makalah teknik pengelasan tensile test

INSPEKSI LAS

“Destructive Test (DT), Tension Test”

OlehKelompok2:

Kelas E

Ian Bimatara (4214105003)

Mirza Otto Senna S. (4214105009)

Muhammad Farid W. (4214105013)

RendyAlfisyahrial (4214105021)

Muh.Fauzan (4213106008)

JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN

FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

2015

Tensile Test (Destructive Test)

i

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI………………………………………………………………….….i

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Pendahuluan……………………………………………………………….…1

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Pengujian Tensile………………….……………………………………….…2

2.2 Grafik Tegangan-Regangan Teknik ( tt )……………………..……….. 5

2.3 Grafik Tegangan-Regangan Sebenarnya ss ………………...………...8

2.4 Sifat Mekanik yang didapat dari uji Tarik……………………………………9

BAB III KESIMPULAN

3.1 Kesimpulan…………………………………………………………………..11

DAFTAR PUSTAKA


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Pendahuluan

Pengujian tarik adalah suatu pengukuran terhadap bahan untuk mengetahui

keuletan suatu bahan terhadap tegangan tertentu serta pertambahan panjang yang

dialami oleh bahan tersebut.Pada uji tarik (Tensile Test) kedua ujung benda uji

dijepit, salah satu ujung dihubungkan dengan perangkat penegang. Regangan

diterapkan melalui kepala silang yang digerakkan motor dan alongasi benda uji,

dengan pergerakan relatif dari benda uji. Beban yang diperlukan untuk

mengasilkan regangan tersebut, ditentukan dari difleksi suatu balok atau proving

ring, yang diukur dengan menggunakan metode hidrolik, optik atau elektro

mekanik.

Uji tarik merupakan salah satu pengujian untuk mengetahui sifat-sifat suatu

bahan. Dengan menarik suatu bahan kita akan segera mengetahui bagaimana

bahan ini bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material

itu bertambah panjang. Alat eksperimen untuk uji tarik ini harus memiiliki

cengkeramanyang kuat dan kekakuan yang tinggi (highly stiff).

Banyak hal yang dapat kita pelajari dari hasil uji tarik. Bila kita terus

menarik suatu bahan sampai putus, kita akan mendapatkan profil tarikan yang

lengkap yang berupa kurva. Kurva ini menunjukkan hubungan antara gaya tarikan

dengan perubahan panjang. Profil ini sangat diperlukan dalam desain yang

memakai bahan tersebut.


2

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengujian Tensile

Salah satu sifat mekanik yang sangat penting dan dominan dalam suatu

perancangan konstruksi dan proses manufaktur adalah kekuatan tarik. Kekuatan

tarik suatu bahan didapat dari hasil uji tarik (tensile test) yang dilaksanakan

berdasarkan standar pengujian yang telah baku seperti ASTM, JIS, DIN dan yang

lainnya. Untuk melakukan pengujian tarik, dibuat spesimen dari material yang

akan di uji terlebih dahulu sesuai standart yang digunakan. Bentuk spesimen

sebagaimana ditunjukkan pada gambar 2.1 sedangkan gambar 2.2 menunjukkan

pengambilan spesimen untuk pengujian hasil pengelasan. Pada pengujian tarik,

spesimen di beri beban uji aksial yang semakin besar secara kontinyu. Sebagai

akibat pembebanan aksial tersebut, spesimen mengalami perubahan panjang.

Perubahan beban (P) dan perubahan panjang ( ) akan tercatat pada mesin uji

tarik (Gambar 2.3) berupa grafik yang merupakan fungsi beban dan pertambahan

atau lebih di kenal sebagai grafik P- .

Gambar 2.1 Bentuk spesimen uji tarik


3

Gambar 2.2 Pengambilan spesimen uji tarik

Gambar 2.3 Mesin uji tarik

Pada 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 (


4

) akan tercatat pada mesin uji tarik berupa grafik yang merupakan fungsi beban

dan pertambahan atau lebih dikenal sebagai grafik P- (gambar 2.4).

Gambar 2.4 Grafik P- hasil pengujian tarik beberapa logam

Dari gambar 2.4 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 disebut juga batas proporsional. Sedikit di atas titik p terdapat titik e yang

merupakan batas elastis dimana bila beban dihilangkan maka belum terjadi

pertambahan panjang permanen dan spesimen kembali ke panjang semula. Daerah

di bawah titik e disebut daerah elastis. Sedangkan di atasnya disebut daerah

plastis. Di atas titik e terdapat titik y yang merupakan titik luluh (yield) yakni

dimana logam mengalami pertambahan panjang tanpa pertambahan beban yang

berarti. Dengan kata lain titik yield merupakan keadaan dimana spesimen

terdeformasi dengan beban minimum. Deformasi yang dimulai dari titik y ini

bersifat permanen sehingga bila beban dihilangkan masih tersisa deformasi yang

berupa pertambahan panjang yang disebut deformasi plastis. Pada kenyataannya

karena perbedaan antara ketiga titik p, e dan y sangat kecil maka untuk

perhitungan teknik seringkali keberadaan ketiga titik tersebut cukup diwakili

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


5

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 dilakukan dengan cara menarik garis lurus yang

sejajar dengan garis miring pada daerah proporsional dengan jarak 0,2% dari

regangan maksimal. Titik y didapat pada perpotongan garis tersebut dengan kurva

P- (gambar 2.5)

