lapres tensile

Download Lapres Tensile

Post on 29-Nov-2015

47 views

Category:

Documents

5 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Uju

TRANSCRIPT

LAPORAN RESMI

TENSILE TEST ( UJI TARIK)

Disusun Oleh :Eriana Lulu Nadhira(6511040019)

Rizanti Camellia

(6511040021)

Febriyanti Dwi R.

(6511040023)

Lutfian Aditya P.

(6511040029)

TEKNIK KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

2012BAB I

PENDAHULUAN1.1. Tujuan

Tujuan Instruksional Umum : Mahasiswa dapat melakukan pengujian tarik (tensile test) terhadap suatu material.

Tujuan Instruksional Khusus: 1. Mahasiswa mampu membuat diagram tegangan- regangan teknik dan sebenarnya berdasarkan diagram beban-pertambahan panjang yang di dapat dari hasil pengujian. 2. Mahasiswa mampu menjelaskan, menganalisa sifat-sifat mekanik material yang terdiri dari kekuatan tarik maksimum, kekuatan tarik luluh, reduction of area, elongation dan modulus elastisitas.1.2. Dasar Teori

Salah satu sifat mekanik yang sangat penting dan dominan dalam suatu perancangan konstruksi dan proses manufaktur adalah kekuatan tarik. Kekuatan tarik suatu bahan di dapat dari hasil uji tarik (tensile test) yang dilaksanakan berdasarkan standar pengujian yang telah baku seperti ASTM (Assotiation Society Test and Material) JIS(Japan Industrial Standart), DIN (Deutches Institut for Nurmunge).dan yang lainnya.Terdapat beberapa Spesimen pada uji tarik. Bentuk spesimen sebagaimana ditunjukkan pada gambar di bawah ini :

1. Spesimen Plat

Batang uji berupa plat ditentukan dahulu gauge lengthnya, yaitu 60 mm. Setelah itu diambil titik tengah dari gauge length, yaitu A0 = 30 mm & B0 = 30 mm. Kesemuanya itu diberi tanda dengan penitik kemudian diukur kembali panjang gauge lenghtnya apakah tepat 60 mm atau tidak, setelah itu nilainya dimasukkan kedalam penandaan (L0).

Gambar 1.1 Spesimen Plat2. Spesimen Round BarBatang uji berupa rounded ditentukan dulu gauge lenghtnya, yaitu 60 mm lalu ditentukan titik tegah gauge lenghtnya. Stelah itu diukur lagi panjang gauge length dari A ke B untuk dimasukkan kedalam penandaan (Lo). Setelah itu ditandai dengan penitik.

Gambar 1.2 Spesimen Round Bar3. Spesimen Beton Neser

Batang uji berupa deformed diratakan dulu ujung-ujungnya supaya dapat diperoleh pengukuran panjang yang lebih presisi. Ujung batang dapat diratakan dengan cara dikikir maupun dipotong dengan alat pemotong logam. Setelah itu diukur panjang batang uji dengan menggunakan jangka sorong, lalu ditentukan titik tengahnya dan dapat ditandai dengan menggunakan penitik. Setelah itu ditentukan gauge lenghtnya , yaitu 70 mm sehingga A0 dan B0 adalah masing-masing 35 mm dan juga ditandai dengan penitik. Baru kemudian diukur lagi panjang gauge lenghtnya (A ke B) yang kemudian hasil pengukuran dimasukkan kedalam penandaan (Lo)

Gambar 1.3 Spesimen Beton NeserPada pengujian tarik spesimen diberi beban uji aksial yang semakin besar secara kontinyu. Sebagai akibat pembebanan aksial tersebut, spesimen mengalami perubahan panjang. Perubahan beban (P) dan perubahan panjang (L) tercatat pada mesin uji tarik berupa grafik, yang merupakan fungsi beban dan pertambahan panjang dan disebut sebagai grafik P - L dan kemudian dijadikan grafik Stress-Strain (Grafik - ) yang menggambarkan sifat bahan secara umum.

Gambar 1.4 grafik P- hasil pengujian tarik beberapa logam

Dari gambar 1.4 di atas tampak bahwa sampai titik p perpanjangan sebanding dengan pertambahan beban. Pada daerah inilah berlaku hukum Hooke, sedangkan titik p merupakan batas berlakunya hukum tersebut. Oleh karena itu titik p di sebut juga batas proporsional. Sedikit di atas titik p terdapat titik e yang merupakan batas elastis di mana bila beban di hilangkan maka belum terjadi pertambahan panjang permanen dan spesimen kembali kepanjang semula. Daerah di bawah titik e di sebut daerah elastis. Sedangkan di atasnya di sebut daerah plastis.

Di atas titik e terdapat titik y yang merupakan titik yield (luluh) yakni di mana logam mengalami pertambahan panjang tanpa pertambahan beban yang berarti. Dengan kata lain titik yield merupakan keadaan di mana spesimen terdeformasi dengan beban minimum. Deformasi yang yang di mulai dari titik y ini bersifat permanen sehingga bila beban di hilangkan masih tersisa deformasi yang berupa pertambahan panjang yang di sebut deformasi plastis. Pada kenyataannya karena perbedaan antara ke tiga titik p, e dan y sangat kecil maka untuk perhitungan teknik seringkali keberadaan ke tiga titik tersebut cukup di wakili dengan titik y saja. Dalam kurva titik y ditunjukkan pada bagian kurva yang mendatar atau beban relatif tetap. Penampakan titik y ini tidak sama untuk semua logam. Pada material yang ulet seperti besi murni dan baja karbon rendah, titik y tampak sangat jelas. Namun pada umumnya penampakan titik y tidak tampak jelas. Untuk kasus seperti ini cara menentukan titik y dengan menggunakan metode offset. Metode offset di lakukan dengan cara menarik garis lurus yang sejajar dengan garis miring pada daerah proporsional dengan jarak 0,2% dari regangan maksimal. Titik y di dapat pada perpotongan garis tersebut dengan kurva - (gambar 1.5)

