Laporan Praktikum Uji Kuat Lentur Bahan

(1)

LAPORAN PRAKTIKUM

PENGUJIAN KEKUATAN BAHAN DAN METROLOGI

JOB PRAKTEK:

UJI KUAT LENTUR DISUSUN OLEH :

NAMA : MUH FADIL AKBAR NIM : 44323055

KELAS : 2C-D4 MANUFAKTUR

PROGRAM STUDI D4 TEKNIK MANUFAKTUR JURUSAN TEKNIK MESIN

POLITEKNIK NEGERI UJUNG PANDANG

2025

(2)

KARTU ASISTENTSI

Nama Mata Kuliah : Praktikan Pengujian Bahan dan Metrologi Lanjut Nama Job : Pengujian Lentur

Nama Mahasiswa : Syarul Nisyam

NIM : 44323057

Kelompok/Kelas :2 /2C

Program Studi : D-4 Manufaktur Tanggal Pengambilan Data : 2 Mei 2025

No. Tanggal Revisi Paraf

Tanggal ACC : ……… Makassar,...2023 Pembimbing Job,

(………..)

(3)

1

A. TOPIK: PENGUJIAN KEKUATAN BAHAN SUB TOPIK: PENGUJIAN KEKUATAN LENTUR B. TUJUAN

Setelah mahasiswa melakukan peraktek kekuatan lentur, maka mahasiswa dapat:

a. Menhitung besar reaksi rumpuan b. Menghitung besar momen pada balok.

c. Menghitung tegangan lentur pada balok.

d. Menetukan Modulus Elastis (Modulus Young) bahan.

e. Menghitung besar sudut lentur

f. Menentukan jarak tumpuan pada lenturan maksimun C. TEORI

a. Menentukan besar Reaksi pada Tumpuan

Reaksi tumpuan adalah besar beban yang diterima oleh tumpuan akibat pembebanan yang terjadi pada balok. Untuk menentukan besar reaksi pada tumpuan, maka digunakan rumus persamaan momen,

Gambar 1. Konstruksi Uji Lentur

MA = 0

- (RB x L) + (Fa) = 0 RB = ^{( F}

a) L

MB = 0

(RA x L) - (F b) = 0 RA = ^{( F b)}

(4)

L

(5)

3 Keterangan:

MA = jumlah momen dititik A

MB = jumlah momen dititik B RA = reaksi tumpuan dititik A (N) RB = reaksi tumpuan dititik B (N) a,b = jarak beban dari tumpuan (mm) L = jarak tumpuan (mm)

b. Tegangan Lentur

Jika suatu balok yang ditumpu pada kedua ujungnya dan mendapat beban tangensial, maka pada balok tersebut akan mengalami tegangan yang dinamakan tegangan lentur (tegangan bengkok). Besar tegangan lentur yang terjadi dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

  M W

dimana: σ = t.egangan lentur (N/mm² ) M = Momen lentur (N-mm)

W = momen tahanan lentur (mm³ ) c. Momen Lentur

Jika pembebanan tangensial diberikan pada balok yang ditumpu pada kedua ujungnya, maka akan terjadi momen pada balok. Besar momen yang terjadi, tergantung pada besar beban yang bekerja, jenis beban dan posisi pembebanan.

Jenis beban pada garis besarnya terdiri atas 3 jenis, yaitu; beban titik, beban terbagi rata dan beban berubah kontinu. Posisi pembebanan yang akan diamati yaitu pembebanan sentris dan tidak sentris (eksentris).

Penjelasan: Pada kegiatan peraktikum ini,jenis beban dan posisi pembebanan yang akan diberikan pada pada blok uji yaitu beban titik (satu titik) pada posisi sentris dan beban titik (satu titik) pada posisi eksentris.

(6)

Gambar 2. Lenturan yang terjadi pada batang tumpuan sederhana

Untuk. menentukan besar momen lentur yang terjadi pada balok uji, digunakan rumus sebagai berikut:

M = R a x a Dimana:

M = momen lentur (N-mm) R = reaksl pada tiunpuan (N)

a = jarak beban (gaya) terhadap tumpuan (mm) d. Momen Tahan Lentur

Momen tahanan adalah besar momen Inersia dibagi dengan jarak dari sumbu netral kelapisan terluar balok uji. Momen tahanan lentur untuk bahan berpenampang bulat pejal adalah sebagai berikut:

 ^d³ W 

32

dlmana: W = momen tahanan lentur (mm³) d = diameter bahan (mm)

Gambar 3. Bentuk permukaan penampang benda uji d

(7)

2 2 2

5 e. Modulus Elastis (Modulus Young)

Jika batang ditekan dan mengalami lenturan, tetapi bila beban dihilangkan maka batang kembali seperti semula, maka batang ini dikatakan elastls. Besar modulus elastis yang terjadi tergantung dari posisl pembebanan.

