BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Uji Tarik merupakan salah satu pengujian untuk mengetahui sifat – sifat suatu

bahan. Dengan menarik suatu bahan kita akan segera mengetahui bagaimana bahan

tersebut berekasi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material itu

bertambah panjang.

Banyak hal yang dapat kita pelajari dari hasil uji tarik, bila kita terus menarik suatu

bahan suatu logam sampai putus kita akan mendapatkan profil tarikan yang lengkap

yang berupa kurva. Kurva ini menunjukan hubungan antara gaya tarikan dengan

perubahan panjang.

Dengan menarik suatu bahan kita akan segera mengetahui bagaimana bahan

tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material itu

bertambah panjang. Alat eksperimen untuk uji tarik ini harus memiliki cengkeraman

( grip ) yang kuat dan kekakuan yang tinggi ( highly stiff ).

Suatu logam mempunyai sifat – sifat tertentu yang dibedakan atas sifat fisik,

mekanik, thermal dan korosif. Salah satu yang penting dari sifat tersebut adalah sifat

mekanik. Sifat mekanik terdiri dari keuletan, kekerasan, kekuatan dan ketangguhan.

Sifat mekanik merupakan salah satu acuan untuk melakukan proses selanjutnya

terhadap suatu material yang selanjutnya dibentuk dan dilakukan proses permesinan.

Dalam pembuatan suatu konstruksi diperlukan materila dengan spesifikasi dan sifat –

sifat yang khusus pada setiap bagiannya. Diperlukan materila yang kuat untuk

menerima beban diatasnya, material juga harus elastis agar pada saat terjadi

pembebanan standart atau berlebih tidak patah.

Meskipun dalam proses pembuatan telah diprediksi sifat mekanik dari logam,

kita perlu benar – benar mengetahui nilai mutlak dan akurat dari sifat mekanik logam

tersebut. Pengujian dimaksudkan agar kita dapat mengetahui besar sifat mekanik dari

material, sehingga dapat dilihat kelebihan dan kekurangannya.

Pengujian tarik ini dilakukan untuk mengetahui sifat – sifat mekanis suatu material,

khususnya logam diantara sifat – sifat mekanis yang dapat diketahui dari hasil

pengujian tarik adalah sebagai berikut :

1. Kekuatan tarik

2. Kuat luluh dari material

3. Keuletan dari material

4. Modulus elastic dari material

5. Kelentingan dari suatu material

6. Ketangguhan.

Pengujian tarik banyak dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar

kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan. Karena

dengan pengujian tarik dapat diukur ketahanan suatu material terhadap gaya statis

yang diberikan secara perlahan. Pengujian tarik ini merupakan salah satu pengujian

yang penting untuk dilakukan, karena dengan pengujian ini dapat memberikan

berbagai informasi mengenai sifat – sifat logam.

B. PERUMUSAN MASALAH

Dengan mempelajari uji tarik maka dapat dirumuskan beberapa masalah

antara lain :

1. Pengaruh atau respon material terhadap pembebanan ?

2. Pengujian tarik suatu benda uji akan menghasilkan suatu diagram tarik ?

C. BATASAN MASALAH

Karena banyak macam dan uji tarik yang ada, maka masalah dibatasin pada :

1. Mempelajari kurva diagram uji tarik dari benda uji.

2. Menetukan beberapa sifat mekanik benda uji.

3. Mengamati fenomena – fenomena fisik yang terjadi selama penarikan.

D. MANFAAT

Praktikum ini diharapkan mempunyai manfaat kepada mahasiswa antara lain :

1. Mengetahui fungsi secara umum seperti bagian – bagian pada alat uji tarik dan cara

penggunaannya.

2. Mengetahui dan menjelaskan kurva diagram uji tarik terhadap pengujian tarik suatu

benda uji.

E. TUJUAN

Praktikum ini mempunyai tujuan kepada mahasiswa antara lain :

1. Mahasiswa mampu mengaplikasikan teori dalam praktek.

2. Mahasiswa mampu memahami cara melakukan pengujian tarik dan mengerti

karakteristik pengujian yang terjadi.

3. Mahasiswa mampu melakukan analisa data terhadap pengujian tarik dengan membaca

kurva diagram tarik.

F. SISTEMATIKA PENULISAN

1. BAB I PENDAHULUAN

Dalam bab ini terdapat penjelasan mengenai latar belakang penulisan makalah, rumusan masalah, batasan masalah , manfaat , tujuan dan sistematika penulisan makalah itu sendiri.

2. BAB II LANDASAN TEORI

Dalam bab ini terdapat teori – teori yang mendukung dalam pembahasan materi makalah jurnal sehingga menunjang pemahaman dan penyelesaian praktikum dengan baik.

3. BAB III JURNAL PRAKTIKUM

Pada bab ini akan dibahas mengenai jurnal praktikum dan langkah – langkah percobaan sehingga dapat menjawab perumusan masalah yang dibuat.

