@.Uji Tarik 0ok
-
Upload
ilham-hidayat -
Category
Documents
-
view
273 -
download
3
Transcript of @.Uji Tarik 0ok
Laporan Praktikum Material Dan Metalurgi FisikJurusan Teknik MesinUniversitas Bung Hatta
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Mekanika bahan ( Mechanic of material ) adalah terapan yang
mengkaji tentang kelakuan benda – benda pejal yang digunakan berbagai jenis
pembebanan. Bidang ini dikenal pula dengan beberapa nama lainnya seperti “
kekuatan bahan “ ( Streng of materials ) dan “ mekanika benda terdeformasi “
( Mechanic of deformasi bodie ). Benda – benda pejal yang ditinjau ini, mencakup
batang yang dibebani secara aksial ( Aksially loaded member ), pokros yang
mengalami puntiran ( Shift in torsion ), kulit kerang ( Thin shell ), berbagai jenis
balok ( Beams ), tiang atau kolom ( Coloum ), dan kontruksi – kontruksi yang
merupakan susunan dari komponen yang disebutkan diatas. Biasanya tujuan
analisa ini pada dasar nya menentukan tegangan ( Stress ), regangan ( Strain ) dan
lendetan ( Deflection ) yang dihasilkan oleh berbagai jenis beban.
Pemahaman yang lengkap terhadap kelakuan mekanik bahan ini
sangatlah perlu demi untuk keamanan desain dari semua jenis kontruksi, apakah
yang berhubungan dengan bangunan dan jembatan, mesin dan motor, kapal selam
dan kapal laut, atau pesawat terbang dan antena. Karena itu, mekanika bahan
merupakan subyek mendasar dalam berbagai bidang kerekayasaan
( Enggineering ). Tentu saja, statika dan dinamika juga sangat diperlukan. Tetapi
kedua bidang studi ini terutama mengkaji tentang gaya dan gerak yang
berhubungan dengan partikel ( Particle ) dan benda tegar ( Rigid body ).
Sedangkan dalam mekanika bahan, kita maju lebih selangkah kedepan dengan
memeriksa tegangan dan regangan yang terjadi dalam benda nyata yang
mengalami perubahan bentuk ( Deformasi ).
JULIUS SAPUTRA 0610017211017
Laporan Praktikum Material Dan Metalurgi FisikJurusan Teknik MesinUniversitas Bung Hatta
1.2 Tujuan Praktikum
o Menentukan kekuatan tarik material
o Menentukan modulus elastis material
JULIUS SAPUTRA 0610017211017
Laporan Praktikum Material Dan Metalurgi FisikJurusan Teknik MesinUniversitas Bung Hatta
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Teori Dasar
Sifat – sifat mekanik yang digunakan dalam kerekayasaan
ditentukan melalui uji – uji test yang dilakukan pada contoh ( Specimen ) bahan
yang berukuran kecil. Pengujiannya dilakukan dalam laboratorium uji bahan
( Material testing ) yang dilengkapi mesin uji ( Testing machine ) yang mampu
memberi pembebanan statik dan dinamik dalam keadaan tarik dan tekan.
Agar hasil – hasil pengujian dapat dibandingkan dengan mudah,
maka dimensi dari contoh – contoh bahan uji ( Test specimen ) dan metoda –
metoda mengenakan beban telah distandarisasikan. Salah satu organisasi
standarisasi yang penting adalah American Scoiety for Testing and Materials
( ASTM ) suatu perkumpulan teknik nasional ( America ) yang menerbitkan
perincian standart – standart dari bahan berbagai bahan dan pengujian. Organisasi
– organisasi lainnya adalah American Standart Association ( ASA ), Nasional
Bureau of Standart ( NBS ) dan British Standart Instition ( BSI ).
Pengujian bahan – bahan yang lebih sering digunakan adalah uji
tarik ( Tension test ) dimana beban tarik dikenakan suatu contoh bahan berbentuk
silinder. Ujung – ujung contoh bahan ini diperbesar, dimana mereka pas dalam
penjepit sehingga keruntuhan ( Failure ) akan terjadi dalam daerah yang mana
sama rata ujungnya dimana distribusi tegangannya rumit.