Gambar 2.5 Metode offset untuk menentukan titik yield

Kenaikan beban lebih lanjut akan menyebabkan deformasi yang akan

semakin besar pada keseluruhan volume spesimen. Beban maksimum ditunjukkan

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.

2.2 Grafik Tegangan-Regangan Teknik ( tt )

Hasil pengujian yang berupa grafik atau kurva P tersebut sebenarnya

belum menunjukkan kekuatan material, tetapi hanya menunjukkan kekuatan

spesimen saja. Untuk mendapatkan kekuatan materialnya maka grafik P


6

tersebut harus dikonversikan ke dalam tegangan-regangan teknik (grafik tt ).

Grafik tt dibuat dengan asumsi luas penampang spesimen konstan selama

pengujian. Oleh karena itu penggunaan grafik ini terbatas pada konstruksi yang

mana deformasi permanen tidak diperbolehkan terjadi. Berdasarkan asumsi luas

penampang konstan tersebut maka persamaan yang digunakan adalah :

............................................................ (2.1)

……………….......…………………. (2.2)

di mana t tegangan teknik (kg/mm2)

P = tegangan teknik (kg)

Ao = luas penampang awal spesimen (mm2)

t = regangan teknik (%)

= panjang awal spesimen (mm)

' = panjang spesimen setelah patah (mm)

= pertambahan panjang (mm)

= '

Adapun langkah-langkah untuk mengkonversikan kurva P ke dalam grafik

tt adalah sebagai berikut:

1. Ubahlah kurva P menjadi grafik P dengan cara menambahkan

sumbu tegak sebagai P dan sumbu mendatar sebagai .

2. Tentukan skala beban (p) dan skala pertambahan panjang pada grafik

P . Untuk menentukan skala beban bagilah beban maksimal yang

didapat 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 plastis pada kurva. Panjang pertambahan plastis adalah

panjang pertambahan total dikurangi panjang pertambahan elastis

(pertambahan panjang sampai titik p atau titik y).

t =P/Ao

100t


7

Dari perhitungan tersebut akan didapatkan data:

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

2. 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 kesepuluh titik tersebut

berdasarkan skala yang telah dibuat di atas. Untuk membuat tampilan yang

baik, terutama pada daerah elastis, tentukan terlebih dahulu kemiringan

garis proporsional dengan memakai persamaan Hooke

di mana = …………………………………………… (2.3)

= Tegangan/ stress (kg/mm2, MPa, PSi)

= Modulus Elastisitas (kg/mm2, MPa, PSi)

ε = Regangan/ strain (mm/mm, in/in)

dari persamaan 2.3 di dapatkan

.................................................................... (2.4)

4. Konversikan kesepuluh beban (P) tersebut ke tegangan teknik dengan

menggunakan persamaan 2.1 dan konversikan pertambahan panjangnya ke

regangan teknik dengan memakai persamaan 2.2.

5. Buatlah grafik dengan sumbu mendatar t dan sumbu tegak t

berdasarkan kesepuluh titik acuan tersebut. Grafik yang terjadi (gambar

2.4) akan mirip dengan kurva P , karena pada dasarnya grafik

tt dengan kurva P identik, hanya besaran sumbu-sumbunya

yang berbeda.

= tg


8

Gambar 2.6 Grafik tt hasil konversi grafik P

2.3 Grafik Tegangan-Regangan Sebenarnya ss

Grafik tegangan-regangan sebenarnya ss dibuat dengan kondisi luas

penampang yang terjadi selama pengujian. Penggunaan grafik ini khususnya pada

manufaktur dimana deformasi plastis yang terjadi menjadi perhatian untuk proses

pembentukkan. Perbedaan paling menyolok grafik ini dengan dengan grafik

tt terletak pada keadaan kurva setelah titik u (beban ultimate). Pada grafik

tt setelah titik u, kurva akan turun sampai patah di titik f (frakture),

sedangkan pada grafik ss kurva akan terus naik sampai patah di titik f.

Kenaikkan tersebut disebabkan tegangan yang terjadi diperhitungkan untuk luas

penampang sebenarnya sehingga meskipun beban turun namun karena tingkat

pengecilan penampang lebih besar, maka teganagan yang terjadi juga lebih besar.