4. BAB IV ANALISA HASIL DAN PEMBAHASAN SOAL

Pada bab ini dibahas mengenai jawaban pertanyaan dari jurnal praktikum

5. BAB V PENUTUP

Pada bab ini menyimpulkan permasalahan dalam jurnal praktikum yang dilakukan dan memberikan saran pengembangan kedepan dalam melakukan praktikum.

6. DAFTAR PUSTAKA

Memberi referensi penulisan untuk pengembangan yang lebih baik dan memberi penunjang untuk melakukan referensi yang lain.

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Teori Dasar

Hukum Hooke (Hooke's Law)

Hampir semua logam, pada tahap sangat awal dari uji tarik, hubungan antara beban

atau gaya yang diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang bahan tersebut.

Ini disebut daerah linier atau linear zone. Di daerah ini, kurva pertambahan panjang vs

beban mengikuti aturan Hooke yaitu rasio tegangan (stress) dan regangan (strain)

adalah konstan.

“Stress adalah beban dibagi luas penampang bahan”

“strain adalah pertambahan panjang dibagi panjang awal bahan”

Dirumuskan:

Stress (Tegangan Mekanis):   σ= FA

Dimana :

F = gaya tarikan

A = luas penampang

Strain (Regangan):   ε=∆ LL

Dimana :

ΔL = Pertambahan panjang

L = Panjang awal

  Maka, hubungan antara stress dan strain dirumuskan:E=σε

atau δLLo

= FE . A .0

Dimana :

E = Modulus elastisitas yang merupakan konstanta bahan

ε = Regangan

σ = Tegangan

δL = Pertambahan panjang material

Lo = Panjang mula – mula material

F = Beban tarik

Ao = Luas penampang material

Untuk menghitung tegangan ( σ ¿ dan Regangan ( ε ¿ digunakan rumus :

σ= FAo

dan ε=AlLo

x 100%

Dimana :

F = Gaya Total ( Newton )

A0 = Luas Penampang awal (m² )

L0 = Panjang Mula – mula ( m )

Untuk reduksi penampang dapat dihitung dengan menggunakan :

Q= Ao−AfAo

x100 %

Dimana :

Q = Reduksi Penampang dalam persen

Ao = Luas Penampang awal

Af = Luas penampang

 

Kurva yang menyatakan hubungan antara strain dan stress seperti ini sering disingkat

dengan kurva SS (SS curve).

kurva standar ketika melakukan eksperimen uji tarik. E adalah gradien kurva dalam

daerah linier, di mana perbandingan tegangan (σ) dan regangan (ε) selalu

tetap. E diberi nama "Modulus Elastisitas" atau " Modulus Young".

Gambar 2.1. Kurva Pertambahan Panjang.

B. Dasar Pengujian Logam

Uji tarik adalah suatu metode yang digunakan untuk menguji kekuatan suatu

bahan/ material dengan cara memberikan beban gaya. Hasil yang didapatkan dari

pengujian tarik sangat penting untuk rekayasa teknik dan desain produk karena

menghasilkan data kekuatan material. Pengujian uji tarik digunakan untuk mengukur

ketahanan suatu material terhadap gaya statis yang diberikan secara lambat.

Gambar 2.2. Mesin Uji Tarik.

Pengujian tarik adalah dasar dari pengujian mekanik yang dipergunakan pada

material. Dimana spesimen uji yang telah distandarisasi, dilakukan pembebanan

uniaxial sehingga spesimen uji mengalami peregangan dan bertambah panjang hingga

akhirnya patah. Pengujian tarik relatif sederhana, murah dan sangat terstandarisasi

dibanding pengujian lain. Hal – hal yang perlu diperhatikan agar pengujian

menghasilkan nilai valid adalah bentuk dan dimensi spesimen uji, pemilihan grips dll.

Beban tarikan adalah apabila pada suatu benda bekerja beberapa gaya yang

arah garis kerja gaya berlawanan ( bertolak belakang ). Besarnya gaya tarik yang

dapat ditahan batang bahan uji dengan ukuran dan penampang tertentu, dapat

ditentukan dengan cara membebani batang tersebut dengan tarikan yang semakin

tinggi dan mengukur besarnya gaya maksimum yang dapat ditahan oleh batang

sebelum putus dan patah .

Gambar. 2.3. Kerja gaya tarik terhadap batang uji.

Apabila setap mm² penampang dari bahan menerima/ menahan beban yang sama

besar sebelum bahan uji tarik putus, maka harga ini disebut kekuatan tarik.

C. Grip and Face Selection

Face dan grip adalah faktor penting.dengan pemilihan setting yang tidak tepat,

spesimen uji akan terjadi slip atau bahkan pecah dalam daerah grip ( jaw break ). Ini

akan menghasilkan hasil yang tidak valid. Face harus selalu tertutupi diseluruh

permukaan yang kontak dengan grip. Agar spesimen uji tidak bergesekan langsung

dengan face.