Pengujian tarik merupakan pengujian sifat mekanik material atau
bahan teknik yang banyak diaplikasikan di industri. Ini metoda pengujian relative
sederhana dan hasil pengujiannya sangat bermanfaat sebagai dasar pertimbangan
dalam perancangan.
JULIUS SAPUTRA 0610017211017
Laporan Praktikum Material Dan Metalurgi FisikJurusan Teknik MesinUniversitas Bung Hatta
Pengujian tarik di lakukan dengan memberi gaya beban berupa
tarikan pada benda uji berbentuk silindris / pelat. Sampai benda uji tersebut
terputus. Benda uji yang di pakai mengacu pada standar ASTM A-370 dengan
bentuk dan demensi seperti di perlihatkan pada gambar 1.
R G
dA
Gambar . Alat uji tarik
Tabel 1. Dimensi Benda Uji Tarik
Diameter Nominal
Standar Benda uji yang berukuran kecil
12,50 8,75 6,25 4,00 2,50
A: Length of reduced section, mm 60 45 32 20 16
G: Gauge length, mm 50±0,1 35±0,1 25±0,1 16±0,1 10±0,1
d: Diameter, mm 12,5±0,25 8,75±0,18 6,25±0,12 4±0,08 25±0,05
R: Radius of fillet, mm 10 6 5 4 2
JULIUS SAPUTRA 0610017211017
Laporan Praktikum Material Dan Metalurgi FisikJurusan Teknik MesinUniversitas Bung Hatta
Benda uji yang menerima beban tarik akan mengalami
penambahan panjang dan pengecilan diameter. Apabila beban di lepaskan maka
benda ujiakan kembali ke bentuk awalnya. Batas maksimum dimana benda uji
kembali ke bentuk semula. apabila benda di lepas, di sebut sebagai batas
elastisitas dan besarannya benda dinyatakan sebagai modulus batas luluh (Yield
point).
Apabila pembebanan dilanjutkan, benda uji akan mencapai titik
batas pembebanan maksimum dan patah. Panjang benda uji akan bertambah
sedangkan diameter akan mengecil. Panjang dan diameter benda uji ini akan
diukur untuk mengetahui besaran pengujian.
Pada pangujian benda uji yang bersifat getas, kurva hasil
pengujian pada umumnya tidak memperlihatkan batas elastis dengan jelas, oleh
karena itu penentuan batas elastisnya dilakukan dengan metode offset yaitu
dengan cara :
o Buat titik pada sumbu X sejarak 0,2 % dari titik perpotongan garis sumbu.
o Cari garis kurva yang membentuk garis lurus.
o Tarik garis sejajar dengan kurva yang membentuk garis lurus mulai dari
titik pada sumbu X hingga dengan kurva.
o Titik perpotongan garis yang dibuat dengan kurva tersebut merupakan titik
batas elastis bahan.
Besaran-basaran yang menggambarkan karakteristik dan kekuatan benda uji tarik,
secara teoritis diperoleh melalui persamaan :
Aº= R . d²
4
σt= F
Ao
ε= Lt - Lo
JULIUS SAPUTRA 0610017211017
Laporan Praktikum Material Dan Metalurgi FisikJurusan Teknik MesinUniversitas Bung Hatta
Lo
E= σ t
ε
Dimana :
E = Modulus elastisitas
σt = Tegangan tarik
Ao = Luas penampang awal benda uji
F = Gaya tarik
Lt =Panjang ukuran akhir banda uji
Lo = Panjang ukuran awal benda uji
Data hasil pengujian tarik ini digambarkan dalam bentuk diagram
gaya pertambahan panjang dan diagram tegangan dan regangan atau diagram
HOOKE, seperti diperlihatkan pada gambar 2.
Gambar 2. Diagram Tegangan Regangan
JULIUS SAPUTRA 0610017211017
Laporan Praktikum Material Dan Metalurgi FisikJurusan Teknik MesinUniversitas Bung Hatta
Pengujian tarik yang dilakukan di Laboratorium Material Teknik
dan Metalurgi Fisik Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknologi Industri
Universitas Bung Hatta menggunakan mesin uji tarik kecepatan konstan ( 0,0015
m/s ). Beban penarik ini diberi batang penarik yang digerakkan oleh motor listrik,
kecepatan penarikan berlangsung konstan dengan memanfaatkan transmisi roda
gigi.
