sti..ness5 *emampuan ahan untuk menerima tegangan  ean tanpa mengakiatkan terjadinya peruahan entuk4de.&rmaside.leksi

3! Plastisitas 4plasti,ity5 *emampuan ahan untuk mengalami sejumlah de.&rmasi plastis tanpa mengakiatkan terjadinya kerusakan

F! *etangguhan 4t&ughness5 *emampuan ahan untuk menyerap sejumlah energy tanpa mengakiatkan terjadinya kerusakan!

! *elelahan 4.atiHue5 *e,enderungan dari l&gam untuk patah ila menerima ean yang erulangdynami, yang esarnya masih jauh dia+ah atas kekuatan elastiknya!

O! Greep 4merangkak5 *e,enderuangan suatu l&gam untuk mengalami de.&rmasi plasti, yang esarnya merupakan .ungsi +aktu!

G. K)+>& T$%&'%&' : R$%&'%&' *ur/a ini menunjukkan huungan antara gaya tarikan dengan peruahan panjang! Pr&.il ini sangat diperlukan dalam desain yang memakai ahan terseut!


2-

PENGUJIAN BAHAN )amar 2! )amaran singkat uji tarik dan datanya #iasanya yang menjadi .&kus perhatian adalah kemampuan maksimum ahan terseut dalam menahan ean! *emampuan ini umumnya diseut “Ultimate Tensile trength! disingkat dengan UTS? dalam ahasa Ind&nesia diseut tegangan tarik maksimum!

1. H);) H;$ 4 "ooke#s Law5

Untuk hampir semua l&gam% pada tahap sangat a+al dari uji tarik% huungan antara ean atau gaya yang dierikan eranding lurus dengan peruahan panjang ahan terseut! Ini diseut daerah linier atau linear $one! "i daerah ini% kur/a pertamahan panjang /s ean mengikuti aturan 8&&ke seagai erikut7 rasio tegangan %stress& dan regangan %strain& adalah konstan tress adalah /$/&' */&%* )& ($'&(&'% /&&' dan strain adalah ($+#&/&&' (&',&'% */&%* (&',&'% && /&&' !

$tress7 S A 6(

67 gaya tarikan% (7 luas penampang

$train7  A ::

:7 pertamahan panjang% :7 panjang a+al

8uungan antara stress dan strain dirumuskan7 EAS Untuk memudahkan pemahasan% )r!2 kita m&di.ikasi sedikit dari huungan antara gaya tarikan dan pertamahan panjang menjadi huungan antara tegangan dan regangan 4 stress /s strain5! $elanjutnya kita dapatkan )r!0% yang merupakan kur/a standar ketika melakukan eksperimen uji tarik! ' adalah gradien kur/a dalam daerah linier% di mana perandingan tegangan 4S5 dan regangan 45 selalu tetap! E dieri nama “Modulus


'

PENGUJIAN BAHAN 'lastisitas! atau “Young Modulus!! *ur/a yang menyatakan huungan antara strain dan stress seperti ini kerap disingkat kur/a $$ 4 cur(e5!

)amar 01! *ur/a tegangan-regangan #entuk ahan yang diuji% untuk l&gam iasanya diuat spesimen dengan dimensi seperti pada )r!9 erikut!

)r!9 "imensi spesimen uji tarik 4JI$ 00125!

)amar 02! Ilustrasi pengukur regangan pada spe,imen


'1

PENGUJIAN BAHAN

Peruahan panjang dari spesimen dideteksi le+at pengukur regangan %strain gage& yang ditempelkan pada spesimen seperti diilustrasikan pada )r!02! #ila pengukur regangan ini mengalami peruahan panjang dan penampang% terjadi peruahan nilai hamatan listrik yang dia,a &leh detekt&r dan kemudian dik&n/ersi menjadi peruahan regangan! 2. D$#&* (+=* ),* #&+*; &' *=&# $;&'*; %&

$ekarang akan kita ahas pr&.il data dari tensile test se,ara leih detail! Untuk keperluan keanyakan analisa teknik% data yang didapatkan dari uji tarik dapat digeneralisasi seperti pada )r!00!

)amar 00! Pr&.il data hasil uji tarik *ita akan memahas istilah mengenai si.at-si.at mekanik ahan dengan erped&man pada hasil uji tarik seperti pada )amar 00! (sumsikan ah+a kita melakukan uji tarik mulai dari titik  sampai " sesuai dengan arah panah dalam gamar! B&#& $&#*@E 4 elastic limit 5

"alam )r!00 dinyatakan dengan titik (! #ila seuah ahan dieri ean sampai pada titik (% kemudian eannya dihilangkan% maka ahan terseut akan kemali ke


'2

PENGUJIAN BAHAN k&ndisi semula 4tepatnya hampir kem)ali ke kondisi semula5 yaitu regangan “n&l” pada titik  4lihat inset dalam )r 005! Tetapi ila ean ditarik sampai mele+ati titik (% hukum 8&&ke tidak lagi erlaku dan terdapat peruahan permanen dari ahan! Terdapat k&n/ensi atas regangan permamen 4 permanent strain5 sehingga masih diseut peruahan elastis yaitu kurang dari 1!19L% tetapi seagian re.erensi menyeutkan 1!113L ! Tidak ada standarisasi yang uni/ersal mengenai nilai ini! V2W B&#& (+(+*'& @ p 4 proportional limit 5

Titik sampai di mana penerapan hukum 8&&k masih isa dit&lerir! Tidak ada standarisasi tentang nilai ini! "alam praktek% iasanya atas pr&p&rsi&nal sama dengan atas elastis! D$=+&* (&#* 4 plastic deformation5

Yaitu peruahan entuk yang tidak kemali ke keadaan semula! Pada )r!00 yaitu ila ahan ditarik sampai mele+ati atas pr&p&rsi&nal dan men,apai daerah landing ! T$%&'%&' )) &#& @ uy 4upper *ield stress5

Tegangan maksimum seelum ahan memasuki .ase daerah landing peralihan de.&rmasi elastis ke plastis! T$%&'%&' )) /&& @ ly 4lower *ield stress5

Tegangan rata-rata daerah landing seelum enar-enar memasuki .ase de.&rmasi plastis! #ila hanya diseutkan tegangan luluh 4 *ield stress5% maka yang dimaksud adalah tegangan ini! R$%&'%&' )) < 4 *ield strain5

Regangan permanen saat ahan akan memasuki .ase de.&rmasi plastis! R$%&'%&' $&#*  $ 4elastic strain5

Regangan yang diakiatkan peruahan elastis ahan! Pada saat ean dilepaskan regangan ini akan kemali ke p&sisi semula!


''

PENGUJIAN BAHAN

R$%&'%&' (&#*  ( 4 plastic strain5

Regangan yang diakiatkan peruahan plastis! Pada saat ean dilepaskan regangan ini tetap tinggal seagai peruahan permanen ahan! R$%&'%&' ##& 4total strain5

Merupakan gaungan regangan plastis dan regangan elastis%  T A eX p! Perhatikan ean dengan arah (#E! Pada titik #% regangan yang ada adalah regangan t&tal! *etika ean dilepaskan% p&sisi regangan ada pada titik E dan esar regangan yang tinggal 4E5 adalah regangan plastis! T$%&'%&' #&+*; &;*) TTM %UT+ ultimate tensile strength&

Pada )r!00 ditunjukkan dengan titik G 4S 5% merupakan esar tegangan maksimum yang didapatkan dalam uji tarik! K$;)&#&' (&#& %)reaking strength&

Pada )r!00 ditunjukkan dengan titik "% merupakan esar tegangan di mana ahan yang diuji putus atau patah! T$%&'%&' )) (&& &#& #&'(& /&#& ,$& &'#&+& ($+)/&&' $&#* &' (&#*

Untuk hasil uji tarik yang tidak memiliki daerah linier dan landing yang jelas% tegangan luluh iasanya dide.inisikan seagai tegangan yang menghasilkan regangan permanen seesar 1!0L% regangan ini diseut offset,strain 4)r!095!


'(

PENGUJIAN BAHAN )amar 09! Penentuan tegangan luluh %*ield stress& untuk kur/a tanpa daerah linier Perlu untuk diingat ah+a satuan $I untuk tegangan %stress& adalah Pa 4Pas,al% Nm05 dan strain adalah esaran tanpa satuan! 3. I#*& &*'

$elanjutnya akan kita ahas eerapa istilah lain yang penting seputar interpretasi hasil uji tarik! K$$'#)+&' 4ductilit*5

Merupakan si.at mekanik ahan yang menunjukkan derajat de.&rmasi plastis yang terjadi seelum suatu ahan putus atau gagal pada uji tarik! #ahan diseut lentur %ductile& ila regangan plastis yang terjadi seelum putus leih dari 3L% ila kurang dari itu suatu ahan diseut getas %)rittle&! D$+&,&# ;$$'#*'%&' 4resilience5

"erajat kelentingan dide.inisikan seagai kapasitas suatu ahan menyerap energi dalam .ase peruahan elastis! $ering diseut dengan M&dulus *elentingan %Modulus of Resilience&% dengan satuan strain energ* per unit (olume 4J&ulem9 atau Pa5! "alam )r!2% m&dulus kelentingan ditunjukkan &leh luas daerah yang diarsir! D$+&,&# ;$#&'%%)&' %toughness&

*apasitas suatu ahan menyerap energi dalam .ase plastis sampai ahan terseut putus! $ering diseut dengan M&dulus *etangguhan 4m&dulus &. t&ughness5! "alam )r!3% m&dulus ketangguhan sama dengan luas daerah dia+ah kur/a (#G"! P$'%$+&&' +$%&'% %strain hardening&

$i.at keanyakan l&gam yang ditandai dengan naiknya nilai tegangan eranding regangan setelah memasuki .ase plastis!


')

PENGUJIAN BAHAN

T$%&'%&' $,&#* ? +$%&'%&' $,&#* %true stress+ true strain&

"alam eerapa kasus de.inisi tegangan dan regangan seperti yang telah diahas di atas tidak dapat dipakai! Untuk itu dipakai de.inisi tegangan dan regangan sejati% yaitu tegangan dan regangan erdasarkan luas penampang ahan se,ara real time!

H. H)/)'%&' T$%&'%&' : R$%&'%&'

)ra.ik tegangan S dan regangan  adalah linear - elastik untuk small de.le,ti&n! (rtinya% jika gaya 6 dierikan pada enda sedemikian sehingga terjadi regangan % maka perandingan antara gaya 6 dengan perpindahan ke,il Z: adalah seanding dengan perandingan tegangan S terhadap regangan ! Perandingan nilai S terhadap regangan  adalah suatu k&nstanta E yang dinamakan m&dulus elastisitas yang tergantung pada ahan! Inilah yang dinamakan linear! M&dulus ini nilainya eruah terhadap suhu% dan dalam +aktu yang sangat lama eruah juga terhadap +aktu! yang dimaksud elastik adalah% jika gaya 6 tadi dihilangkan% maka enda yang erde.&rmasi akan kemali pada p&sisi semula! Untuk prinsip-prinsip dasar mekanika% analis is selalu erada dalam daerah linear - elastik dan harga E yang tetap! Tegangan merupakan parameter yang leih erarti dari pada gaya dalam mempelajari ahan% karena e.ek gaya terpakai P pada suatu ahan terutama tergantung kepada luas penampang dari agan struktur! $eagai akiatnya adalah iasa menggamarkan diagram huungan antara tegangan dan regangan dalam lap&ran pengujian tertentu! "iagram diagram demikian menentukan huungan antara tegangan dan regangan% dan untuk eragai ma,am kegunaan dianggap tidak tergantung dari ukuran spe,imen dan panjang ukurannya! Untuk kur/a-kur/a tegangan-regangan ini% iasa pula digunakan skala &rdinat untuk tegangan dan skala asis untuk untuk regangan! Tegangan iasa dihitung erdasarkan luas asli dari spesimen% meskipun agaimana diseutkan seelumnya penyusutan dan pemuaian dari ahan selalu terjadi setiap saat! #ila tegangan dihitung dengan memagi gaya terpakai dengan luas ersangkutan yang sesungguhnya dari spe,imen pada saat yang sama% maka kita memper&leh apa yang diseut tegangan sejati!