Beban yang diberikan pada bahan yang diuji ditransmisikan pada pegangan

bahan yang diuji. Dimensi dan ukuran pada benda uji disesuaikan dengan standar

baku pengujian. Spesimen uji harus memenuhi standar dan spesifikasi dari ASTM E8

atau D638. Bentuk dari spesimen penting karena kita harus menghindari terjadinya

patah atau retak pada daerah grip atau yang lainnya. Jadi standarisasi dari bentuk

spesimen uji dimaksudkan agar retak dan patahan terjadi didaerah gage length

D. Konsep Dasar Tegangan dan Regangan

Proses pembentukan secara metalurgi merupakan proses deformasi plastis.

Deformasi plastis artinya adalah apabila bahan mengalami pembebanan sewaktu

terjadinnya proses pembentukan dimana setelah beban dilepaskan maka diharapkan

pelat tidak kembali kekeadaan semula. Bahan yang mengalami proses embentukan ini

mengalami peregangan atau penyusutan. Terbentuknya bahan inilah yang dikatakan

sebagai deformasi plastis. Kondisi proses pembentukan dengan deformasi plastis ini

mendekatkan teori pembentukan dengan teori plastisitas.

Teori plastisitas membahas prilaku bahan pada regangan dimana pada kondisi

tersebut hukum hook tidak berlaku lagi. Aspek – aspek deformasi plastis membuat

formulasi matematis teori plastisitas lebih sulit dari pada perilaku benda pada elastis.

Pada hasil uji tarik sebuah benda uji menunjukan grafik tegangan regangan yang

terbentuk terdiri dari komponen elastis yang ditunjukan pada garis linier dan kondisi

plastis ditunjukan pada garis parabola sampai mendekati putus.

Deformasi elastis tergantung dari keadaan awal dan akhir tegangan serta

regangan – regangan plastis tergantung dari jalannya pembebanan yang menyebabkan

tercapainnya keadaan akhir. Gejalan pengerasan regang ( strain hardening ) sewaktu

pelat mengalami proses pembentukan sulit diteliti dengan pendekatan teori plastisitas

ini.

Gambar.2.4. Kurva Tegangan dan Regangan

Teori plastisitas telah menjadi salah satu bidang mekanika kontinum yang paling

berkembang, dam suatu kemajuan untuk mengembangkan suatu teori dalam rekayasa

yang penting. Analisis regangan plastis diperlukan dalam menangani proses

pembentukan logam. Teori plastisitas ini didasari atas pengujian tarik, dimana

pengujian tarik ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik dari suatu bahan.

Gambar 2.5. Benda Yang Diberi Gaya Tarik

Prinsip dasar pengujian tarik yang dilakukan ini adalah dengan melakukan

penarikan terhadap suatu bahan sampai bahan tersebut putus/ patah. Gaya tarik yang

dikenakan pada spesimen benda uji sejajar dengan garis sumbu spesimen ( bahan uji )

dan tegak lurus terhadap penampang spesimen yang sudah ditentukan menurut BS,

ISO, ASTM dan sebagainnya. Pengujian tarik merupakan pengujian terpenting dalam

pengujian statis, secara skematis hasil pengujian tarik untuk logam diperlihatkan

dibawah ini :

Gambar 2.6. Dimensi Spesimen Uji Tarik ( JIS Z2201 ).

E. Modulus Elastisitas

Modulus Elastisitas adalah ukuran kekuatan suatu bahan akan ke

elastisitasnya. Makin besar modulus, makin kecil regangan elastik yang dihasilkan

akibat pemeberian tegangan Modulus elastisitas ditentukan oleh gaya ikat antar atom,

karena gaya – gaya ini tidak dapat dirubah tanpa terjadi perubahan mendasar pada

sifat bahannya. Sehingga modulus elastisitas salah satu sifat – sifat mekanik yang

tidak dapat diubah. Sifat ini hanya sedikit berubah oleh adannya penambahan

panduan, perlakuan panas, atau pengerjaan dingin.

Modulus elastic dapat ditulis

Mo =σϵ

Dimana :

σ=tegangan

ε=Regangan

Tabel.2.1. Harga modulus elastisitas pada berbagai suhu.

Bahan

Modulus Elastisitas, psi x 106

Suhu

Kamar

400º F 800º F 1000º F 1200º F

Baja Karbon 30.0 27.0 22.5 19.5 18.0

Baja tahan karat

austenit

28.0 25.5 23.0 22.5 21.0

Paduan titanium 16.5 14.0 10.7 10.1

Paduan aluminium 10.5 9.5 7.8

Gambar. 2.7. Kurva Uji Tarik Tegangan dan Regangan

Apabila deformasi terjadi memanjang, terjadi pula deformasi penyusutan yang

melintang. Kalau regangan melintang ( lateral strain ) εr perbandingannya dengan e

( linier strain ) disebut juga perbandingan Poisson, dinyatakan dengan μ , μ= εrε

Modulus elastik Bulk ( K ) jika εV =13

maka K =ε3

yang artinya dalam deformasi

elastik volume mengembang.