Pada percobaan uji tarik ini dimana specimen diberi pembebanan
hingga terjadi kerusakan pada material berlangsung pada tahap berikut :
A. Batas Proposional
Batas proposional yang masih merupakan garis lurus dimana
regangan pada batas ini gaya atau pembebananya yang dilakukan terhadap
material tidak mengalami perubahan bentuk, misalnya gaya atau bebannya
ditiadakan, maka benda akan kembali ke bentuk semula, jika beban ditambah
terus maka akan melewati batas proposional dan memasuki batas elastis.
B. Batas Elastis
Pada batas ini jika beban atau gaya yang diberikan pada suatu
material dimana terjadi suatu perubahan bentuk yang pertambahan panjangnya
tidak lagi sebanding dengan gaya atau beban yang diberikan, tetapi apabila beban
tersebut ditiadakan maka benda tersebut akan kembali kebentuk semula.
C. Titik Mulur
Dimana bahan memanjang ( mulur )tanpa pertambahan beban
yang terjadi ( beban sekitarnya berkurang ketika terjadi mulur ini ), kemudian
apabila beban ditambah terus atau mencapai suatu titik tertinggi yang disebut titik
pembebanan maksimum ( beban ultiomate ).
D. Kekuatan Tertinggi
Kekutan tertinggi ( tegangan maksimum ) merupakan kordinat
tertinggi pada kurva tegangan, pada batas ini terlihat pencilan penampang.
JULIUS SAPUTRA 0610017211017
Laporan Praktikum Material Dan Metalurgi FisikJurusan Teknik MesinUniversitas Bung Hatta
E. Kekuatan Patah
Bila beban diberikan secara terus menerus pada suatu material
maka akan terjadi patahan atau putus pada material, patahan tersebut akan
mengalami pengecilan pada diameter dari benda uji.
2.2 Fungsi Alat dan Bahan
1. Mesin Uji Tarik
Untuk menarik benda uji sehingga diketahui kekuatan suatu material
benda uji
2. Mistar Ingsut
Untuk mengukur diameter dan panjang benda uji
3. Stopwatch
Untuk menentukan waktu ketahanan benda uji
4. Benda Uji
Sebagai bahan penelitian dari pada uji tarik
2.3 Prosedur Percobaan
1. Siapkan mesin uji tarik.
2. Siapkan benda uji standart.
3. Klik WIN, WDW
4. Klik testing
5. Pasang spesimen pada grip dan atur
6. Nol kan angka yang muncul pada monitor terlebih dahulu menekan tanda
panah ( merah)
7. Klik menu New spesimen
8. Ketik spesifikasi spesimen
9. Klik newly built one, seteleh itu klik ok
10. Nol kan angka yang muncul pada monitor (lood, stoke mode, set zero)
dengan menekan tanda panah (merah)
11. Atur kecepatan sesuai yang di inginkan
12. Klik Up lalu Start
JULIUS SAPUTRA 0610017211017
Laporan Praktikum Material Dan Metalurgi FisikJurusan Teknik MesinUniversitas Bung Hatta
13. Klik Stop jika spesimen putus dan catat angka yang keluar dari hasil
pengujian
14. Klik data proses untuk melihat data dan grafik
15. Matikan mesin alat uji tarik
Gambar. Alat Uji Tarik
JULIUS SAPUTRA 0610017211017
Laporan Praktikum Material Dan Metalurgi FisikJurusan Teknik MesinUniversitas Bung Hatta
BAB III
ANALISA DATA
3.1.Analisa Data
Tabel Hasil Percobaan
No Load(kn)
Cross
head
(mm)
Time(s) Lo Li E
1
2
3
4
5
1.30
3.32
4.58
5.76
6.90
0.38
0.34
0.35
0.35
0.35
4.5
4.2
4.1
4.1
4.1
10
10.38
10.72
11.07
11.42
10.38
10.72
11.07
11.4
11.77
0.849
0.169
0.233
0.293
0.351
22.342
5.281
7.281
9.451
11.7
d = 5 mm
Ao =
JULIUS SAPUTRA 0610017211017
Laporan Praktikum Material Dan Metalurgi FisikJurusan Teknik MesinUniversitas Bung Hatta
3.2.Anlisa Hasil Pengujian
JULIUS SAPUTRA 0610017211017
Laporan Praktikum Material Dan Metalurgi FisikJurusan Teknik MesinUniversitas Bung Hatta
Dalam uji tarik ini digunakan benda uji dengan jenis ST-37.
