Senin, 01 April 2013

UJI TARIK

Uji tarik merupakan salah satu pengujian untuk mengetahui sifat-sifat suatu bahan. Dengan ,emarik suatu bahan kita akan segera mengetahui bagaimana bahan tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material itu bertambah panjang. Alat eksperimen untuk uji tarik ini harus memiliki cengkraman (grip) yang kuat dan kekakuan yang tinggi (highly stiff). Banyak hal yang dapat kita pelajari dari hasil uji tarik, bila kita terus menarik suatu bahan (dalam hal ini suatu logam) sampai putus, kita akan mendapatkan profil tarikan yang lengkap berupa kurva seperti digambarkan pada gambar 1. Kurva ini menunjukkan hubungan antara gaya tarikan dengan perubahan panjang. Profil ini sangat diperlukan dalam desain yang memakai bahan tersebut. Gambar 1 Hokum Hooke (Hooke’s Law) Hampir semua logam, pada tahap sangat awal dari uji tarik, hubungan antara beban atau gaya yang diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang bahan tersebut. Ini disebut daerah linear atau lenier zone. Di daerah ini, kurva pertambahan panjang vs beban Mengikuti aturan Hooke yaitu rasio tegangan (stress) dan regangan (strain) adalah konstan. “stress adalah beban dibagi luas penampang bahan” “strain adalah pertambahan panjang dibagi panjang awal bahan” Dirumuskan, • Stress (Tegangan Mekanis): σ = F/A, F = gaya tarikan, A = luas penampang • Strain (Regangan) ε = ∆L/L, ∆L = pertambahan panjang, L = panjang awal maka hubungan antara stress dan strain dirumuskan E = σ/ ε Untuk memudahkan pembahasan, Gambar 1 kita modifikasi sedikit dari hubungan antara gaya tarikan dan pertambahan panjang menjadi hubungan antara tegangan mekanis dan regangan (stress vs strain). Selanjutnya kita dapatkan Gambar 2, yang merupakan kurva standar ketika melakukan eksperimen uji tarik. E adalah gradient kurva dalam daerah linear, dimana perbandingan tegangan (σ) dan regangan (ε) selalu tetap. E diberi nama “Modulus Elastisitas” atau “Modulus Young”. Kurva yang menyatakan hubungan antara strain dan stress seperti ini sering disingkat dengan kurva SS (SS Curve). Gambar 2 Sekarang kita akan bahas profil data dari uji tarik secara lebih detail. Untuk keperluan kebanyakan analisa teknik, data yang didapatkan dari uji tarik dapat digeneralisasi seperti pada Gambar 3, yaitu: Gambar 3 Kita akan membahas istilah mengenai sifat-sifat mekanik bahan dengan berpedoman pada hasil uji tarik seperti pada Gambar 3. Asumsikan bahwa kita melakukan uji tarik mulai dari titik O sampai D sesuai dengan arah panah dalam gambar. • Batas elastic σε (elastic limit), pada Gambar 3 dinyatakan dengan titik A. Bila sebuah bahan diberi beban sampai titik A, kemudian bebannya dihilangkan, maka bahan tersebut akan kembali ke kondisi semula (tepatnyahampir kembali ke kondisi semula) yaitu regangan “nol” pada titik O (lihat Gambar 3). Tetapi bila beban ditarik sampai melewati titik A, hokum Hooke tidak lagi berlaku. • Batas proporsional σp (proportional limit). Titik dimana penerapan hokum Hooke masih bias ditolerir. Tidak ada standarisasi tentang nilai ini. Dalam praktek, biasanya batas proporsional sama dengan batas elastic. • Deformasi plastis (plastic deformation). Perubahan bentuk yang tidak kembali ke keadaan semula. Pada Gambar 3 yaitu bila bahan ditarik sampai melewati batas proporsional dan mencapai daerah landing. • Tegangan luluh atas σuy (upper yield stress). Tegangan maksimum sebelum bahan memasuki fase daerah landing peralihan deformasi elastic ke plastis. • Tegangan luluh bawah σly (lower yield stress). Tegangan rata-rata daerah landing sebelum benar-benar memasuki fase deformasi plastis. Bila hanya disebutkan tegangan luluh (yield stress), maka yang dimaksud adalah tegangan mekanis pada titik ini. • Regangan luluh εy (yield strain). Regangan permanen saat bahan akan memasuki fase deformasi plastis. • Regangan elastic εe (elastic strain). Regangan yang diakibatkan perubahan elastic bahan. Pada saat beban dilepaskan regangan ini akan kembali ke posisi semula. • Regangan plastis εp (plastic strain). Regangan yang diakibatkan perubahan plastis. Pada saat beban dilepaskan regangan ini tetap tinggal sebagai perubahan permanen bahan. • Regangan total (total strain). Merupakan gabungan regangan plastis dan regangan elastic (εT = εe +εp). Perhatikan beban dengan arah OABE. Pada titik B, regangan yang ada adalah regangan total. Ketika beban dilepaskan, posisi regangan ada pada titik E dan besar regangan yang tinggal (OE) adalah regangan plastis. • Tegangan tarik maksimum (UTS, Ultimate Tensile Strength). Pada gambar 3 ditunjukkan dengan titik C (σβ), merupakan besar tegangan maksimum yang didapatkan dalam uji tarik. • Kekuatan patah (breaking Strength). Pada gambar 3 ditunjukkan pada titik D, merupakan besar tegangan dimana bahan yang diuji putus atau patah. Gerbang Teknologi , Ir. Kirman,.MT, Sub. Bidang Karakteristik Material, 2012