Dalam hal geseran, regangan γ mempunyai hubungan dengan tegangan geser T yaitu :

T = Gxγ , G disebut sebagai modulus geser ( modulus of rigidity ). Jika dilihat dari

gambar grafik tegangan dan regangan memperlihatkan bahwa sesudah garis linier

muncul daerah luluh dan selanjutnya garis membentuk lengkungan sampai putus.

Garis melengkung inilah merupakan fungsi dari modulus elastisitas Bulk yang

digunakan pada prinsip pembentukan.

Gambar . 2.8. Kurva Tegangan dan Regangan Di Daerah Elastik

F. Detail Profil Uji Tarik dan Sifat Mekanik Logam

Untuk keperluan kebanyakan analisa teknik, data yang didapatkan dari uji tarik dapat

digeneralisasi seperti pada gambar.

Gambar 2.9. Kurva Hasil Uji Tarik

Asumsi bahwa kita melakukan uji tarik mulai dari titik O sampai D sesuai dengan arah

panah dalam gambar.

Batas elastisitas σϵ (elastic limit ).

Dalam gambar dinyatakan dengan titik A. Bila sebuah bahan diberi beban sampai

pada titik A, kemudian bebannya dihilangkan, maka bahan tersebut akan kembali ke

kondisi semula (tepatnya hampir kembali ke kondisi semula) yaitu regangan “nol”

pada titik O .Tetapi bila beban ditarik sampai melewati titik A, hukum Hooke tidak

lagi berlaku dan terdapat perubahan permanen dari bahan. Terdapat konvensi batas

regangan permamen (permanent strain) sehingga masih disebut perubahan elastis

yaitu kurang dari 0.03%, tetapi sebagian referensi menyebutkan 0.005% . Tidak ada

standarisasi yang universal mengenai nilai ini.

Batas proporsional σp ( proportional limit ) .

Titik sampai di mana penerapan hukum Hook masih bisa ditolerir. Tidak ada

standarisasi tentang nilai ini. Dalam praktek, biasanya batas proporsional sama

dengan batas elastis.

Deformasi plastis ( plastis deformation )

Yaitu perubahan bentuk yang tidak kembali ke keadaan semula. Pada gambar diatas

yaitu bila bahan ditarik sampai melewati batas proporsional dan mencapai

daerah landing.

Tegangan luluh atas σ uy( upper yield stress ).

Tegangan maksimum sebelum bahan memasuki fase daerah landing peralihan

deformasi elastis ke plastis.

Tegangan luluh bawah σ ly ¿)

Tegangan rata-rata daerah landing sebelum benar-benar memasuki fase deformasi

plastis. Bila hanya disebutkan tegangan luluh (yield stress), maka yang dimaksud

adalah tegangan ini.

Regangan luluhε y¿yield strain )

Regangan permanen saat bahan akan memasuki fase deformasi plastis

Regangan elastis ε e(Elastic strain)

Regangan yang diakibatkan perubahan elastis bahan. Pada saat beban dilepaskan

regangan ini akan kembali ke posisi semula.

Regangan plastis ε p(plastic strain)

Regangan yang diakibatkan perubahan plastis. Pada saat beban dilepaskan regangan

ini tetap tinggal sebagai perubahan permanen bahan.

Regangan total ( total strain )

Merupakan gabungan regangan plastis dan regangan elastis, εT = εe+εp. Perhatikan

beban dengan arah OABE. Pada titik B, regangan yang ada adalah regangan total.

Ketika beban dilepaskan, posisi regangan ada pada titik E dan besar regangan yang

tinggal (OE) adalah regangan plastis.

Tegangan tarik maksimum ( ultimate tensile strength )

Pada gambar ditunjukkan dengan titik C (σβ), merupakan besar tegangan maksimum

yang didapatkan dalam uji tarik.

Kekuatan patah ( breaking strength )

Pada gambar ditunjukkan dengan titik D, merupakan besar tegangan di mana bahan

yang diuji putus atau patah.

Tegangan luluh pada data tanpa batas jelas antara perubahan elastis dan plastis

Untuk hasil uji tarik yang tidak memiliki daerah linier dan landing yang jelas,

tegangan luluh biasanya didefinisikan sebagai tegangan yang menghasilkan regangan

permanen sebesar 0.2%, regangan ini disebut offset-strain.

Gambar 2.10. Penentuan Tegangan Luluh ( yield stress )Untuk Kurva Daerah

Linier

satuan SI untuk tegangan (stress) adalah Pa (Pascal, N/m2) dan strain adalah besaran

tanpa satuan.