1. Untuk beban titik (satu titk) sentris, digunakan rumus:

F L ³ E 

48 y I

2. Untuk beban titik (satu titk) eksentris, digunakan rumus:

- (F a)

E  ( L  a )³

dimana: E = modulus elastis (N/mm²) L = jarak antara dua tumpuan (mm) y = jarak lenturan (mm)

I = momen inersia terhadap sumbn balok (mm⁴) a = jarak beban terhadap reaksi tumpuan (mm)

Momen Inersia untuk bahan berpenampang bulat adalah sebagai berikut:

 ^d⁴ I 

64

f. Jarak lenturan maksimum terhadap titik A 1. Untuk pembebanan sentris

x = L/2

2. Untuk pembebanan eksentris

x 

g. Sudut Lentur

1. Beban titik (satu titik) sentris

F L ²

 ^a ^b 16 E I 9 3 . I . y . L

L ²  a ² 3

(8)

2. Beban titik (satu titik) eksentris

- (F a) (L ² a ² )

^a

6 L E I - (F b) (L ² b ² )

^b

6 L E I

dimana: θa = sudut lentur dititik A, dalam radian θb = sudut lentur dititik B, dalam radian

a = jarak beban dari titik A b = jarak beban dari titik B

D. ALAT DAN BAHAN

1. Universal testing machine dan bagian-bagiannya 2. Dial indikator

3. Pena Ploltter (Rotring) 4. Spidol

5. Kertas grafik 6. Jangka sorong E. LANGKAH KERJA

a. Pengujian untnk beban titik (satu titik) eksentris 1. Siapkan alat dan bahan (lihat, poin D)

2. Hidupkan mesin hidrolik dengan menekan "pump on", sehingga "pump lamp" menyala. Biarkan sekitar 5 menit sebagai pemanasan awal.

3. Kalibrasi mesin.

4. Tentukan skala beban dengan memutar "range".

5. Pasang roda penumpu dengan posisi a = b 6. Tempatkan balok uji di atas roda penumpu.

7. Pasang dial indikator untuk mengukur besar lenturan yang terjadi.

8. Gerakkan mesin sehingga balok uji menyentnh atas mesin. Atur jarum dial indikator pada posisi nol.

9. Berikan beban dengan cara memutar tombol "speed control valve" pada posisi load.

(9)

6

10. Catat besar beban pada saat dial indikator menunjukkan selisih 0,01 mm sampai pada posisi lenturan maksimum.

11. Turunkan beban sehingga balok uji tidak lagi menyentuh penumpu bagian atas mesin.

12. Lepaskan balok uji dari roda penumpu.

b. Beban titik (satu titik) pada posisi pembebanan eksentris

Semua langkah kerj sama dengan beban titik sentris kecuali pada poin 5 h. Pasang roda permmpu pada posisi a ≥ b.

F. KESELAMATAN KERJA

1. Perhatikan ranges dial indikator, jangan sampai bekerja di luar rangesnya.

2. Pembukaan katup keluar dari hidrolik dilakukan setelah katup masuk tertutup.

3. Perhatikan ranges kerena dinamometer, iangan sampai keluar dari range yang telah dipormat

4. Bersihkan mesin yang telah digunakan.

(10)

G. DATA PENGAMATAN

Tabel G.1 Data Pengamatan Baja Karbon a. Jenis Bahan : Baja Karbon b. Posisi Pembebanan : Sentris (a = b = 50) c. Diameter Bahan (d) : 16 mm

d. Jarak Tumpuan (L) : 100 mm No

. Beban (F) N Lenturan (y) mm

1 0 0

2 500 0,01

3 1.000 0,03

4 1.500 0,05

5 2.000 0,08

6 2.500 0,10

7 3.000 0,12

8 3.500 0,14

9 4.000 0,16

10 4.500 0,17

11 5.000 0,21

12 5.500 0,25

13 6.000 0,28

14 6.500 0,30

15 7.000 0,34

16 7.500 0,37

17 8.000 0,41

18 8.500 0,45

19 9.000 0,49

20 9.500 0,53

21 10.000 0,58

22 10.500 0,69

23 11.000 0,74

24 11.500 0,79

25 12.000 0,89

26 12.500 1,03

27 13.000 1,15

28 13.500 1,37

29 14.000 1,64

30 14.500 2,61

31 15.000 2,73

32 15.500 3,37

33 16.000 4,60

(11)

8

34 16.500 7,05

35 17.000 11,60

36 17.500 15,09

37 18.000 26,10

Tabel G.1. Data Pengamatan Baja Karbon

(12)

Tabel G.2 Data Pengamatan Tembaga a. Jenis Bahan : Tembaga

b. Posisi Pembebanan : Eksentris (a= 50, b = 50) c. Diameter Bahan (d) : 14,80 mm

1 0 0

2 500 0,04

3 1.000 0,07

4 1.500 0,11

5 2.000 0,15

6 2.500 0,20

7 3.000 0,26

8 3.500 0,32

9 4.000 0,40

10 4.500 0,47

11 5.000 0,60

12 5.500 0,74

13 6.000 1,00

14 6.500 1,61

15 7.000 3,75

16 7.500 9,73

17 8.000 16,62

18 8.500 30,62

Tabel G.2. Data Pengamatan Tembaga

(13)

10 Tabel G.3 Data Pengamatan Aluminium

a. Jenis Bahan : Aluminium

b. Posisi Pembebanan : Eksentris ( a = 40, b = 60) c. Diameter Bahan (d) : 15,80 mm

1 0 0

2 500 0,06

3 1000 0,16

4 1500 0,27

5 2000 0,34

6 2500 0,45

7 3000 0,55

8 3500 0,70

9 4000 0,91

10 4500 1,31

11 5000 2,05

12 5500 3,17

13 6000 4,85

14 6500 7,25

15 7000 13,74

16 7500 28,05

Tabel G.2. Data Pengamatan Aluminium

(14)

Tabel G.4 Data Pengamatan Kuningan a. Jenis Bahan : Kuningan

b. Posisi Pembebanan : Eksentris ( a = 40, b = 60) c. Diameter Bahan (d) : 16 mm

1 0 0

2 500 0,03

3 1000 0,11

4 1500 0,17

5 2000 0,24

6 2500 0,27

7 3000 0,32

8 3500 0,38

9 4000 0,42

10 4500 0,47

11 5000 0,53

12 5500 0,58

13 6000 0,65

14 6500 0,74

15 7000 0,84

16 7500 0,99

17 8000 1,15

18 9500 1,42

19 10000 1,77

20 10500 2,15

21 11000 2,61

22 11500 3,18

23 12000 3,80

24 12500 4,42

25 13000 5,51

26 113500 5,81

Tabel G.4. Data Pengamatan Kuningan

(15)

12 H. HASIL DAN PEMBAHASAN

Berdasarkan data pengamatan pada Tabel G.1 kolom kedua, maka diperoleh analisis data sebagai berikut:

Jarak Tumpuan (L) : 100 mm

Posisi Pembebanan : Sentris, a = b = 50 mm Diameter bahan (d) : 16 mm Beban (F) N : 500 N

Lenturan (y) mm : 0.1 mm a. Reaksi Tumpuan

RA=(Fb)

L RA=(500×50)

100 RA = 250 N

Karena pembebanan sentris, maka RA = RB = 250 N b. Momen Lentur

M=RA × a M=250×50 M = 12.500 N/mm

Karena pembebanan sentris, maka Ma = Mb = 12.500 N/mm

c. Momen Tahanan Lentur W=π d³

32 W=(3.14)(16)³

32

W = 401.92 mm³ d. Momen Inersia I=π d⁴

64

I=(3.14)(16)⁴ 64

(16)

I=3215.36mm³

(17)

14 e. Tegangan Lentur

σ=M W σ=12.500

401.92 σ=31.10071656

Karena pembebanan sentris, maka σ=31.10071656 N/ mm² f. Modulus Elastisitas (Modulus Young)

E= F L³ 48y I

E= (500)(100)³ 48(0.01)(3215.36) E=¿32396.57975 N/ mm² g. Sudut Lentur

θa=θb= F L² 16EI θa=θb=(500)(100)²

16EI 𝜃𝑎 = 𝜃^𝑏 = 0,0003 𝑅𝑎𝑑

Karena pembebanan sentris, maka 𝜃𝑎 = 𝜃𝑏 = 0,0003 𝑅𝑎𝑑

(18)

Posisi Pembebanan : Sentris (a =50 b = 50 mm) Diameter bahan (d) : 14,80 mm Beban (F) N : 500 N

Lenturan (y) mm : 0,4 mm a. Reaksi Tumpuan

RA=(Fb)

L RA=(500×50)

100 R=250N

Karena pembebanan sentris, maka RA = RB = 250 N b. Momen

Lentur M=RA × a

M=250×50M=12.500N/mm

Karena pembebanan sentris, maka Ma =Mb = 12.500 N/mm

32 W=(3.14)(14,80)³ 32 W=318.10084mm³

(19)

16 d. Momen Inersia

I=π d⁴

64 I=(3.14) (14,80)⁴ 64 I=2353.946216mm⁴ e. Tegangan Lentur

σ=M W

σ= 12.500 318.10084 σ=39.30N/mm²

Karena pembebanan sentris, maka σ=39.30 N/mm² f. Modulus Elastisitas (Modulus Young)

E= F L³ 48y I

E= (500)(100)³ 48(0.04)(2353.946216) E = 11062,9827 N/mm²

Karena pembebanan sentris, maka E = 11062,9827 N/mm² g. Sudut Lentur

θa=θb= F L² 16EI

θa=θb= (500)(100)²

16(11062,9827)(2353.946216) 𝜃𝑎 = 𝜃^𝑏 = 0.0120 𝑅𝑎𝑑

Karena pembebanan sentris, maka 𝜃𝑎 = 𝜃^𝑏 = 0.0120 𝑅𝑎𝑑

(20)

Posisi Pembebanan : Eksentris (a = 40 b = 60 mm) Diameter bahan (d) : 15,80 mm

Beban (F) N : 500 N Lenturan (y) mm : 0,06 mm

a. Reaksi Tumpuan RA=(Fb)

L RB=(Fa)

L RA=(500×60)

100 RB=(500×40)

100 RA = 200 N RB = 300 N

Karena pembebanan eksentris, maka RA = 300 dan RB = 200 N b. Momen Lentur

Ma=RA × a Mb=RB × b Ma = 200 × 40 Mb = 300 × 60 Ma = 8.000 N/mm Mb = 18.000 N/mm

Karena pembebanan eksentris, maka Ma = 8.000 N/mm dan Mb = 18.000 N/mm

32 W=(3.14)(15.80)³

32 W = 387,035615 mm³ d. Momen Inersia

I=π d⁴ 64

I=(3.14)(15.80)⁴ 64

I = 3057,581359 mm⁴

(21)

18 e. Tegangan Lentur

σa=Ma

W σb=Mb W σa= 8.000

387,035615 σb= 18.000

387,035615

σa = 20,6699324 N/mm² σb=¿46,50734791 N/mm² Karena pembebanan eksentris, maka σa = 20,6699324 N/mm² dan σb=¿

46,50734791 N/mm²

f. Modulus Elastisitas (Modulus Young) Ea = −(Fa)

9

√

³. I . y . L-(L²−a²)

3 2

Ea = −((500)(40))

9

√

³^.(3057,581359)(0.6)(100)(100²−40²)

3 2

Ea = - 5384,1422 N/mm² Eb = −(Fb)

9

√

³. I . y . L-(L²−b)

3 2

Eb = −((500)(60))

9

√

³^.(3057,581359)(0.6)(100)(100²−60²)

3 2

Eb = - 5371,0451 N/mm²

Karena pembebanan eksentris, maka Ea= - 5384,1422 N/mm² dan Eb = - 5371,0451 N /mm²

g. Sudut Lentur

θa=−(Fa)(L²−a²)

6L E I θb=−(Fb)(L²−b²) 6L E I

θa= −(500.40)(100²−40²)

6(100)(−5384,1422)(3057,581359) θb= −(500.60)(100²−60²)

6(100)(−5371,0451)(3057,581359)

𝜃𝑎 = 0,0170 𝑅𝑎𝑑 𝜃b = 0.0194 𝑅𝑎𝑑

(22)

Karena pembebanan eksentris, maka 𝜃𝑎 = 0.000170 𝑅𝑎𝑑 dan 𝜃b = 0.0194 𝑅𝑎𝑑

(23)

20

Posisi Pembebanan : Sentris (a = 40 b = 60 mm) Diameter bahan (d) : 16 mm

Beban (F) N : 500 N

Lenturan (y) mm : 0,03 mm a. Reaksi Tumpuan

RA=(Fb)

L RB=(Fa)

L RA=(500×40)

100 RB=(500×60)

100

RA = 200 N RB= 300 N

Karena pembebanan sentris, maka RA = 300 N dan RB = 200 N b. Momen Lentur

Ma=RA × a Mb=RB × b

Ma = 200 ×40 Mb = 300 ×60

Ma = 8.000 N/mm Mb = 18.000 N/mm

Karena pembebanan sentris, maka Ma = 8.000 N/mm dan Mb = 18.000 N/mm c. Momen Tahanan Lentur

W=π d³

32 W=(3.14)(16)³ 32 W = 401.9200 mm³ d. Momen Inersia

I=π d⁴ 64

I=(3.14)(16)⁴ 64

(24)

I = 3215.36000 mm⁴ e. Tegangan Lentur

σa=Ma

W σb=Mb

W σa= 8.000

401.9200 σb= 18.000

401.9200

σa=24.880573 N/mm² σb=49.761146N/mm²

Karena pembebanan eksentris, maka σa=24.880573 N/mm² dan σb=49.761146N/mm²

f. Modulus Elastisitas (Modulus Young) Ea = −(Fa)

9

√

³. I . y . L-(L²−a²)

3 2

Ea = −((500)(40))

9

√

³^.⁽^3215.36000⁾⁽^0.03⁾⁽¹⁰⁰⁾^-⁽¹⁰⁰²⁻⁴⁰²⁾

3 2

Ea = - 102398,8144 N/mm² Eb = −(Fb)

9

√

³. I . y . L-(L²−b²)

3 2

Eb = −((500)(60))

9

√

³^.⁽^3215.36000⁾⁽^0.03⁾⁽¹⁰⁰⁾^-⁽¹⁰⁰²⁻⁶⁰²⁾

3 2

Eb = - 102129,7291 N/mm²

Karena pembebanan eksentris, maka Ea = - 102398,8144 N/mm² dan Eb = - 102129,7291 N/mm²

g. Sudut Lentur

θa=−(Fa)(L²−a²)

6L E I θb=−(Fb)(L²−b²) 6L E I θa= −(500.40)(100²−40²)

6(100)(−102398,8144)(3215.36000) θb= −(500.60)(100²−60²)

6(100)(−102129,7291)(3215.36000)

𝜃𝑎 = 0.0008 𝑅𝑎𝑑 𝜃𝑎 = 0.0019 𝑅𝑎𝑑

Karena pembebanan eksentris, maka 𝜃𝑎 = 0.0008 𝑅𝑎𝑑 dan 𝜃𝑎 = 0.0019 𝑅𝑎𝑑

(25)

22

Dengan melakukan perhitungan yang sama dengan analisis data di atas, maka diperoleh hasil analisis data selengkapnya untuk bagian baja, kuningan, tembaga, dan aluminium dapat dilihat pada tabel di bawah ini.

(26)

I. HASIL ANALISIS DATA

Tabel I.1. Hasil Analisis Data Baja Karbon

NO Beban

(F)N Lenturan (y)mm

Reaksi

Tumpuan Momen Lentur

Tahanan Lentur (W)

(mm3)

Momen Inersia (I)

(mm4)

Tegangan Lentur Modulus Young Sudut Lentur

RA (N) RB (N)

Lentur (Ma) (N-

mm)

Lentur (Mb) (N-

mm)

σa

(N/mm2) σb

(N/mm2) E (N/mm2) Sudut a,b (Rad)

1 0 0 0 0 0 0 0.00 0 0 0 0 0

2 500 0.1 250 250 12500 12500 401.92 3215.36 31.10 31.10 161982.8987 0.0006

3 1000 0.03 500 500 25000 25000 401.92 3215.36 62.20 62.20 215977.1983 0.0009

4 1500 0.05 750 750 37500 37500 401.92 3215.36 93.30 93.30 194379.485 0.0015

5 2000 0.08 1000 1000 50000 50000 401.92 3215.36 124.40 124.40 161982.8987 0.0024

6 2500 0.10 1250 1250 62500 62500 401.92 3215.36 155.50 155.50 161982.8987 0.0030

7 3000 0.12 1500 1500 75000 75000 401.92 3215.36 186.60 186.60 161982.8987 0.0036

8 3500 0.14 1750 1750 87500 87500 401.92 3215.36 217.71 217.71 161982.8987 0.0042

9 4000 0.16 2000 2000 100000 100000 401.92 3215.36 248.81 248.81 161982.8987 0.0048

10 4500 0.17 2250 2250 112500 112500 401.92 3215.36 279.91 279.91 171511.3045 0.0051

11 5000 0.21 2500 2500 125000 125000 401.92 3215.36 311.01 311.01 154269.4273 0.0063

12 5500 0.25 2750 2750 137500 137500 401.92 3215.36 342.11 342.11 142544.9509 0.0075

13 6000 0.28 3000 3000 150000 150000 401.92 3215.36 373.21 373.21 138842.4846 0.0084

14 6500 0.30 3250 3250 162500 162500 401.92 3215.36 404.31 404.31 140385.1789 0.0090

15 7000 0.34 3500 3500 175000 175000 401.92 3215.36 435.41 435.41 133397.6813 0.0102

(27)

16 7500 0.37 3750 3750 187500 187500 401.92 3215.36 466.51 466.51 131337.4854 0.0111

17 8000 0.41 4000 4000 200000 200000 401.92 3215.36 497.61 497.61 126425.6770 0.0123

18 8500 0.45 4250 4250 212500 212500 401.92 3215.36 528.71 528.71 122387.0790 0.0135

19 9000 0.49 4500 4500 225000 225000 401.92 3215.36 559.81 559.81 119007.8439 0.0147

20 9500 0.53 4750 4750 237500 237500 401.92 3215.36 590.91 590.91 116138.6821 0.0159

21 10000 0.58 5000 5000 250000 250000 401.92 3215.36 622.01 622.01 111712.3439 0.0174

22 10500 0.69 5250 5250 262500 262500 401.92 3215.36 653.12 653.12 98598.2861 0.0207

23 11000 0.74 5500 5500 275000 275000 401.92 3215.36 684.22 684.22 101817.8220 0.0210

24 11500 0.79 5750 5750 287500 287500 401.92 3215.36 715.32 715.32 94319.1562 0.0237

25 12000 0.89 6000 6000 300000 300000 401.92 3215.36 746.42 746.42 87361.5633 0.0267

26 12500 1.03 6250 6250 312500 312500 401.92 3215.36 777.52 777.52 78632.4751 0.0309

27 13000 1.15 6500 6500 325000 325000 401.92 3215.36 808.62 808.62 73244.4411 0.0345

28 13500 1.37 6750 6750 337500 337500 401.92 3215.36 839.72 839.72 63847.2739 0.0411

29 14000 1.64 7000 7000 350000 350000 401.92 3215.36 870.82 870.82 55311.2337 0.0492

30 14500 2.61 7250 7250 362500 362500 401.92 3215.36 901.92 901.92 58354.0877 0.0004

31 15000 2.73 7500 7500 375000 375000 401.92 3215.36 933.02 933.02 35600.6370 0.0819

32 15500 3.37 7750 7750 387500 387500 401.92 3215.36 964.12 964.12 29801.0080 0.1011

33 16000 4.60 8000 8000 400000 400000 401.92 3215.36 995.22 995.22 22536.7511 0.1380

34 16500 7.05 8250 8250 412500 412500 401.92 3215.36 1026.32 1,026.32 15164.3564 0.2115

35 17000 11.60 8500 8500 425000 425000 401.92 3215.36 1057.42 1,057.42 9495.5492 0.3480

36 17500 15.09 8750 8750 437500 437500 401.92 3215.36 1088.53 1,088.53 7514.1172 0.4527

37 18000 26.10 9000 9000 450000 450000 401.92 3215.36 1119.63 1,119.63 4468.4937 0.7830

Table I.1 Hasil Analisis Data Baja Karbon

(28)

Tabel I. 2. Hasil Analisis Data Tembaga

NO Beban

(F)N Lenturan (y)mm

Reaksi

Tumpuan Momen Lentur

Tahanan Lentur

(W) (mm3)

(mm4)

RA (N) RB (N)

Lentur (Ma) (N-

mm)

Lentur (Mb) (N-

mm)

σa

(N/mm2) σb

(N/mm2) E (N/mm2) Sudut a (Rad)

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.00

2 500 0.04 250 250 12500 12500 318.10 2353.95 39.30 39.30 11062.9827 0.0120

3 1000 0.07 500 500 25000 25000 318.10 2353.95 78.59 78.59 12643.4090 0.0210

4 1500 0.11 750 750 37500 37500 318.10 2353.95 117.89 117.89 120687.0866 0.0033

5 2000 0.15 1000 1000 50000 50000 318.10 2353.95 157.18 157.18 118005.1514 0.0045

6 2500 0.20 1250 1250 62500 62500 318.10 2353.95 196.48 196.48 110627.8294 0.0060

7 3000 0.26 1500 1500 75000 75000 318.10 2353.95 235.77 235.77 102119.8425 0.0078

8 3500 0.32 1750 1750 87500 87500 318.10 2353.95 275.07 275.07 96801.1007 0.0096

9 4000 0.40 2000 2000 100000 100000 318.10 2353.95 314.37 314.37 88503.8635 0.0120

10 4500 0.47 2250 2250 112500 112500 318.10 2353.95 353.66 353.66 84737.7417 0.0141

11 5000 0.60 2500 2500 125000 125000 318.10 2353.95 392.96 392.96 73753.2196 0.0180

12 5500 0.74 2750 2750 137500 137500 318.10 2353.95 432.25 432.25 65779.8385 0.0222

13 6000 1.00 3000 3000 150000 150000 318.10 2353.95 471.55 471.55 53102.3181 0.0300

14 6500 1.61 3250 3250 162500 162500 318.10 2353.95 510.84 510.84 35731.3734 0.0483

15 7000 3.75 3500 3500 175000 175000 318.10 2353.95 550.14 550.14 16520.7211 0.1125

16 7500 9.73 3750 3750 187500 187500 318.10 2353.95 589.44 589.44 6821.9833 0.2919

17 8000 16.62 4000 4000 200000 200000 318.10 2353.95 628.73 628.73 4260.1137 0.4986

(29)

18 8500 30.62 4250 4250 212500 212500 318.10 2353.95 668.03 668.03 2456.8343 0.9186 .Table I. 2 Hasil Analisis Data Tembag

(30)

Tabel I. 3. Hasil Analisis Data Aluminium

N o

Beba n (F)N

Lent uran (y)m m

Reaksi

Tumpuan Momen Lentur Momen Tahanan

Lentur (W) (mm3)

(mm4)

RA (N) RB

(N)

Lentur (Ma) (Nmm)

Lentur (Mb) (Nmm)

σa

(N/mm2) σb (N/mm2) Ea (N/mm2)

Eb (N/mm2)

Sudut a

(Rad) Sudut b (Rad)

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2 500 0.06 200 300 8000 18000 387.0356 3057.581359 20.669932 46.507348 -5384.1422 -5371,0451 0,0170` 0.0194 3 1000 0.16 400 600 16000 36000 387.0356 3057.581359 41.339865 93.014696 -40381.0667 -107520,9038 0,0045 0.0051 4 1500 0.27 600 900 24000 54000 387.0356 3057.581359 62.009797 139.522044 -35894.2815 -60424,2584 0,0076 0.0087 5 2000 0.34 800 1200 32000 72000 387.0356 3057.581359 82.679730 186.029392 -38005.7098 -47742,6239 0,0096 0.0110 6 2500 0.45 1000 1500 40000 90000 387.0356 3057.581359 103.349662 232.536740 -35894.2815 -47391,5752 0,0127 0.0145 7 3000 0.55 1200 1800 48000 108000 387.0356 3057.581359 124.019594 279.044087 -35241.6582 -42968,3615 0,0155 0.0178 8 3500 0.70 1400 2100 56000 126000 387.0356 3057.581359 144.689527 325.551435 -32304.8533 -41015,2541 0,0198 0.0226 9 4000 0.91 1600 2400 64000 144000 387.0356 3057.581359 165.359459 372.058783 -28399.8711 -36830,0241 0,0257 0.029481 10 4500 1.31 1800 2700 72000 162000 387.0356 3057.581359 186.029392 418.566131 -22194.1740 -31872,1363 0,0371 0.0424 11 5000 2.05 2000 3000 80000 180000 387.0356 3057.581359 206.699324 465.073479 -15758.4650 -24600,2069 0,058 0.0664 12 5500 3.17 2200 3300 88000 198000 387.0356 3057.581359 227.369256 511.580827 -11209.8907 -17292,1454 0,0913 0.1026 13 6000 4.85 2400 3600 96000 216000 387.0356 3057.581359 248.039189 558.088175 -7992.9534 -12199,2193 0,0137 0.2062 14 6500 7.25 2600 3900 104000 234000 387.0356 3057.581359 268.709121 604.595523 -5792.5944 -8637,9695 0,2055 0.2348 15 7000 13.74 2800 4200 112000 252000 387.0356 3057.581359 289.379054 651.102871 -3291.6153 -6223,0040 0,3894 0.4451 16 7500 28.05 3000 4500 180000 270000 387.0356 3057.581359 465.073479 697.610219 -1727.5322 -3518,1518 0,7951 0.7951

Table I. 3 Hasil Analisis Data Aluminium

(31)

Tabel I. 4. Hasil Analisis Data Kuningan

No Beba n (F)N

Lent uran (y)m m

Reaksi

Tumpuan Momen Lentur Momen Tahanan

Lentur (W) (mm3)

(mm4)

RA

(N) RB (N)

Lentur (Ma) (Nmm)

Lentur (Mb) (Nmm)

σa (N/mm2) σb (N/mm2) Ea (N/mm2) Eb (N/mm2) Sudut a (Rad)

Sudut b (Rad)

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

2 500 0.03 200 300 10000 20000 401.9200 3215.360000 24.880573 49.761146 -102398.8144 -102149,7291 0,0008 0.0019 3 1000 0.11 400 600 20000 40000 401.9200 3215.360000 49.761146 99.522293 -55853.8987 -55718,0340 0,0031 0.0035 4 1500 0.17 600 900 30000 60000 401.9200 3215.360000 74.641720 149.283439 -54211.1370 -54079,2683 0,0048 0.0055 5 2000 0.24 800 1200 40000 80000 401.9200 3215.360000 99.522293 199.044586 -51119.4072 -51074,8645 0,0068 0.0077 6 2500 0.27 1000 1500 50000 100000 401.9200 3215.360000 124.402866 248.805732 -56888.2302 -56749,8495 0,0076 0.0087 7 3000 0.32 1200 1800 60000 120000 401.9200 3215.360000 149.283439 298.566879 -57599.5122 -57459,2226 0,0090 0.0103 8 3500 0.38 1400 2100 70000 140000 401.9200 3215.360000 174.164013 348.328025 -56588.8185 56451,1661 0,0107 0.0123 9 4000 0.42 1600 2400 80000 160000 401.9200 3215.360000 199.044586 398.089172 -58513.6082 -58371,2738 0,0119 0.0136 10 4500 0.47 1800 2700 90000 180000 401.9200 3215.360000 223.925159 447.850318 -58825.0338 -58681,7593 0,0133 0.0152 11 5000 0.53 2000 3000 100000 200000 401.9200 3215.360000 248.805732 497.611465 -57961.7733 -57820,6014 0,0150 0.0172 12 5500 0.58 2200 3300 110000 220000 401.9200 3215.360000 273.686306 547.372611 -58261.5756 -58119,6734 0,0164 0.0188 13 6000 0.65 2400 3600 120000 240000 401.9200 3215.360000 298.566879 597.133758 -56713.3659 -56575,2346 0,0184 0.0211 14 6500 0.74 2600 3900 130000 260000 401.9200 3215.360000 323.447452 646.894904 -53967.1105 -53835,6680 0,0209 0.0240 15 7000 0.84 2800 4200 140000 280000 401.9200 3215.360000 348.328025 696.656051 -51199.5604 -51074,8645 0,0238 0.0272 16 7500 0.99 3000 4500 150000 300000 401.9200 3215.360000 373.208599 746.417197 -46545.0604 -46431,6950 0,0280 0.0321 17 8000 1.15 3200 4800 160000 320000 401.9200 3215.360000 398.089172 796.178344 -42740.5076 -42636,4086 0,0325 0.0373 18 8500 1.42 3800 5700 190000 380000 401.9200 3215.360000 472.730892 945.461783 -36777.1533 -36687,5787 0,0402 0.0461 19 9000 1.77 4000 6000 200000 400000 401.9200 3215.360000 497.611465 995.222930 -31240.3162 -31164,3241 0,0501 0.0574 20 9500 2.15 4200 6300 210000 420000 401.9200 3215.360000 522.492038 1044.984076 -27147.5926 -27081,5561 0,0609 0.0698

(32)

21 10000 2.61 4400 6600 220000 440000 401.9200 3215.360000 547.372611 1094.745223 -23539.9572 -23482,6963 0,0739 0.0847 22 10500 3.18 4600 6900 230000 460000 401.9200 3215.360000 572.253185 1144.506369 -20286.5575 -20237,2104 0,0901 0.1032 23 11000 3.80 4800 7200 240000 480000 401.9200 3215.360000 597.133758 1194.267516 -17785.0572 -17741,7950 0,1077 0.1234 24 11500 4.42 5000 7500 250000 500000 401.9200 3215.360000 622.014331 1244.028662 -15985.3352 -15946,4509 0,1252 0.1435 25 12000 5.51 5200 7800 260000 520000 401.9200 3215.360000 646.894904 1293.789809 -14315.9507 -14281,1271 0,1459 0.1672 26 12500 5.81 45400 68100 2270000 4540000 401.9200 3215.360000 647.890127 11295.780255 -13218.4356 -13186,2817 0,1640 0.0186

Tabel I. 4 Hasil Analisis Data Kuningan

(33)

J. GRAFIK HASIL ANALISIS DATA

Berdasarkan Hasil Pengamatan Pada Tabel I.1 sampai dengan Tabel I. 4, maka diperoleh grafik beban (N) terhadap lenturan (mm) sebagai berikut:

01000 2000

3000 4000

5000 6000

7000 8000

9000 10000

11000 12000

13000 14000

15000 16000

17000 18000 0

5 10 15 20 25 30 35

Grafik Beban Terhadap Lenturan

Baja Karbon Tembaga Aluminium Kuningan

Beban (N)

Lenturan (y)

Grafik J. 1. Beban Terhadap Lenturan

Berdasarkan Hasil Pengamatan Tabel I. 1 sampai dengan Tabel I. 4, maka diperoleh grafik beban (N) terhadap momen lentur (N/mm) sebagai berikut:

0 1500 3000

4500 6000

7500 9000

10500 12000

13500 15000

16500 18000 500000

100000 150000 200000 250000 300000 350000 400000 450000 500000

Grafik Beban Terhadap Momen Lentur

Beban (N)

Momen Lentur (N/mm)

Grafik J. 2. Beban Terhadap Momen Lentur

(34)

Berdasarkan Hasil Pengamatan Tabel I. 1 sampai dengan Tabel I. 4, maka

diperoleh grafik beban (N) terhadap momen tahanan lentur (mm³) sebagai berikut:

0 1500 3000

4500 6000

7500 9000

10500 12000

13500 15000

16500 18000 500

100150 200250 300350 400450

Grafik Beban Terhadap momen Tahanan Lentur

Beban (N)

Momen Tahanan Lentur (mm)

Grafik J. 3. Beban Terhadap Momen Tahanan Lentur

Berdasarkan Hasil Pengamatan Tabel I.1 sampai dengan Tabel I.4, maka diperoleh grafik beban (N) terhadap tegangan lentur (N/mm²) sebagai berikut :

01000 2000

3000 4000

5000 6000

7000 8000

9000 10000

11000 12000

13000 14000

15000 16000

17000 18000 0

200 400 600 800 1000 1200

Grafik Beban Terhadap Tegangan Lentur

Beban (N)

Tegangan Lentur (N/mm2)

(35)

Grafik J. 4. Beban Terhadap Tegangan Lentur

Berdasarkan Hasil Pengamatan Tabel I. 1 sampai dengan Tabel I. 4, maka diperoleh grafik beban (N) terhadap momen inersia (mm⁴) sebagai berikut :

01000 2000

3000 4000

5000 6000

7000 8000

9000 10000

11000 12000

13000 14000

15000 16000

17000 18000 0

1000500 15002000 25003000 3500

Grafik Beban Terhadap Momen Inersia

Beban (N)

Momen Inersia (mm4)

Grafik J. 5. Beban Terhadap Momen Inersia

Berdasarkan Hasil Pengamatan Tabel I.1 sampai dengan Tabel I.4, maka diperoleh grafik beban (N) terhadap modulus elastisitas (N/mm²) sebagai berikut:

01000 2000

3000 4000

5000 6000

7000 8000

9000 10000

11000 12000

13000 14000

15000 16000

17000 18000 -150000

-100000100000150000200000250000-50000500000

Grafik Beban Terhadap Modulus Elastis

Baja Karbon Tembaga Aluminium2 Kuningan

Beban (N)

Modulus Young (N/mm2

Grafik J. 6. Beban Terhadap Modulus Elastisitas

Berdasarkan Hasil Pengamatan Tabel I.1 sampai dengan Tabel I.4, maka diperoleh grafik beban (N) terhadap sudut lentur (Rad) sebagai berikut:

(36)

0 1000 2000

3000 4000

5000 6000

7000 8000

9000 10000

11000 12000

13000 14000

15000 16000

17000 18000 0

0.2 0.4 0.6 0.8 1

Grafik Beban Terhadap Sudut Lentur

Baja Karbon Tembaga Aluminium Kuningan Beban (N)

Sudut Lentur (rad)

Grafik 7. Beban Terhadap Sudut Lentur

(37)

Gambar Grafik di Mesin Universal Testing Machine

(38)

K. PEMBAHASAN

Pada grafik pertama membahas mengenai seberapa banyak lenturan yang diterima oleh material yang diakibatkan oleh pembebanan. Bisa dijelaskan bahwa pengujian kelenturan pada baja karbon dengan pembebanan sentris yang artinya bahwa jarak a sama besar dengan jarak b yaitu 50 mm dengan diameter bahan 16 mm kemudian diberikan beban sebesar 500 N sehingga dihasilkan lenturan sebesar 0.01 mm. Dari grafik tersebut dapat kita lihat bahwa tembaga memiliki nilai kelenturan terbesar hal ini menandakan bahwa tembaga memiliki tingkat kelenturan tertinggi yang dimana kelenturannya dapat mencapai nilai maksimum 30,62 mm. Kemudian aluminium memiliki tingkat lenturan tertinggi kedua dengsn nilai maksimum 28,05 mm. Selanjutnya kuningan yang memiliki nilai lenturan maksimum sebesar 5,81 mm. Sedangkan, pada kuningan dapat kita lihat bahwa material ini memiliki tingkat kelenturan terkecil. Hal ini menandakan bahwa dari ke-4 material ini kuningan yang paling getas.

Pada grafik kedua membahas momen lentur yang diterima material yang disebakan oleh pembebanan. Dari grafik ini dapat dilihat bahwa momen lentur terbesar adalah baja karbon, hal itu disebabkan karena baja karbon memiliki nilai kelenturan terbesar yang mencapai 450000 Nmm dan momen lentur yang dialami dimasing-masing tumpuan pada baja karbon dan tembaga sama karena material mengalami pembebanan sentris. Sama halnya dengan material baja karbon dan tembaga, pada material kuningan dan aluminium memiliki momen lentur yang sama pula karena dikedua tumpuannya. Hal ini di sebabkan karena pembebanan dilakukan secara eksentris. Dari hal ini kita dapat melihat bahwa lokasi pembebanan berpengaruh pada momen lentur.

Pada grafik ketiga membahas momen tahanan lentur yang diterima oleh material akibat pembebanan, sama seperti sebelumnya baja karbon memiliki nilai ketahanan terbesar. Hal ini disebabkan karena baja memiliki tingkat

(39)

ketahanan yang tinggi, kemudian berurutan material yang memiliki tahan lentur yaitu kuningan dan aluminium. Berbeda dengan ketiga material sebelumnya, tembaga justru memiliki tingkat tahanan terendah sehingga benda ini bersifat getas dan memiliki nilai tengangan yang jauh lebih kecil dari baja karbon, kuningan, dan tembaga. Momen tahanan lentur ini hanya dipengaruhi oleh diameter material dan grafik. Dengan itu kita dapat menyimpulkan bahwa baja karbon dan kuningan memiliki ∅ material terbesar dan disusul oleh tembaga dan aluminium.

Pada grafik keempat membahas tentang beban terhadap tengangan lentur yang diberikan pada spesimen , dapat dilihat bahwa semakin tinggi beban yang diberikan maka semakin besar pula tinggi tengangan lenturnya. Maka dapat dibandingkan pada empat spesimen diatas terdapat dua macam posisi pembebanan yaitu sentris dan esentris . pada posisi pembebanan sentris tegangan lentur baja lebih tinggi dari pada tembaga. Pada posisi pembebanan esentris tegangan lentur kuningan lebih tinggi di bandingkan aluminium. Maka dapat disimpulkan bahwa pada posisi pembebanan sentris memiliki pembebanan lebih tinggi dari pada eksentris.

Pada grafik kelima membahas beban terhadap momen inersia dapat dilihat dari grafik bahwa empat spesimen berbanding lurus ,momen inersia pada baja karbon dan kuningan momen inersia yang sama , sedangkan tembaga dan aluminium memiliki perbandingan yang berbeda, momen inersia aluminium lebih tinggi dari pada tembaga.

Pada grafik keenam membahas mengenai pembebanan terhadap modulus elastis. Pada grafik dapat dilihat bahwa material baja karbon memiliki modulus elastis paling tinggi yang dimana dapat mencapai nilai maksimum diatas 200.000 N/mm². Selanjutnya material dengan modulus elastis tertinggi kedua ialah material tembaga dengan nilai maksimum atas 100000 N/mm²,