Dosen:Fahmi Mubarok, ST, MSc.Mechanical EngineeringITS- Surabaya@2008 PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK(RM-1419)Tensile TestSifat MekanikPengujian Merusak dan Tidak MerusakUji TarikGrafik Tegangan - ReganganSifat Mekanik Daerah Elastis dan Plastishttp://www.its.ac.id/personal/material.php?id=fahmi

Fahmi Mubarok, ST. MSc. 1 - 2|Jurusan Teknik Mesin ITS| Sifat MekanikSifat Mekanik adalah sifat suatu material yang dikaitkan dengan kemampuanmaterial untuk menahan beban1. Kekuatan (strength)Strength is the ability of a material to resist deformation under load2. Elastisitas (elasticity)Elasticity is the ability of a material to return to its original shape after the load is removed3. Plastisitas (plasticity)Plasticity is the ability of a material to deform permanently under load.4. Kekakuan (stiffness)Stiffness is the ability of material to resist elastic deformation5. Keuletan (ductility)Ductility is the ability of a material to stretch, bend, or twist without cracking or breaking 6. Resilien (resilience)Resilience is the ability of a material to absorb energy without being deform plastically7. Ketangguhan (toughness) Toughness is the ability of a material to absorb energy and deform plastically before rupturing8. Kekerasan (hardness)Hardness is the ability of a material to resist permanent indentation9. Kelelahan (fatigue)The characteristic of a material due to which is fail, at much lower stresses than the static stresses, when subjected to cyclic stresses.10. Mulur (creep)Creep is plastic deformation with time under constant load

Fahmi Mubarok, ST. MSc. 1 - 3|Jurusan Teknik Mesin ITS| Pengujian Benda yang diuji akanmengalami proseskerusakan baik itu dipotong maupun patah, umumnya di lakukan dilaboratorium. Uji yang dilakukan adalah ujimekanikPengujian mekanik adalah suatu proses ujiuntuk mengetahui sifat mekanik suatumaterialJenis Pengujian mekanik:1. Didasarkan pada beban statik9 Uji tarik (tensile test)9 Uji keras (hardness test)9 Uji bentur (impact test)9 Uji mulur (creep test)2. Didasarkan pada beban dinamik9 Uji lelah (fatigue test)Merusak (destructive) Pengujian dilakukantanpa merusak bendauji, lebih banyaklangsung dilakukandilapangan daripada dilaboratorium.Pengujian yang dilakukan adalah NDTNDT meliputi:Visual test Ultrasonic testLiquid Penetran testMagnetic Particle testRadiograph testEddy Current testAcoustic Emission testThermal infrared testNon Destructive Test adalah suatu prosesuji untuk mengetahui sifat suatu material tanpa merusak benda ujiTanpa merusak (non destructive)

Fahmi Mubarok, ST. MSc. 1 - 4|Jurusan Teknik Mesin ITS| Uji TarikTujuan :Mengetahuai sifat material terhadap bebantarikPrinsip kerja :1. Benda uji ditarik dengan gaya dankecepatan tertentu (relatif lambat)2. Gaya tarik yang bekerja dan besarnyapertambahan panjang benda uji yang terjadi dicatat oleh mesin3. Penarikan dilakukan sampai benda putus Mesin Tarik :Benda Uji

Fahmi Mubarok, ST. MSc. 1 - 5|Jurusan Teknik Mesin ITS| ( c ) 2 0 0 3 B r o o k s / C o l e , a d i v i s i o n o f T h o m s o n L e a r n i n g , I n c . T h o m s o n L e a r n i n g i s a t r a d e m a r k u s e d h e r e i n u n d e r l i c e n s e . Tensile stress-strain curves for different materials. Note that these are qualitativeTipe-tipe grafik uji tarik