Kelenturan (ductility)

Merupakan sifat mekanik bahan yang menunjukkan derajat deformasi plastis yang

terjadi sebelum suatu bahan putus atau gagal pada uji tarik. Bahan disebut

lentur (ductile) bila regangan plastis yang terjadi sebelum putus lebih dari 5%, bila

kurang dari itu suatu bahan disebut getas (brittle).

Derajat kelentingan ( resilience )

Derajat kelentingan didefinisikan sebagai kapasitas suatu bahan menyerap energi

dalam fase perubahan elastis. Sering disebut dengan Modulus Kelentingan (Modulus

of Resilience), dengan satuan strain energy per unit volume (Joule/m3atau Pa).

Derajat ketanguhan ( toughness )

Kapasitas suatu bahan menyerap energi dalam fase plastis sampai bahan tersebut

putus. Sering disebut dengan Modulus Ketangguhan (modulus of toughness). Dalam

gambar 2.6., modulus ketangguhan sama dengan luas daerah dibawah kurva OABCD.

Ketangguhan ( So) adalah perbandingan antara kekuatan dan keuletan .persamaan

sebagai berikut :

U t ≈ Su e f

Atau U t=So+Su

2ef

Dimana : U t : Jumlah unit Volume

Pengerasan regang ( strain hardening ).

Sifat kebanyakan logam yang ditandai dengan naiknya nilai tegangan berbanding

regangan setelah memasuki fase plastis.

Tegangan sejati, regangan sejati ( true stress, true strain )

Untuk itu dipakai definisi tegangan dan regangan sejati, yaitu tegangan dan regangan

berdasarkan luas penampang bahan secara real time.

Gambar.2.11. Regangan Sejati

Regangan sejati didefinisikan sebagai pertambahan panjang dL dibagi panjang bahan L.

ϵT= ∫Lo

Lo+∆L

L−1 dL

= ln ( 1 + ALLo

)

= ln ( 1 + ε)

=ln L

L0

= ln AoA

Tegangan sejati

σ T=FA

=F

Ao.

LL 0

= σL

L0 = σ (1+ε )

Volume konstan

AL = A0 L0

ε T=ln(1+ε )

σ T=σ (1+ε )

G. Mesin Uji Tarik

Dilihat dari cara pemberian beban atau gaya tarik pada batang uji maka mesin uji

dapat dibedakan menjadi 2 ( dua ) yaitu :

1. Mesin uji tarik mekanik

2. Mesin uji tarik hidrolik

Mesin uji tarik mekanik, pemberian gaya tarik diperoleh melalui sistem mekanik roda

– roda gigi yang digerakan dengan tangan ataupun dengan motor listrik. Kapasitas

mesin uji tarik mekanik ini biasanya realtif rendah dibandingkan dengan mesin

hidrolik.

Gambar 2.12 Mesin uji tarik mekanik

Mesin uji tarik hidrolik, gaya tarik dihasilkan oleh tekanan minyak didalam

silindernya. Kapasitas mesin hidrolik relatif besar dan biasannya mesin ini universal

sehingga dapat digunakan untuk melaksanakan beberapa macam pengujian

diantarannya :

Pengujian tarik

Pengujian tekan

Pengujian geser

Pengujian lengkung

Gambar 2.13 Mesin Uji tarik hidrolik

H. Bentuk dan Ukuran Batang Uji.

Bentu dan ukuran batang uji sudah dinormalisasikan dengan kata lain mengikuti

standart – standart tertentu.

Dilihat dari bentuk dapat digolongkan menjadi 2 ( dua ) yaitu :

1. Batang uji proporsional

Yang dimaksud dengan batang uji proporsional adalah panjang batang uji

ditentukan dengan menggunakan rumus :

Lo = k √Ao

Dimana :

Lo = Panjang batang uji

K = Konstanta

Ao = Luas penampang batang uji

Konstanta ( k ) untuk baja dan baja tuang adalah 5.65 untuk logam bukan besi

adalah 11.3 dan besi tuang mampu tempa adalah 3.39

a. Batang uji sistem Dp

Untuk batang uji dengan penampang bulat diberlakukan juga sistem Dp yaitu

perbandingan antara diameter dan batang uji sesuai dengan standar indonesia

( SNI ), sitem Dp yang dipakai adalah Dp 10, Dp 5 dan Dp 3, Dp 10 artinya

bahwa panjang batang uji ( Lo ) adalah 10 x Diameter. Ukuran ini juga adalah

pendekatan dari konstanta k = 11.3, DP 5 artinya bahwa panjang batang uji

( Lo ) 5 x Diameter. Ukuran ini juga adalah pendekatan dari konstanta k =

5.65 dan Dp 3 artinya bahwa panjang batang uji ( Lo ) 3 x Diameter atau

pendekatand ari konstantan k = 3.39

Gambar 2.14 Dimensi ukuran batang uji proporsional

Tabel 2.2. Standart ukuran batang uji untuk kepala rata/ lurus

d D ( min ) h ( min ) m n r Batang uji dp 5 Batang uji dp 10Lo Lo + 2m Lt. Min Lo Lo+2m Lt ( min )

6 8 25 3 2.5 3 30 36 91 60 66 1218 10 30 4 3 4 40 48 114 80 80 154

10 12 35 5 3 5 50 60 136 100 110 18612 15 40 6 4 6 60 72 160 120 132 22014 17 45 7 4.5 7 70 84 183 140 154 25516 20 50 8 5.5 8 80 96 207 160 176 28018 22 55 9 6 8 90 108 230 180 198 32020 24 60 10 6 10 100 120 252 200 220 35225 30 70 12.5 7 12.5 125 150 305 260 275 439

Tabel 2.3. Standart ukuran batang uji dengan kepala bertingkat

d d1 D min g min h min m n r Batang uji dp 5 Batang uji dp 10Lo Lo + 2m Lt. Min Lo Lo+2m Lt ( min )

6 7.5 11 6 11 3 2 3 30 36 71 60 66 1048 10 14 8 13 4 3 4 40 48 96 80 88 136

10 12 18 10 15 5 3 5 50 60 116 100 110 16612 14.5 21 12 17 6 4 6 60 72 138 120 132 19814 17 25 14 19 7 4.5 7 70 84 159 140 154 22916 19 28 16 21 8 5 8 80 96 180 160 176 26018 22 31 18 23 9 6 8 90 108 202 180 198 29220 24 35 20 25 10 6 10 100 120 222 200 220 32225 30 44 25 30 12.5 7.5 12.5 125 150 275 260 275 400

2. Batang uji non proporsional

Batang uji non proporsional adalah batang uji yang tidak mengikutirumus Lo=

k√Ao. Namun demikian masih tetap mempunyai ketentuan – ketentuan ukuran

tertentu untuk mendapatkan hasil yang lebih baik.

Batang uji non proporsional ini biasannya digunakan apabila menguji bahan –

bahan :

Kawat

Plat yang tipis ( pipih )

Besi tuang

Gambar 2.15 Dimensi ukuran batang uji non proporsional

I. Pengukuran Batang Uji Setelah Putus

Penentuan panjang ukur setelah putus dapat ditentukan dengan cara menyambungkan

kedua patahn batang uji yang sudah diuji. Dan mengukurnya pada batas panjang ukur

asal ( Lo ) yang sudah diberi tanda sebelum batang uji di uji pada mesin.

Apabila batang uji putus sekitar pertengahan panjang ukur batang uji atau tidak kuang

dari 1/3 panjang ukur batang uji dengan Dp 5 dan 1/5 panjang ukur untuk batang uji

Dp 10, maka panjang ukur dapat diukur langsung dari titik ujung yang satu ke titik

ujung yang lainnya.

Jika batang uji putus kurang dari 1/3 bagian dari batang ukur untuk batang uji Dp 5

dan 1/3 bagian panjang ukur untuk batang uji Dp 10, maka penentuan panjang ukur

setelah batang uji putus dilakukan dengan cara sebagai berikut :

Hubungkan kedua patahan batang uji putus

Tanda terdekat dengan bidang putus di beri tanda 0

Beri tanda 1.2 dan seterusnya pada bagian patahan yang terpendek sampai

pada titik ujung panjang ukur.

Pada bagian patahan yang panjang beri tanda 1,2,3 dan seterusnya. Sampai

setengah dari jumlah pembagian semula, yakni sampai pada 5 untuk 10

pembagian dan sampai 10 untuk 20 pembagian.

Gambar 2.16. Dimensi perubahan benda uji tarik tegangan

BAB III

JURNAL PRAKTIKUM

A. Maksud dan Tujuan

1. Mahasiswa mampu melakukan uji tarik dengan alat uji tarik

2. Mahasiswa mampu mengamati fenomena fisik yang terjadi selama penarikan.

3. Mahasiswa mampu membaca kurva uji tarik dari benda uji.

B. Alat dan Bahan

1. Mistar sorong

2. Benda uji tarik

3. Mesin uji tarik

4. Kertas grafik

5. Spidol

C. Langkah – Langkah Pengujian

1. Jepitlah batang uji pada kedua rahang penjepit, dan usahakan bahwa batang uji

satu sumbu dengan batang penarik.

2. Atur jarum penunjuk beban pada posisi nol, dengan cara melonggarkan atau

mengencangkan mur sensor beban yang terdapat pada batang penghubung jarum

dengan beban.

3. Posisikan skala pengukuran disesuaikan dengan berat bandul ( dalam percobaan

menggunakan 10 kg f ).

4. Pasang bandul pemberat disesuaikan dengan skala pengukuran yang digunakan

dengan acuan 1 t = A ( bandul ), 2.5t = A + B, 5t = A + B + C, 10t = A + B + C

+ D

5. Pasang kertas grafik pada nol grafik untuk penggambaran diagram penarikan.

6. Periksa kembali semua bagian – bagian mesin uji untuk meyakinkan apakah

mesin sudah siap untuk dilakukan pengujian.

