Download - 6. Tegangan Alir Logamyudysi.lecture.ub.ac.id/files/2012/11/ProsManufIIMetalForm04th.pdf · Manakah yang lebih baik digunakan tegangan-regangan teknis atau yang sebenarnya ? Pada

6. Tegangan Alir Logam

� Tegangan alir adalah

Metal Forming(Pembentukan

Logam)

6.1 Konsep Tegangan Alir

Besar gaya Pembentukan

Besar gaya Perlawanan

Material terhadap deformasi

plastis(Flow Stress)

1.Literatur berdasarkan

pengujian logam

2. Pengujian logam

(research)

� Tegangan alir adalah

- perlawanan bahan terhadap deformasi plastis.

- sifat bahan yang menyatakan ketahanan material terhadap

deformasi plastis.

� Dalam membentuk logam, tegangan yang dibutuhkan harus

melampaui batas luluh material yang dibentuk (harga tegangan alir

material) dan konstruksi mesin harus tidak terdeformasi plastis

(tegangannya di bawah tegangan luluh)

� Data tegangan alir didapatkan dari hasil pengujian mekanik (uji tarik, uji tekan) berupa kurva alir

Proses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

Tegangan Alir (flow stress) dinyatakan sebagai kurva

tegangan-regangan pada daerah plastis yang menyatakan

ketahanan material terhadap deformasi plastis

Gambar (a) Hubungan antara beban dan perpanjangan atau tegangan –

regangan nominal untuk logam ulet selama uji tarik

(b) Perbesaran sumbu regangan untuk menunjukkan daerah elastis


A. Uji Tarik A.1 Tegangan-Regangan Teknis( Engineering stress-strain)

� Tegangan,σ = F /A0

(F=gaya, A0= luas awal)

� Tegangan maks., σu = Fu / A0

(Fu: gaya maks. )

� Regangan teknis, e=(∆L /L )x100%

Gambar skema hasil uji tarik

� Regangan teknis, e=(∆Lf/L0)x100%

(∆Lf =Lf - L0 ; Lf: panjang saat patah ;

L0:panjang awal)

� Reduksi penampang,

q=(∆Af/A0)x100%

(∆Af =Af - A0 ; Af: luas saat patah ; A0:luas

awal)


A. Uji Tarik A.2 Tegangan-Regangan Sejati( True stress-strain)

�Tegangan,σ S = F /Ai

(F=gaya, Ai= luas saat itu)

� Volume=konstan, maka

A0.L0=A1.L1

Tegangan sebenarnya, σ = σ (1+e)

Gambar skema hasil uji tarik

�Tegangan sebenarnya, σs = σteknis (1+e)

� Regangan sejati, ε = ln (Li/L0)

(Li =L0 + ∆L ; Li: panjang sesaat ;

L0:panjang awal)

� Regangan sejati, ε = ln (Li/L0)=ln

(1+e)Pengecilan beban tarik setelah beban maksimum adalah karena

terjadinya pengecilan setempat.


Necking, pengecilan penampang menyerupai leher

Mulai terjadi necking

Mulai terjadi necking setelah pembebanan maksimum

�Dalam mengkaji proses pembentukan logam harus

digunakan konsep tegangan sebenarnya dan regangan

sebenarnya karena dapat menunjukkan perubahan

bentuk yang sebenarnya (benarkah ?)


Manakah yang lebih baik digunakan tegangan-regangan teknis atau

yang sebenarnya ?

�Pada proses rolling billet dua tahap sbb:

e(I+II)=(150-100)/100=0.50

ε(I+II)=ln(150/100)=0.405

Proses L0(mm) Li(mm) e ε

Proses I 100 120 0.20 ln(120/100)=0.182

Proses II 120 150 0.25 ln(150/120)=0.223

eI + eII ≠ e(I+II)

0.20 + 0.25 ≠ 0.50

Teg.-Reg. Teknisε I + ε II = ε(I+II)

0.182 + 0.223 = 0.405

Teg.-Reg. Sebenarnya:


B. Uji TekanTak terdeformasi karena

gesekan µF

Volume konstan:

d02. h0 = d2.h


6.2 Pengaruh Regangan

HWP:Hot Working Process

(Proses Pengerjaan Panas)

CWP:Cold Working Process

(Proses Pengerjaan Dingin)


6.3 Pengaruh Temperatur

Perubahan tegangan-regangan teknis pada baja

karbon sedang (0.12~0.30%C) di berbagai suhuEfek suhu terhadap kekuatan luluh material

BCC, Ta, W, Mo, Fe dan FCC Ni


6.4 Pengaruh Laju Regangan (Strain Rate)

Tegangan alir pada regangan 0.002

vs kecepatan regangan untuk

A6063-O


Tegangan alir dipengaruhi oleh besar regangan

6.5 Tegangan Alir pada Pengerjaan Dingin

Gabungan diagram

σ-ε untuk

kumpulan kawat

besi yang diproses

wire drawing


Persamaan tegangan-

regangan alir sejati

σ = E.ε 1.0

σ = K.ε n (pers. umum)

Untuk daerah elastis:

K = E (modulus

elastisitas)=σ/ε=konstan

dan n=1.0

σ = E.ε 1.0

(untuk daerah elastis,

daerah I)

σ σ σ σ = K .ε ε ε ε n

(untuk daerah plastis,

daerah II dan III)

K: nilai tegangan pada

εεεε=1.0

Perilaku tegangan-regangan sejati Aluminium A1100-O

yang diuji pada uji tarik dan digambar pada koordinat

logaritma. (R.M. Caddell, R. Sowerby, 1969)

Catatan: 1 psi: 6.89x103 PaProses Manufaktur IIProses Manufaktur II�YudySuryaIrawan�YudySuryaIrawan

6.6 Tegangan Alir pada Temperatur Tinggi

Tegangan alir dipengaruhi oleh temperatur dan

sensitivitas pada laju regangan


Dalam praktek:

Harga tegangan alir berbagai jenis logam dan paduan

dapat diperoleh dari literatur atau langsung dari

pengujian mekanik (uji tarik, uji tekan dll.)

Untuk pengerjaan dingin:

Hanya perlu data tegangan alir sebagai fungsi dari Hanya perlu data tegangan alir sebagai fungsi dari

regangan.

Untuk pengerjaan panas:

Diperlukan data tegangan alir pada temperatur dan

laju regangan yang digunakan pada proses

pembentukannya.


Sumber literatur untuk semua bahan di slide ini:

UcapanUcapanUcapanUcapan TerimaTerimaTerimaTerima kasihkasihkasihkasih kepadakepadakepadakepada Para Para Para Para PenulisPenulisPenulisPenulis sumbersumbersumbersumber

literaturliteraturliteraturliteratur untukuntukuntukuntuk slide slide slide slide iniiniiniini


1. Siswosuwarno, Mardjono, “Teknik Pembentukan”, FTI. ITB.

2. ASM International, 2005, ”ASM Handbook Vol.14A:

Metalworking: Bulk Forming”, ASM International

3. Hosford, William F. & Caddel, Robert M, “Metal Forming

Mechanics and Metallurgy Third Edition” Cambridge

University Press.