Fahmi Mubarok, ST. MSc. 1 - 6|Jurusan Teknik Mesin ITS| Uji tarik / tension test1. Data yang diperoleh dengan pengukuran tangan:- Diameter spesimen Luas daerah : Ao- Panjang awal spesimen (l0)2. Data yang diperoleh dari mesin uji tarik :- Gaya yang bekerja (Load cell) : P- Regangan yang terjadi (Extensometer) : - Grafik F - l3. Maka diperoleh tegangan-regangan teknik : = P/Ao Kurva Tegangan-reganganData yang diperoleh dari uji tarik Kurva P- Kurva - Analisa hasil uji tarik1. Melihat diagram hasil uji tarik2. Melihat spesimen setelah proses uji tarik3. Terhadap spesimen selama penarikan (fenomena apayang terjadi?) Pengolahan hasil uji tarikDefinisi :- Tegangan (stress)intensitas gaya persatuan luas- Regangan (strain)deformasi (perubahan bentuk) akibat tegangan yang bekerja oAP= oll=

Fahmi Mubarok, ST. MSc. 1 - 7|Jurusan Teknik Mesin ITS| Uji tarik / tension test

Fahmi Mubarok, ST. MSc. 1 - 8|Jurusan Teknik Mesin ITS| Uji tarik / tension testGambar a) menunjukan benda uji tarik sebelum dan sesudah patahGambar b) menunjukkan tahapan dari perpanjangan yang terjadi pada spesimen sampaipatah

Fahmi Mubarok, ST. MSc. 1 - 9|Jurusan Teknik Mesin ITS| Grafik Tegangan Regangan Teknik

Fahmi Mubarok, ST. MSc. 1 - 10|Jurusan Teknik Mesin ITS| Grafik Uji Tarik

Fahmi Mubarok, ST. MSc. 1 - 11|Jurusan Teknik Mesin ITS| Sifat Mekanik Daerah ElastisKekuatan ElastikDefinisi :Kemampuan material untuk menerimabeban atau tegangan tanpa mengakibatkanterjadinya deformasi plastikKegunaan :Kekuatan elastik ini penting sekali dalamperancangan karena tegangan yang bekerjatidak boleh melebih yield point dari bahansupaya tidak terjadi deformasi plastikDinyatakan : Yield point (Y) atau Titik offset yaitu 0.2% sejajar garis elstis(a) Determining the 0.2% offset yield strength in gray cast ion (b) upper and lower yield point behavior in a low-carbon steela)b)

Fahmi Mubarok, ST. MSc. 1 - 12|Jurusan Teknik Mesin ITS| Sifat Mekanik Daerah ElastisDefinisi :Kemampuan material untukmempertahankan bentuknya terhadapdeformasi elastisKegunaan :Misalnya untuk mesin perkakas, bilarancang bangunnya kurang kaku makaakan mengakibatkan proses permesinanyang dikerjakan mesin tersebut kurangakuratDinyatakan : Modulus elastis (E) atauPoissons ratio () Modulus Elastisitas(Modulus Youngs) =EPoisson RatioKekakuan 0000 . dlldl lddxy ===

Fahmi Mubarok, ST. MSc. 1 - 13|Jurusan Teknik Mesin ITS| Sifat Mekanik Daerah ElastisResilienKegunaan :Resilien sangat penting untuk bagian-bagianyang harus menerima tegangan dansekaligus juga regangan elastik yang besar, misalnya pegas alat transport, ia harusmenerima beban atau tegangan dan jugaharus mampu berdeformasi secara elastikcukup banyakDinyatakan :Modulus Resilience (UR)Definisi :Kemampuan material untuk menyerap energitanpa mengakibatkan terjadinya deformasiplastik Modulus ResilienceBila ul UREU yyyR 2.21 2 ==

Fahmi Mubarok, ST. MSc. 1 - 14|Jurusan Teknik Mesin ITS| Example* Callister, 7ed, 2007 John Wiley & Sons, Inc.