7. Selam proses pengujian berlangsung perhatikan gerakan jarum penunjuk beban

dan catatlah besarnya beban pada saat beban batang uji mulur dan pada saat beban

maksimum hingga batang uji tersebut putus. Dan apabila pada batang uji terjadi

batas ulur atas dan batas ulur bawah, catatlah kedua besarnya beban.

8. Disamping pengamatan beban tarik, perhatikan perubahan yang dialami oleh

batang uji akibat pembebanan.

9. Setelah batang uji putus, ambil batang uji dan ukur perpanjangan dan pengecilan

penampang batang uji.

10. Ambil kertas grafik dan sesuaikan analisa grafik tersebut apakah sesuai dengan

besaran beban yang sudah dicatat pada saat pengujian berlangsung.

BAB IV

ANALISA HASIL DAN PEMBAHASAN SOAL

A. Data ukuran spesimen sebelum pengujian ( mm ) :

Lo ∅ 1 ∅ 2 A B C D

48 17.5 - 57 157 51 -

Daerah do Rata – rata do

1 12.7

12.88

2 12.9

3 13

4 13

5 12.8

B. Data Hasil Pengujian

No Lo

( mm)

Lf

( mm)

∆ L

( mm)

ε

( %)

Do

( mm)

Df

( mm)

Pmax

( Kgf)

Py

( Kgf)

Pf

( Kgf)

σ ys

( mpa)

σ ys

( mpa)

1 157 162 5 3.18 12.88 20 12000 10000 9000 188.3 225.76

C. Perhitungan Gaya

1. Yield strenght ( 10.000 kgf)

σ ys=FA

σ ys=My .G

π .r 2

σ ys=10000 .9,80

3.14 .6,442

σ ys=¿725,53 N

mm2

2. Tensile strength ( 12.000 kgf )

σ ts=FA

σ ts=Mt .G

π .r 2

σ ts=12000 .9,80

3.14 .6,442

σ ys=¿903,03 N

mm2

D. Pembahasan Soal

1. Apa yang dimaksud :

a. Kekuatan adalah kemampuan bahan untuk menerima beban

b. Keuletan adalah kemampuan logam menahan deformasi hingga terjadinya

perpatahan.

c. Ketangguhan adalah kemampuan material bahan dalam menyerap energi

hingga terjadinya perpatahan.

d. Modulus elastisitas adalah ukuran kekakuan suatu material

2. Buatlah diagram/ kurva :

a. Tengangan teknik – regangan teknik

b. Tengangan sebenarnya – regangan sebenarnya

3. Dari pengujian yang telah dilakukan, tentukan harga – harga sebagai berikut

a. Modulus elastisitas ( E )

E = Te = 752.53

0,0318 = 23664

b. Tegangan luluh¿¿

Τy = FA =

My . g

π r2 = 10000 .9,81

3,14 .6,4 42 = 752, 53 Mpa

c. Tegangan tarik(σ ¿¿u)¿

Τts = FA

=Mts . g

πr2=12000 . 9,81

3,14 . 6,442=¿903,03 Mpa

d. Tegangan putus(σ ¿¿ f )¿

Τf = FA =

Mf . g

πr2= 9000 .9,81

3,14 . 6,442 = 677,27 Mpa

e. Regangan total (e¿

е = Li−Lo

Lo = 162−157157

=¿ 0,0318 mm

f. Reduksi penampang ( q)

Q= Ao−Af

Aox 100 %

Q= 12.88−10.00

12.88x100 %

Q= 22%

4. Tentukan besarnya tegangan maksimum, tegangan putus dan regangan sebenarnya

dari kurva(σ ¿¿u−ε)¿

Tegangan maksimum = τu = 903,03 MPa

Tegangan Putus = τf = 627,27 Mpa

Regangan sebenarnya = e = 0,0318 x 100% = 3,18 %

5. Bila hubungan antara tegangan sebenarnya dengan regangan sebenarnya dapat

dinyatakan dengan persamaan, tentukan harga σ uKε n dan n

Τu = Kε n

Τu = 903,03 Mpa ; Kε =F∆ l =

752,535

=¿150,506

903,03 Mpa = 150,506n ; n = 1, 358

Dimana,

K ε = Konstanta Elastis

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Besar diameter sebagai persyaratan standart pengujian akan mempengaruhi hasil

grafik tegangan dan regangan.

2. Perubahan panjang setelah dilakukan uji tarik mengalami pertambahan panjang 5

mm dari 157 menjadi 162 ± 3.18% setelah di lakukan perhitungan.