Gambar 1.5 Metode offset untuk menentukan titik yield

Kenaikan beban lebih lanjut akan menyebabkan deformasi yang akan semakin besar pada keseluruhan volume spesimen. Beban maksimum di tunjukkan dengan puncak kurva sampai pada beban maksimum ini, deformasi yang terjadi masih homogen sepanjang spesimen. Pada material yang ulet (ductile), setelahnya beban maksimum akan terjadi pengecilan penampang setempat (necking), selanjutnya beban turun dan akhirnya spesimen patah. Sedangkan pada material yang getas (brittle), spesimen akan patah setelah tercapai beban maksimum.

Grafik Tegangan-Regangan Teknik()

Hasil pengujian yang berupa grafik atau kurva tersebut sebenarnya belum menunjukkan kekuatan material, tetapi hanya menunjukkan kekuatan spesimen saja. Untuk mendapatkan kekuatan materialnya maka grafik tersebut harus di konversikan ke dalam tegangan-regangan teknik (grafik ). Grafik di buat dengan asumsi luas penampang spesimen konstan selama pengujian. Oleh karena itu penggunaan grafik ini terbatas pada konstruksi yang man deformasi permanen tidak di perbolehkan terjadi. Berdasarkan asumsi luas penampang konstans tersebut maka persamaan yang di gunakan adalah : = P/Ao ..(1)

.(2)

Dimana

tegangan teknik (kN/mm2)P

= tegangan teknik (kN)Ao= luas penampang awal spesimen (mm2)

= regangan teknik (%)

= panjang awal spesimen (mm)

= panjang spesimen setelah patah (mm)

= pertambahan panjang (mm) =

Adapun langkah-langkah untuk mengkonversikan kurva ke dalam grafik adalah sebagai berikut:

1. Ubahlah kurva menjadi grafik dengan cara menambahkan sumbu tegak sebagai P dan sumbu mendatar sebagai .

2. Tentukan skala beban (p) dan skala pertambahan panjang pada grafik . Untuk menentukan skala beban bagilah beban maksimal yang di dapat dari mesin dengan tinggi kurva maksimal, atau bagilah beban yield (bila ada) dengan tinggi yield pada kurva. Sedangkan untuk menentukan skala pertambahan panjang, bagilah panjang setelah patah dengan panjang pertambahan total pada kurva Dari perhitungan tersebut akan di dapatkan data:

a) Skala beban (P) 1mm : ........... kN

b) Skala pertambahan panjang 1mm : ........... mm

3. Ambillah 3 titik di daerah elastis, 3 titik di sekitar yield ( termasuk y), 3 titik di sekitar beban maksimal (termasuk u) dan satu titik patah (f). Tentukan besar beban dan pertambahan panjang ke sepuluh titik tersebut berdasarkan skala yang telah di buat di atas. Untuk membuat tampilan yang baik, terutama pada daerah elastis, tentukan terlebih dahulu kemiringan garis proporsional dengan memakai persamaan Hooke di bawah ini:

.........................................................................................................(3)

Dimana:

= tegangan/ stress (kg/mm2, MPA,Psi)

= modulus elastisitas (kg/mm2,MPA,Psi)

= regangan/strain (mm/mm, in/in)

dari persamaan 3 di dapatkan

= .(4)4. Konversikan ke sepuluh beban (P) tersebut ke tegangan teknik dengan menggunakan persamaan 1 dan konversikan pertambahan panjangnya ke regangan teknik dengan memakai persamaan 2.

5. Buatlah grafik dengan sumbu mendatar dan sumbu tegak berdasarkan ke sepuluh titik acuan tersebut. Grafik yang terjadi (gambar 1.6) akan mirip dengan kurva , karena pada dasarnya grafik dengan kurva identik, hanya besaran sumbu-sumbunya yang berbeda.

Gambar 1.6 Grafik hasil konversi grafik

Grafik Tegangan-Regangan Sebenarnya

Grafik tegangan-regangan sebenarnya di buat dengan kondisi luas penampang yang terjadi selama pengujian. Penggunaan grafik ini khususnya pada manufaktur di mana deformasi plastis yang terjadi menjadi perhatian untuk proses pembentukkan. Perbedaan paling menyolok grafik ini dengan dengan grafik terletak pada keadaan kurva setelah titik u (beban ultimate). Pada grafik setelah titik u, kurva akan turun sampai patah di titik f (frakture), sedangkan pada grafik kurva akan terus naik sampai patah di titik f. Kenaikkan tersebut di sebabkan tegangan yang terjadi di perhitungkan untuk luas penampang sebenarnya sehingga meskipun beban turun namun karena tingkat pengecilan penampang lebih besar, maka tegangan yang terjadi juga lebih besar.

Berdasarkan asumsi volume konstan maka persamaan yang di gunakan adalah:

= ( 1 + )..........................................................................................(5)

= n ( 1 + )..........................................................................................(6)

Adapun langkah-langkah untuk mengkonversikan garfik ke dalam grafik adalah sebagai berikut: