BAB I
BAB I
PENDAHULUAN
PENDAHULUAN
1.1
1.1Latar Belaka
Latar Belakang
ng
Uji Tarik merupakan salah satu pengujian untuk mengetahui sifat – sifat Uji Tarik merupakan salah satu pengujian untuk mengetahui sifat – sifat suatu bahan. Dengan menarik suatu
suatu bahan. Dengan menarik suatu bahan kita bahan kita akan segera mengetahui bagaimanakan segera mengetahui bagaimanaa bahan
bahan tersebut tersebut berekasi berekasi terhadap terhadap tenaga tenaga tarikan tarikan dan dan mengetahui mengetahui sejauh sejauh manamana material itu bertambah panjang.
material itu bertambah panjang.
Banyak hal yang dapat kita pelajari dari hasil uji tarik, bila kita terus menarik 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 suatu bahan suatu logam sampai putus kita akan mendapatkan profil tarikan yang lengkap yang berupa kurva. Kurva ini menunjukan hubungan antara gaya tarikan lengkap yang berupa kurva. Kurva ini menunjukan hubungan antara gaya tarikan dengan perubahan panjang.
dengan perubahan panjang. Dengan menarik
Dengan menarik suatu bahan suatu bahan kita akan segera mkita akan segera mengetahui engetahui bagaimana bahanbagaimana bahan tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material itu tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material itu bertambah panjang. Alat eksperimen untuk uji
bertambah panjang. Alat eksperimen untuk uji tarik ini harus tarik ini harus memiliki engkeramanmemiliki engkeraman !! grip grip " yang kuat dan kekakuan yang tinggi !" yang kuat dan kekakuan yang tinggi ! highly stiff highly stiff ". ".
#uatu logam mempunyai sifat – sifat tertentu yang dibedakan atas sifat fisik, #uatu logam mempunyai sifat – sifat tertentu yang dibedakan atas sifat fisik, mekanik, thermal dan korosif. #alah satu yang penting dari sifat tersebut adalah sifat mekanik, thermal dan korosif. #alah satu yang penting dari sifat tersebut adalah sifat mekanik. #ifat mekanik terdiri dari keuletan, kekerasan, kekuatan dan ketangguhan. mekanik. #ifat mekanik terdiri dari keuletan, kekerasan, kekuatan dan ketangguhan. #if
#ifat at mekmekanianik k mermerupaupakan kan salsalah ah satu satu auauan an untuntuk uk melmelakuakukan kan proproses ses selaselanjunjutnytnyaa terhadap suatu material yang selanjutnya dibentuk dan dilakukan proses permesinan. terhadap suatu material yang selanjutnya dibentuk dan dilakukan proses permesinan. Dalam pembuatan suatu konstruksi diperlukan materila dengan spesifikasi Dalam pembuatan suatu konstruksi diperlukan materila dengan spesifikasi dan sifat
dan sifat – sifat – sifat yang khusuyang khusus s pada setiap bagiannypada setiap bagiannya. Diperlukan materila yang kuata. Diperlukan materila yang kuat untuk menerima beban diatasnya, material juga harus elastis agar pada saat terjadi untuk menerima beban diatasnya, material juga harus elastis agar pada saat terjadi pembebanan standart atau berlebih tidak patah.
pembebanan standart atau berlebih tidak patah.
$eskipun dalam proses pembuatan telah diprediksi sifat mekanik dari logam, $eskipun dalam proses pembuatan telah diprediksi sifat mekanik dari logam, kita perlu benar – benar mengetahui nilai mutlak dan akurat dari sifat mekanik kita perlu benar – benar mengetahui nilai mutlak dan akurat dari sifat mekanik log
logam am terstersebuebut. t. %en%engugujian jian dimdimaksuaksudkadkan n agaagar r kitkita a dapdapat at menmengetagetahui hui besbesar ar sifasifatt mekanik dari material, sehingga dapat dilihat kelebihan dan kekurangannya.
mekanik dari material, sehingga dapat dilihat kelebihan dan kekurangannya.
%engujian tarik ini dilakukan untuk mengetahui sifat – sifat mekanis suatu %engujian tarik ini dilakukan untuk mengetahui sifat – sifat mekanis suatu material, khususnya logam diantara sifat – sifat mekanis yang dapat diketahui dari material, khususnya logam diantara sifat – sifat mekanis yang dapat diketahui dari hasil pengujian tarik adalah sebagai berikut &
' Kekuatan tarik
( Kuat luluh dari material ) Keuletan dari material
* $odulus elasti dari material + Kelentingan dari suatu material Ketangguhan.
%engujian tarik banyak dilakukan untuk melengkapi informasi ranangan 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 seara perlahan. %engujian tarik ini merupakan salah satu pengujian yang penting untuk dilakukan, karena dengan pengujian ini dapat
memberikan berbagai informasi mengenai sifat – sifat logam.
1.2Tujuan
%raktikum ini mempunyai tujuan kepada mahasis-a antara lain & '" $ahasis-a mampu mengaplikasikan teori dalam praktek.
(" $ahasis-a mampu memahami ara melakukan pengujian tarik dan mengerti karakteristik pengujian yang terjadi.
)" $ahasis-a mampu melakukan analisa data terhadap pengujian tarik dengan membaa kurva diagram tarik.
BAB II
LANDASAN TEORI
Huku Hooke ! Hooke's Law"
ampir semua logam, pada tahap sangat a-al dari uji tarik, hubungan antara beban atau gaya yang diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang bahan tersebut. /ni disebut daerah linier atau linear 0one. Di daerah ini, kurva pertambahan panjang vs beban mengikuti aturan ooke 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&
• #tress !Tegangan $ekanis"& σ
=
F A Dimana & 1 2 gaya tarikan A 2 luas penampang • #train !3egangan"& ε
=
∆ L L Dimana & 45 2 %ertambahan panjang 5 2 %anjang a-al$aka, hubungan antara stress dan strain dirumuskan& E
=
σ ε atau δL Lo=
F E . A .0 Dimana &6 2 $odulus elastisitas yang merupakan konstanta bahan ε 2 3egangan
δ 5 2 %ertambahan panjang material 5o 2 %anjang mula – mula material 1 2 Beban tarik
Ao 2 5uas penampang material
Untuk menghitung tegangan ! σ
¿
dan 3egangan ! ε¿
digunakan rumus & σ=
FAo dan ε
=
AlLo 7 '889 Dimana &
1 2 :aya Total ! ;e-ton "
A8 2 5uas %enampang a-al !m< " 58 2 %anjang $ula – mula ! m "
Untuk reduksi penampang dapat dihitung dengan menggunakan &
Q
=
Ao−
AfAo x100 Dimana &
= 2 3eduksi %enampang dalam persen Ao 2 5uas %enampang a-al
Af 2 5uas penampang
Kurva yang menyatakan hubungan antara strain dan stress seperti ini sering disingkat dengan kurva ## !SS curve".
kurva standar ketika melakukan eksperimen uji tarik. 6 adalah gradien kurva dalam daerah linier, di mana perbandingan tegangan !>" dan regangan !?" selalu tetap. E diberi nama "Modulus Elastisitas" atau " Modulus Young" .
:ambar (.'. Kurva %ertambahan %anjang. B Dasar Pengujian Loga
Uji tarik adalah suatu metode yang digunakan untuk menguji kekuatan suatu bahan@ material dengan ara memberikan beban gaya. asil yang didapatkan dari pengujian tarik sangat penting untuk rekayasa teknik dan desain produk karena menghasilkan data kekuatan material. %engujian uji tarik digunakan untuk mengukur ketahanan suatu material terhadap gaya statis yang diberikan seara lambat.
:ambar (.(. $esin Uji Tarik.
%engujian 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. %engujian tarik relatif sederhana, murah dan sangat terstandarisasi dibanding pengujian lain. al – 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 berla-anan ! bertolak belakang ". Besarnya gaya tarik yang dapat ditahan batang bahan uji dengan ukuran dan penampang tertentu, dapat
ditentukan dengan ara membebani batang tersebut dengan tarikan yang semakin tinggi dan mengukur besarnya gaya maksimum yang dapat ditahan oleh batang sebelum putus dan patah .
:ambar. (.). Kerja gaya tarik terhadap batang uji.
Apabila setap mm< penampang dari bahan menerima@ menahan beban yang sama besar sebelum bahan uji tarik putus, maka harga ini disebut kekuatan tarik.
! "onse# Dasar Tegangan $an Regangan
%roses pembentukan seara metalurgi merupakan proses deformasi plastis. Deformasi plastis artinya adalah apabila bahan mengalami pembebanan se-aktu 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. %ada 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 a-al dan akhir tegangan serta regangan – regangan plastis tergantung dari jalannya pembebanan yang menyebabkan terapainnya keadaan akhir. :ejalan pengerasan regang ! strain hardening " se-aktu pelat mengalami proses pembentukan sulit diteliti dengan pendekatan teori plastisitas
:ambar.(.*. Kurva Tegangan dan 3egangan
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.
:ambar (.+. Benda ang Diberi :aya Tarik
%rinsip dasar pengujian tarik yang dilakukan ini adalah dengan melakukan penarikan terhadap suatu bahan sampai bahan tersebut putus@ patah. :aya tarik yang dikenakan pada spesimen benda uji sejajar dengan garis sumbu spesimen ! bahan uji " dan tegak lurus terhadap penampang spesimen yang sudah ditentukan menurut B#, /#, A#T$ dan sebagainnya. %engujian tarik merupakan pengujian terpenting dalam
pengujian statis, seara skematis hasil pengujian tarik untuk logam diperlihatkan diba-ah ini &
:ambar (.. Dimensi #pesimen Uji Tarik ! C/# ((8' ". D Detail Pro%il Uji Tarik $an Si%at &ekanik Loga
Untuk keperluan kebanyakan analisa teknik, data yang didapatkan dari uji tarik dapat digeneralisasi seperti pada gambar.