3. Tegangan yeild strength dengan hasil 188.13 mpa setelah dilakukan perhitungan.

4. Tegangan tensile strength ( daya regang maksimal ) setelah dilakuka perhitungan.

B. Saran – Saran

1. Untuk membuat praktikum maksimal di setiap kelompok diharapkan peserta

membuat ukuran standart benda uji dari awal sehingga setiap peserta memahami

pengaruh besar diameter terhadap hasil pengujian.

2. Untuk pengujian dilakukan agar dilakukan dalam dua jenis benda uji untuk

memberi pemahaman yang lebih baik untuk peserta praktikum.

DAFTAR PUSTAKA

1. http://www.academia.edu/2325432/PENGUJIAN_BAHAN_I_BHN_PERKULIAHAN_

2. http://yefrichan.wordpress.com/2010/05/20/tegangan-dan-regangan/

3. http://temonsoejadi.com/2012/09/29/mekanika-kekuatan-material-tegangan-dan-

regangan/

KATA PENGANTAR

Dengan mengucap syukur kehadirat Allah SWT, yang telah memberikan segala hidayahnya

sehingga penulisan materi praktikum ini dapat diselesaikan dengan baik.

Praktikum uji tarik/ tension ini merupakan salah satu bagian penting untuk memberikan

pengetahuan pada mahasiswa untuk dapat memahami dan mempelajari materi dan

memadukan dengan praktek sehingga memenuhi kemampuan mahasiswa dalam penerapan

teori dan aplikasinya.

Dengan praktikum ini juga mahasiswa dibekali kemampuan analisa dan praktek sehingga

sangat bermanfaat untuk perkembangan bagi setiap mahasiswa dalam dunia kerja nantinya.

Penulis mengucapkan terima kasih kepada dosen, asisten dosen dan para staff lab Mesin yang

telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk melakukan kegiatan praktikum yang

sudah berjalan .

Jakarta, Juli 2013

Satria Azhar

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI............................................................................................................... IiDAFTAR GAMBAR.................................................................................................. IvKATA PENGANTAR............................................................................................... IDAFTAR TABEL...................................................................................................... VBAB I PENDAHULUAN................................................................................ 1

A. Latar Belakang................................................................................. 1B. Perumusan Masalah......................................................................... 2C. Batasan Masalah.............................................................................. 2D. Manfaat............................................................................................ 2E. Tujuan.............................................................................................. 3F. Sistematika Penulisan...................................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI........................................................................... 5A. Teori Dasar...................................................................................... 5B. Dasar – Dasar Pengujian Logam..................................................... 7C. Grip And Selection.......................................................................... 8D. Konsep Dasar Tegangan Dan Regangan......................................... 8E. Modulus Elastisitas......................................................................... 10F. Detail Profil Uji Tarik Dan Sifat Mekanik Logam.......................... 12G. Mesin Uji Tarik............................................................................... 17H. Bentuk Dan Ukuran Batang Uji...................................................... 18I. Pengukuran Batang Uji Setelah Putus............................................ 20

BAB III JURNAL PRAKTIKUM................................................................... 23A. Maksud Dan Tujuan........................................................................ 23B. Alat Dan Bahan............................................................................... 23C. Langkah – Langkah Pengujian........................................................ 23D. Gambar Benda Uji.......................................................................... 25E. Gambar Benda Hasil Pengujian...................................................... 26

BAB IV ANALISA HASIL DAN PEMBAHASAN...................................... 27A. Data Ukuran Spesimen Sebelum Pengujian................................... 27B. Data Hasil Pengujian....................................................................... 27C. Perhitungan Gaya............................................................................ 27D. Pembahasan Soal............................................................................. 28

BAB V PENUTUP............................................................................................ 31A. Kesimpulan...................................................................................... 31B. Saran – Saran................................................................................... 31

DAFTAR PUSTAKA................................................................................................ vi

DAFTAR GAMBAR

2.1 Kurva Pertambahan Panjang.......................................................... 7

2.2 Mesin Uji Tarik......................................................................... 7

2.3 Kerja Gaya Tarik terhadap Batang Uji........................................ 8

2.4 Kurva Tegangan Dan Regangan................................................. 9

2.5 Benda Yang Diberi Gaya Tarik.................................................... 10

2.6 Dimensi Spesimen Uji Tarik.......................................................... 10

2.7 Kurva Uji Tarik Tegangan Dan Regangan.................................... 11

2.8 Kurva Tegangan Dan Regangan Didaerah Elastis........................ 12

2.9 Kurva Hasil Uji Tarik................................................................... 13

2.10 Penentuan Tegangan Luluh.......................................................... 15

2.11 Regangan Sejati............................................................................. 16

2.12 Mesin Uji Tarik Mekanik............................................................. 17

2.13 Mesin Uji Tarik Hidrolik.......................................................... 18

2.14 Dimensi Ukuran Batang Uji Proporsional.................................. 19

2.15 Dimensi Ukuran Batang Uji Non Proporsional......................... 20

2.16 Dimensi Perubahan Benda Uji Tarik Tegangan......................... 22