Fahmi Mubarok, ST. MSc. 1 - 15|Jurusan Teknik Mesin ITS| Sifat Mekanik Daerah PlastikKekuatan TarikDefinisi :Kemampuan material untuk menerimabeban atau tegangan tanpamengakibatkan terjadinya putusKegunaan :Kekuatan tarik ini sering dianggap data terpenting yang diperoleh dari hasilpengujian tarik, karena perhitungan-perhitungan kekuatan dihitung atasdasar kekuatan tarik iniDinyatakan :Tensile Strength (U) ot AP=Tegangan teknik o ooe l llll ==Regangan teknik

Fahmi Mubarok, ST. MSc. 1 - 16|Jurusan Teknik Mesin ITS| Sifat Mekanik Daerah PlastikKeuletanDefinisi :Kemampuan material untuk dideformasitanpa mengakibatkan terjadinya retakataupun patahKegunaan : Penting dalam menentukan besarnyadeformasi yang akan dilakukan padaproses rolling, extruding, forging, drawing dll Kerusakan pada meterial dengan keulutantinggi didahului oleh deformasi, sehinggajika dijumpai deformasi maka dapatdiambil tindakan untuk mencegahkerusakan lebih lanjutDinyatakan :1. Persen pengurangan panjang ()2. Persen pengurangan luas penampang () Persen pengurangan panjangPersen pengurangan luas penampang

Fahmi Mubarok, ST. MSc. 1 - 17|Jurusan Teknik Mesin ITS| Sifat Mekanik Daerah PlastikKetangguhanDefinisi :Kemampuan material untuk menyerapenergi dan berdeformasi plastik tanpamenjadi patahKegunaan :Komponen mesin seperti kopling, rodagigi, rantai sering mengalami kenaikantegangan sesaat hingga di atas yield pointnya, untuk itu diperlukan bahanyang memiliki ketangguhan cukuptinggiDinyatakan :Modulus Ketangguhan (UT) Ketangguhan- Untuk bahan ulet (ductile)- Untuk bahan getas (brittle)fUTU .= 2 ).( yufTU +=fUTU .32=

Fahmi Mubarok, ST. MSc. 1 - 18|Jurusan Teknik Mesin ITS| Perbandingan Grafik Tegangan Regangan Teknik

Fahmi Mubarok, ST. MSc. 1 - 19|Jurusan Teknik Mesin ITS| Tugas 2Note: - Tugas dikumpulkan minggu depan sebelum perkuliahan dimulai- Tugas dikerjakan di kertas A4

Dosen:Fahmi Mubarok, ST, MSc.Mechanical EngineeringITS- Surabaya@2008 PENGETAHUAN BAHAN TEKNIK(RM-1419)TENSILE TESTTENSILE TESTMINGGU IIIMINGGU III

Fahmi Mubarok, ST. MSc. 1 - 21|Jurusan Teknik Mesin ITS| Tugas 3. Tensile Testing of Aluminum Alloy Convert the change in length data in Table 6-1 to engineering stress and strain and plot a stress-strain curve.Calculate the elastic properties (E, v, y, UR) and plastic properties (u, %EL, UT) of this material

Fahmi Mubarok, ST. MSc. 1 - 22|Jurusan Teknik Mesin ITS| Design of an Aluminum Suspension RodAn aluminum rod is to withstand an applied force of 45,000 pounds. To assure a sufficient safety, the maximum allowable stress on the rod is limited to 25,000 psi. The rod must be at least 150 in. long but must deform elastically no more than 0.25in. when the force is applied. Design an appropriate rod. (Use stress-strain graph in previous exercise to determine the stress at any point of strain

Fahmi Mubarok, ST. MSc. 1 - 23|Jurusan Teknik Mesin ITS| Tensile Testing of Aluminum Alloy Convert the change in length data in Table 6-1 to engineering stress and strain and plot a stress-strain curve.Calculate the elastic properties (E, v, y, UR) and plastic properties (u, %EL, UT) of this material

Fahmi Mubarok, ST. MSc. 1 - 24|Jurusan Teknik Mesin ITS| (c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning is a trademark used herein under license.Figure 6.10 The stress-strain curve for an aluminum alloy from Table 6-1Answer

Fahmi Mubarok, ST. MSc. 1 - 25|Jurusan Teknik Mesin ITS| Answer: Design of an Aluminum Suspension Rod00 25.0ll l == 00 25.00025.0 ll l ==The maximum allowable elastic deformation is 0.25 in. From the definition of Engineering strain From Stress-Strain Curve 6.10, the strain that expected for a stress of 25,000 psi is 0.0025 in/in. If we use the cross sectional area determined previously. The maximum length of rod should be:inl 1000025.0 25.00 ==