:ambar (.E. Kurva asil Uji Tarik
Asumsi bah-a kita melakukan uji tarik mulai dari titik sampai D sesuai dengan arah panah dalam gambar.
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 kemali ke kondisi semula" yaitu regangan FnolG pada titik .Tetapi bila beban ditarik sampai mele-ati titik A, hukum ooke tidak
lagi berlaku dan terdapat perubahan permanen dari bahan. Terdapat konvensi batas regangan permamen ! permanent strain" sehingga masih disebut perubahan elastis yaitu kurang dari 8.8)9, tetapi sebagian referensi menyebutkan 8.88+9 . Tidak ada standarisasi yang universal mengenai nilai ini.
• Batas proporsional σp
(
proportional limit)
.Titik sampai di mana penerapan hukum ook masih bisa ditolerir. Tidak ada standarisasi tentang nilai ini. Dalam praktek, biasanya batas proporsional sama dengan batas elastis.
• Deformasi plastis ! plastis deformation "
aitu perubahan bentuk yang tidak kembali ke keadaan semula. %ada gambar diatas yaitu bila bahan ditarik sampai mele-ati batas proporsional dan menapai daerah landing .
• Tegangan luluh atas σ uy ! upper yield stress ".
Tegangan maksimum sebelum bahan memasuki fase daerah landing peralihan deformasi elastis ke plastis.
• Tegangan luluh ba-ah
lower yield stress σ ly
¿
"Tegangan rataHrata daerah landing sebelum benarHbenar memasuki fase deformasi plastis. Bila hanya disebutkan tegangan luluh ! yield stress", maka yang dimaksud
adalah tegangan ini.
• 3egangan luluh
¿
3egangan permanen saat bahan akan memasuki fase deformasi plastis
• 3egangan elastis εe
(
Elastic strain)
3egangan yang diakibatkan perubahan elastis bahan. %ada saat beban dilepaskan regangan ini akan kembali ke posisi semula.
• 3egangan plastis ε p
(
plastic strain)
3egangan yang diakibatkan perubahan plastis. %ada saat beban dilepaskan regangan ini tetap tinggal sebagai perubahan permanen bahan.
• 3egangan total ! total strain "
$erupakan gabungan regangan plastis dan regangan elastis, ?T 2 ?eI? p.%erhatikan beban dengan arah AB6. %ada titik B, regangan yang ada adalah regangan total. Ketika beban dilepaskan, posisi regangan ada pada titik 6 dan besar regangan yang tinggal !6" adalah regangan plastis.
• Tegangan tarik maksimum ! ultimate tensile strength "
%ada gambar ditunjukkan dengan titik J !>", merupakan besar tegangan maksimum yang didapatkan dalam uji tarik.
• Kekuatan patah ! breaking strength "
%ada 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
• satuan #/ untuk tegangan !stress adalah %a !%asal, ;@m(" dan strain adalah besaran
tanpa satuan.
• "elenturan !ductility"
terjadi sebelum suatu bahan putus atau gagal pada uji tarik. Bahan disebut lentur !ductile bila regangan plastis yang terjadi sebelum putus lebih dari +9, bila kurang dari itu suatu bahan disebut getas !rittle.
• Derajat kelentingan ! resilience "
Derajat kelentingan didefinisikan sebagai kapasitas suatu bahan menyerap energi dalam fase perubahan elastis. #ering disebut dengan $odulus Kelentingan !Modulus of #esilience, dengan satuan strain energy per unit volume !Coule@m)atau %a".
• Derajat ketanguhan ! toughness "
Kapasitas suatu bahan menyerap energi dalam fase plastis sampai bahan tersebut putus. #ering disebut dengan $odulus Ketangguhan !modulus of toughness". Dalam gambar (.., modulus ketangguhan sama dengan luas daerah diba-ah kurva ABJD. Ketangguhan ! #o" adalah perbandingan antara kekuatan dan keuletan.
• %engerasan regang ! strain hardening ".
#ifat kebanyakan logam yang ditandai dengan naiknya nilai tegangan berbanding regangan setelah memasuki fase plastis.
• Tegangan sejati, regangan sejati ! true stress$ true strain "
Untuk itu dipakai definisi tegangan dan regangan sejati, yaitu tegangan dan regangan berdasarkan luas penampang bahan seara real time.
3egangan sejati didefinisikan sebagai pertambahan panjang d5 dibagi panjang bahan 5.
E &esin Uji Tarik
Dilihat dari ara pemberian beban atau gaya tarik pada batang uji maka mesin uji dapat dibedakan menjadi ( ! dua " yaitu &
' $esin uji tarik mekanik ( $esin uji tarik hidrolik
$esin 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.
:ambar (.'( $esin uji tarik mekanik
$esin 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 maam pengujian diantarannya &
• %engujian tarik • %engujian tekan • %engujian geser • %engujian lengkung