'*

PENGUJIAN BAHAN Pl&t tegangan sejati /s regangan diseut kur/a tegangan-regangan sejati! *ur/a-kur/a seperti itu jarang digunakan dalam praktek! $e,ara eksperimen diterangkan ah+a diagram tegangan-regangan sangat ereda untuk ahan-ahan yang ereda! Untuk ahan yang sama diagram ini ereda pula% tergantung pada suhu pengujian yang dilakukan% ke,epata n pengujian dan eerapa /ariael lainnya! Tetapi% umumnya ada dua jenis diagram yang dikenal! Yang satu jenis untuk aja tuang% ahan ulet yang anyak digunakan dalam k&ntruksi! Jenis yang lainnya erma,am - ma,am ahan seperti aja perkakas% et&n% temaga% dan seterusnya mempunyai kur/a jenis ini% meskipun mempunyai harga ekstrim dari regangan dimana ahan-ahan ini dapat ertahan!

I. C!NT!H PERC!BAAN 1. INSTALASI PERC!BAAN

)amar 0;! Instalasi Per,&aan Uji Puntir

2. PR!SEDUR PRAKTIKUM

:angkah = langkah yang dilakukan dalam pengujian adalah seagai erikut 7 2! $iapkan alat pengujian eserta digital force displa*% kun,i chuck % dan spe,imen! 0! 8uungkan digital force displa* dengan sens&r pada alat pengujian! 9! 8uungkan digital force displa* terseut dengan saklar arus listrik! :alu periksa apakah digital force displa* sudah terpasang dengan aik! ;! $iapkan spesimen uji dan ukur dimensi spesimen terseut!


'+

PENGUJIAN BAHAN 3! :etakan kedua ujung spesimen pada chuck yang ada dialat pengujian dengan ukuran yang sudah ditentukan! :alu kun,i kedua chuck terseut! F! #eri pemeanan sesuai gaya atau sudut yang ditentukan! :alu lihat hasil pada digital force displa* 4gaya5 dan protactor scale 4sudut5! ! Masukan data yang akan diamil pada tale pengamatan! O! Peng&lahan data!

PR!SEDUR PERC!BAAN DIAGRAM ALIR


',

PENGUJIAN BAHAN

U"ur di!ensi dari spesi!en

Pi#ih beban !o!en puntir s"a#a penuh pada !esin uji puntir

/entu"an "e$epatan Puntiran dan "e$epatan "ertas

0eta""an spe$i!en pada !esin uji punter dan pasti"an spe$i!en terpasang denga

Beri tanda pada spe$i!en dengan tinta atau tip%e

Ja#an"an Mesin Uji Puntir

Perhati"an perubahan &ang terjadi pada pena dan "ertas pere"a! data

3aat spe$i!en patah #epas"an spe$i!en dari !esin uji puntir

U"ur dia!eter di te!pat patahan dan daerah deor!asi p#astis

D&#& &' H&* P$+/&&' −

material

7 st-9


'-

PENGUJIAN BAHAN − − − − − − − −

*ekerasan a+al *ekerasan akhir panjang spesimen diameter spesimen ke,epatan putar mesin jumlah putaran spesimen diameter spesimen di tempat yang patah mesin uji yang digunakan

7 9!3 8R( 7 ;F 8R( 7 FF mm 7 F!O3 mm 7 2F rpm 7 3!F 7 3!9 mm 7 Tarn& )r&,ki

*ur/a dari mesin uji puntir7

Kurva Uji Puntir 45 40

39.92

35 30 25

Momen Puntir (Nm)

20 15 10 5 0 0

1

2

3

4

5

6

7

8

Putaran (n)

PENG!LAHAN DATA

θ "engan persamaan

=

0π n

θ

% maka diper&leh kur/a

/s MT seagai

erikut7


(

PENGUJIAN BAHAN



vs MT ) ( '

Momen Puntir (Nm)

2 1  . %1

2.

(.

*.



Untuk menentukan atas luluh geser material uji kita dapat melihat kelinearan kur/a! $elain itu kita dapat menentukan atas luluh gesernya dengan ,ara &..set yaitu

θ ?

θ =

L

1%1; radm dari gage length! "engan persamaan

% dimana : adalah panjang

θ ? gage length! Maka didapat kur/a 

/s MT seagai erikut7

' vs MT

) ( ' MT

2 1   %1

















'




(1

PENGUJIAN BAHAN Untuk memper&leh kur/a tegangan = regangan geser% dilakukan perhitungan dengan 7 τ = Momen

puntir MT = momentahanan J

"ari perhitungan dengan .&rmula di atas% didapatkan kur/a tegangan = regangan geser seagai erikut7 

vs shear stress (N/mm2) + * ) (

shear stress (N/mm2)

' 2 1   %1















(ra)

τ

=

σ γ

0

"engan persamaan7

=

0ε

dan

% diper&leh kur/a Tres,a yaitu7

Tres!a !urve ( vs



)

1) 1 

-''.+-

)  















%) 

"engan persamaan7


(2

PENGUJIAN BAHAN

τ

σ =

γ

9

=

ε 9

dan

% diper&leh kur/a /&n Mis,es yaitu7

von mis!esh ( ') ' 2) 

2 1) 1 )   %)



















(paila disatukan% menjadi7

Tres!a " #on Mis!esh 1( 12 1 , 

4on Mis$esh

*

/res$a

( 2   %2




















('

PENGUJIAN BAHAN

Menentukan k&e.isien kekuatan 4*5 dan k&e.isien strain hardening 4n57 o

Pada kur/a Tres,a7

tres!a +.*

$n 

56 7 .22 8 ,.+2

+.1

*.* %,.)

%,

%+.)

%+

$n

σ t

%*.)

%*



=

-e

n

"iketahui persamaan tegangan alir7

ln σ t

=

ln - + n ln e

dengan ,ara regresi lineardidapat persamaan garis7 & 7 .22( 8 ,.+21 jadi7

k&e.isien strain hardening 4n5 k&e.isien kekuatan 4*5



A 1%00; ln *

A O!02

*

A F291 MPa


((

PENGUJIAN BAHAN

o

Pada kur/a /&n Mis,es7

von mis!esh *.( *.2 *

56 7 .22 8 +.()

$n 

)., ).* ).( ).2 )

%,.)

%,

%+.)

%+

$n

%*.)

%*



"engan ,ara sama didapat7 k&e.isien strain hardening 4n5

A 1!00;

k&e.isien kekuatan 4*5

A !;;F



ln * *

A 229 MPa

ANALISA • Terjadi peredaan antara hasil per,&aan dan hasil perhitungan di hampir

•

semua perhitungan! (danya peredaan antara > pada aja dan > pada kuningan % dikarenakan

•

peredaan M&dulus )eser antara aja dan kuningan Pada per,&aan kuningan terjadi err&r yang leih esar kemungkinan dikarenakan kesalahan penglihatan ketika mengamil data sudut >!


()

PENGUJIAN BAHAN •

"engan 6 yang sama %> kuningan leih esar dianding dengan aja kemungkinan dikarenakan% Syield aja leih tinggi diandingkan dengan

•

kuningan! > pada pengukuran leih esar dari pada > perhitungan % kemungkinan dikarenakan setting n&l yang tidak enar!

BAB III PENUTUP

KESIMPULAN U,* ()'#*+ dilakukan untuk menentukan tegangan alir 4.l&+ stress5 dari material%

menentukan atas luluh geser% dan menentukan m&dulus elastisitas geser dari material! 6l&+ stress adalah ketahanan material terhadap peruahan entuk! Jadi pada kur/a % .l&+ stress dimulai dari atas luluhnya hingga titik .ra,ture-nya! Pada uji puntir ini digunakan penampang erentuk lingkaran karena merupakan ge&metri paling sederhana untuk perhitungan tegangan! *etika material dieri ean puntir didapat diameter dan panjang spesimen yang eruah! $eharusnya pengujian yang kita lakukan tidak meruah dimensi ge&metris dari spesimen karena ean yang kita erikan hanya ean puntir dan tidak ada ean tarik ataupun tekan! Peruahan dimensi ini dapat diakiatkan karena mesin uji puntir dan spesimen tidak tepat sesumu! 8al ini terlihat dari spesimen hasil uji yang engk&k sehingga ada kemungkinan terjadi ean ending ataupun ean lainnya pada spesimen terseut!

KESIMPULAN DARI C!NT!H PERC!BAAN

2! "ari uji puntir ini% kita memper&leh 7 a! #atas luluh geser dari material

A ;FF!O MPa

! *&e.isien kekuatan 4*5

A F291 MPa 4Tres,a5 229 MPa 4'&n Mis,es5

d! *&e.isien strain hardening 4n5

A 1!00;


(*

Pengujian Puntir Niko Fix

Recommend Documents