Adapun langkah-langkah untuk mengkonversikan garfik tt kedalam

grafik ss adalah sebagai berikut:

1. Ambil kembali kesepuluh titik pada grafik tt yang merupakan

konversi dari grafik P . Karena pertambahan luas penampang baru

dimulai setelah puncak kurva, maka nilai tegangan dan regangan

sebenarnya dari kedelapan titik (titik 1-8) tersebut sama dengan nilai


9

tegangan dan regangan teknik. Sedangkan nilai kedua titik lainnya (titik 9

dan titik 10) yang berada setelah puncak kurva akan mengalami

perubahan.

2. Konversikan nilai tegangan dan regangan teknik kedua titik tersebut

menjadi tegangan dan regangan sebenarnya dengan menggunakan

persamaan berikut

……………………………………….. (2.5)

.............................................................. (2.6)

3. Buatlah grafik dengan sumbu mendatar s dan sumbu tegak s

berdasarkan kesepuluh titik acuan tersebut.

Gambar 2.7 Grafik Tegangan dan Regangan sebenarnya ss

2.4 Sifat Mekanik yang didapat dari uji tarik

1. Tegangan tarik yield y

....................................................................... (2.7)

dimana y = tegangan yield (kg/mm2)

Py = beban yield (kg)

σs=σt(1+εt)

εs=In(1+εt)

ε’=In(

1+ε

)

APyy


10

2. Tegangan Tarik Maksimum/ Ultimate u

………………………………………… (2.8)

dimana u = tegangan ultimate (kg/mm2)

Pu = beban ultimate (kg)

3. Regangan

………………..………………….. (2.9)

dimana = regangan (%).

= pertambahan panjang (mm)

= panjang awal spesimen (mm)

Regangan tertinggi menunjukkan nilai keuletan suatu material.

4. Modulus Elastisitas (E)

Kalau regangan menunjukkan keuletan, maka modulus elastisitas

menunjukkan kekakuan suatu material. Semakin besar nilai E,

menandakan semakin kakunya suatu material. Harga E ini diturunkan dari

persamaan hukum Hooke sebagaimana telah diuraikan pada persamaan 2.3

dan 2.4.

Dari persamaan tersebut juga nampak bahwa kekakuan suatu material

relatif terhadap yang lain dapat diamati dari sudut kemiringan pada

garis proporsional. Semakin besar , semakin kaku material tersebut.

5. Reduksi Penampang (Reduction of Area) (RA )

……………………………….. (2.10)

dimana

A’ = luas penampang setelah patah (mm

2)

Reduksi penampang dapat juga digunakan untuk menetukan keuletan

material. Semakin tinggi nilai RA, semakin ulet material tersebut.

APuu

00100

RA=[(A0-A’)/A0] 100%


11

BAB III

KESIMPULAN

3.1 Kesimpulan

Uji tarik (Tensile Test) kedua ujung benda uji dijepit, salah satu ujung

dihubungkan dengan perangkat penegang. Regangan diterapkan melalui kepala

silang yang digerakkan motor dan alongasi benda uji, dengan pergerakan relatif

dari benda uji. Beban yang diperlukan untuk mengasilkan regangan tersebut,

ditentukan dari difleksi suatu balok atau proving ring, yang diukur dengan

menggunakan metode hidrolik, optik atau elektro mekanik. Sifat mekanik yang

didapat dari uji tarik yaitu tegangan tarik yield, tegangan tarik maksimum

(Ultimate), regangan, modulus elastisitas, dan reduksi penampang


12

DAFTAR PUSTAKA

Budi Prasojo, ST [2002], Buku Petunjuk Praktek Uji Bahan, Jurusan Teknik

Permesinan Kapal, PPNS.

Dosen Metallurgi, [1986], Petunjuk Praktikum Logam, Jurusan Teknik Mesin

FTI, ITS

Harsono, Dr, Ir & T.Okamura, Dr, [1991], Teknologi Pengelasan Logam, PT.

Pradya Paramita, Jakarta

M.M. Munir, [2000], Modul Praktek Uji Bahan, Vol 1, Jurusan Teknik Bangunan

Kapal, PPNS

SNI, 07-2052-2002, Baja tulangan beton

SNI, 07-0408-1989, cara uji tarik logam

SNI, 07-0371-1998, batang uji tarik untuk logam

Wachid Suherman, Ir, [1987], Diktat Pengetahuan Bahan, Jurusan Teknik Mesin

FTI, ITS

http://fhianunikoe.blogspot.co.id/2011/10/tensile-test.html, diakses pada 23

Desember 2015

http://fhianunikoe.blogspot.co.id/2011/10/tensile-test.html

makalah teknik pengelasan tensile test

Documents

hasil uji tarik tensile

salah satu ujung dihubungkan

regangan teknik tt 5

beri beban uji aksial

mesin uji tarik gambar

hasil uji tarik

1 pengujian tensile2

tension test olehkelompok2