Senin, 24 Oktober 2011

KULIAH MATERIAL TEKNIK TENGUJIAN TARIK

a. Batas proporsionalitas (proportionality limit) 
Merupakan daerah batas dimana tegangan dan regangan mempunyai hubungan proporsionalitas satu dengan lainnya. Setiap penambahan tegangan akan diikuti dengan  penambahan regangan secara proporsional dalam hubungan linier σ = Eε (bandingkan dengan hubungan y = mx; dimana y mewakili tegangan; x mewakili regangan dan m mewakili slope kemiringan dari modulus kekakuan). Titik P pada Gambar 1.1 di bawah ini
menunjukkan batas proporsionalitas dari kurva tegangan-regangan.
 
           Gambar 1.1. Kurva tegangan-regangan dari sebuah benda uji terbuat baja ulet

b. Batas elastis (elastic limit)
Daerah elastis adalah daerah dimana bahan akan kembali kepada panjang semula bila  tegangan luar dihilangkan. Daerah proporsionalitas merupakan bahagian dari batas elastik ini.  Selanjutnya bila bahan terus diberikan tegangan (deformasi dari luar) maka batas elastis akan   terlampaui pada akhirnya sehingga bahan tidak akan kembali kepada ukuran semula. Dengan kata lain dapat didefinisikan bahwa batas elastis merupakan suatu titik dimana tegangan yang diberikan akan menyebabkan terjadinya deformasi permanen (plastis) pertama kalinya. Kebanyakan material teknik memiliki batas elastis yang hampir berimpitan dengan batas proporsionalitasnya.

c. Titik luluh (yield point) dan kekuatan luluh (yield strength)
Titik ini merupakan suatu batas dimana material akan terus mengalami deformasi tanpa  adanya penambahan beban. Tegangan (stress) yang mengakibatkan bahan menunjukkan mekanisme luluh ini disebut tegangan luluh (yield stress). Titik luluh ditunjukkan oleh titik Y pada Gambar 1.1 di atas.   Gejala luluh umumnya hanya ditunjukkan oleh logam-logam ulet dengan struktur kristal BCC dan FCC yang membentuk interstitial solid solution dari atom-atom carbon, boron, hidrogen dan oksigen. Interaksi antara dislokasi dan atom-atom tersebut menyebabkan baja ulet eperti mild steel menunjukkan titik luluh bawah (lower yield point) dan titik luluh atas (upper yield point).
Baja berkekuatan tinggi dan besi tuang yang getas umumnya tidak memperlihatkan batas luluh yang jelas. Untuk menentukan kekuatan luluh material seperti ini maka digunakan suatu metode yang dikenal sebagai Metode Offset. Dengan metode ini kekuatan luluh (yield strength) ditentukan sebagai tegangan dimana bahan memperlihatkan batas penyimpangan/deviasi tertentu dari proporsionalitas tegangan dan regangan . Pada Gambar 1.2 di bawah ini garis offset OX ditarik paralel dengan OP, sehingga perpotongan XW dan kurva tegangan-regangan memberikan titik Y sebagai kekuatan luluh. Umumnya garis offset OX diambil 0.1 – 0.2% dari regangan total dimulai dari titik O.

Gambar 1.2. Kurva tegangan-regangan dari sebuah benda uji terbuat dari bahan getas

Kekuatan luluh atau titik luluh merupakan suatu gambaran kemampuan bahan menahan  deformasi permanen bila digunakan dalam penggunaan struktural yang melibatkan pembebanan mekanik seperti tarik, tekan bending atau puntiran. Di sisi lain, batas luluh in harus dicapai ataupun dilewati bila bahan (logam) dipakai dalam proses manufaktur produk-produk logam seperti proses rolling, drawing, stretching dan sebagainya. Dapat dikatakan
bahwa titik luluh adalah suatu tingkat tegangan yang:
• Tidak boleh dilewati dalam penggunaan struktural (in service)
• Harus dilewati dalam proses manufaktur logam (forming process) 

c. Kekuatan tarik maksimum (ultimate tensile strength)
Merupakan tegangan maksiumum yang dapat ditanggung oleh material sebelum terjadinya

Pada bahan ulet tegangan maksimum ini ditunjukkan oleh titik M (Gambar 1.1) dan  selanjutnya bahan akan terus berdeformasi hingga titik B. Bahan yang bersifat getas memberikan perilaku yang berbeda dimana tegangan maksimum sekaligus tegangan perpatahan (titik B pada Gambar 1.2). Dalam kaitannya dengan penggunaan struktural maupun dalam proses forming bahan, kekuatan maksimum adalah batas tegangan yang sama sekali tidak boleh dilewati.