Panjang benda uji 100 mm diameter dalamnya 5 mm dan diameter luarnya 10
mm. Setelah itu benda uji dipasangkan pada mesin uji tarik, lalu kunci benda
tersebut. Langkah selanjutnya hidupkan alat uji tarik, lalu dihidupkan pula
komputer, refreskan, pilih software WIN WDW, klik testing, pilih new spesimen,
klikkan spesimen, lalu klik new built one kemudian klik ok. Nolka lood, strok
mode,dengan mengklik tanda panah (merah), atur kecepatanpada angka 5,
lanjutkan dengan mengklik UP lalu START. Klik setiap 3 detik, klik data proses
untuk melihat data grafik. Setelah selesai mencatat data dan membuat grafik,
kemudian matikan mesin uji dan lepaskan benda uji dari alat tersebut. Lalu
matikan komputer.
Setelah melakukan pengujian tarik dapat disimpulkan bahwa
pertambahan panjang benda uji tergantuing dari besarnya gaya tarik dan lama
waktunya.
30 mm 40 mm 30 mm
D = 5 mm
BAB IV
JULIUS SAPUTRA 0610017211017
Laporan Praktikum Material Dan Metalurgi FisikJurusan Teknik MesinUniversitas Bung Hatta
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
Setelah melakukan pengujian ini, maka dapat disimpulkan :
o Ketika melakukan pengujian ini, maka ukuran speciment bertambah
panjang dan diameter mengecil
o Modulus elastisitas speciment semakin besar dan teganganya semakin
tinggi
o Modulus elastisitasnya didapat dan tegangan tarik berbanding lurus
dengan tagangan gaser
4.2 Saran
Sebaiknya dalam melakukan percobaan, kelayakan dari alat uji
yang dipergunakan dan tingkat keakuratannya terlebih dahulu harus diperhatikan,
sehingga hasil percobaan tersebut sesuai dengan yang diinginkan.
DAFTAR PUSTAKA
JULIUS SAPUTRA 0610017211017
Grafik hubungan gaya regangan dengan tegangan
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1
Tegangan
Reg
ang
an
Laporan Praktikum Material Dan Metalurgi FisikJurusan Teknik MesinUniversitas Bung Hatta
1. Budinski and Kenneth, G, 1992, Engineering Material Properties and
Selection, 4th. ed. Prentice Hall New Jersy.
2. David..S, The Testing of Enginering Material, Mc Graw-Hill , New York.
3. Dieter. G. E, 1986, Mechanical Metalurgy, Mc. Graw Hill, New York.
4. Shigley. J.E. and Mitchell. L. D. 1983, Mechanical Engineering Design, 4th.
ed, Mc. Graw Hill, New York.
GRAFIK UJI TARIK
1. Grafik hubungan gaya regangan dengan tegangan
Regangan Tegangan
0.006 0.01
0.014 0.053
0.04 0.088
0.06 0.141
0.08 0.177
JULIUS SAPUTRA 0610017211017
Grafik hubungan gaya dan pertambagan panjang
0
1
2
3
4
5
6
0 1 2 3 4 5
∆ L
F
Laporan Praktikum Material Dan Metalurgi FisikJurusan Teknik MesinUniversitas Bung Hatta
2. Garfik hubungan gaya dan pertambahan panjang
∆L F
0.3 0.5
0.7 1.5
2 2.5
3 4
4 5
JULIUS SAPUTRA 0610017211017
Laporan Praktikum Material Dan Metalurgi FisikJurusan Teknik MesinUniversitas Bung Hatta
JULIUS SAPUTRA 0610017211017