d. Kekuatan Putus (breaking strength)
Kekuatan putus ditentukan dengan membagi beban pada saat benda uji putus (Fbreaking) dengan luas penampang awal Ao. Untuk bahan yang bersifat ulet pada saat beban maksimum M terlampaui dan bahan terus terdeformasi hingga titik putus B maka terjadi mekanisme penciutan (necking) sebagai akibat adanya suatu deformasi yang terlokalisasi. Pada bahan ulet kekuatan putus adalah lebih kecil daripada kekuatan maksimum sementara pada bahan getas kekuatan putus adalah sama dengan kekuatan maksimumnya.

e. Keuletan (ductility)
Keuletan merupakan suatu sifat yang menggambarkan kemampuan logam menahan deformasi hingga terjadinya perpatahan. Sifat ini , dalam beberapa tingkatan, harus dimiliki oleh bahan bila ingin dibentuk (forming) melalui proses rolling, bending, stretching, drawing, hammering, cutting dan sebagainya. Pengujian tarik memberikan dua metode pengukuran keuletan bahan yaitu: 
dimana α adalah sudut yang dibentuk oleh daerah elastis kurva tegangan-regangan. Modulus elastisitas suatu material ditentukan oleh energi ikat antar atom-atom, sehingga besarnya nilai modulus ini tidak dapat dirubah oleh suatu proses tanpa merubah struktur bahan. Sebagai contoh diberikan oleh Gambar 1.3 di bawah ini yang menunjukkan grafik tegangan-regangan beberapa jenis baja:

g. Modulus kelentingan (modulus of resilience)
Mewakili kemampuan material untuk menyerap energi dari luar tanpa terjadinya kerusakan.
Nilai modulus dapat diperoleh dari luas segitiga yang dibentuk oleh area elastik diagram
tegangan-regangan pada Gambar 1.1. 

h. Modulus ketangguhan (modulus of toughness)
Merupakan kemampuan material dalam menyerap energi hingga terjadinya perpatahan.
Secara kuantitatif dapat ditentukan dari luas area keseluruhan di bawah kurva teganganregangan hasil pengujian tarik seperti Gambar
1.1. Pertimbangan disain yang mengikut
sertakan modulus ketangguhan menjadi sangat penting untuk komponen-komponen yang mungkin mengalami
pembebanan berlebih secara tidak disengaja. Material dengan modulus ketangguhan yang tinggi akan mengalami distorsi yang besar karena pembebanan berlebih, tetapi hal ini tetap disukai dibandingkan material
dengan modulus yang rendah dimana perpatahan akan terjadi tanpa suatu peringatan terlebih dahulu.

i. Kurva tegangan-regangan rekayasa dan sesungguhnya
Kurva tegangan-regangan rekayasa didasarkan atas dimensi awal (luas area dan panjang) dari benda uji, sementara untuk mendapatkan kurva tegangan-regangan sesungguhnya diperlukan  luas area dan panjang aktual pada saat pembebanan setiap saat terukur. Perbedaan kedua kurva tidaklah terlampau besar pada regangan yang kecil, tetapi menjadi signifikan pada rentang terjadinya pengerasan regangan (strain hardening), yaitu setelah titik luluh terlampaui. Secara khusus perbedaan menjadi demikian besar di dalam daerah necking. Pada kurva tegangan-regangan rekayasa, dapat diketahui bahwa benda uji secara aktual mampu menahan turunnya beban karena luas area awal Ao bernilai konstan pada saat penghitungan  tegangan
σ = P/Ao. Sementara pada kurva tegangan-regangan sesungguhnya luas area aktual
adalah selalu turun hingga terjadinya perpatahan dan benda uji mampu menahan peningkatan  tegangan karena
σ = P/A. Gambar 1.4 di bawah ini memperlihatkan contoh kedua kurva tegangan-regangan tersebut pada baja karbon rendah (mild steel).

Gambar 1.4. Perbandingan antara kurva tegangan-regangan rekayasa dan sesungguhnya dari baja karbon rendah (mild steel)

KLIK DI SINI UNTUK MATERI SAMBUNGAN DI ATAS


Nb: Setelah Pengayaan Materi Pengujian Tarik, Ada Baiknya Jika Saudara/i Melihat Link PROSEDUR Praktikum Metalurgi Pengujian Tarik

Sekian Posting dari saya, Semoga posting di atas bisa bermanfaat saudara/i.
Tinggalkan Komentar, Jika ada yang Kurang Jelas, Caci maki, Pujian dll.
Like via Facebook dan dapatkan artikel terbaru dari kami saat kami update artikel
Follow/Join This Site Dengan Account Gmail, mail Yahoo, Twitter, AIM, Netlog, dan Open Id Untuk Mendapatkan Artikel dari kami via E-MAIL.

Salam Sejahtra dari Saya Penulis Artike => http://file-education.blogspot.com Situs Bank Materi, Bank Soal, Bank Pembahasan => Matematika, Kimia, Fisika, Makalah, karya Tulis Ilmiah, Semua Materi Kuliah Teknik Mesin.

0 comments:

Poskan Komentar