Upload
inri-adi-perkasa
View
43
Download
1
Embed Size (px)
DESCRIPTION
uji tarik
Citation preview
BAB IV
UJI TARIK (TENSILE TEST)
4.1 PENDAHULUAN
4.1.1 Latar Belakang
Pada era perkembangan teknologi yang sangat pesat saat ini banyak sekali
material yang dibuat untuk merancang suatu bentuk oleh engineer. Ditamabah pada saat
ini suhu pada mulai meningkat yang dikarenakan lapisan ozon yang mulai menipis yang
diakibatkan oleh pemanasan global yang terjadi. Dengan adanya factor yang telah
disebutkan tersebut, maka banyak yang menginginkan karakteristik material dan untuk
mendesain antar komponen agar tidak terjadi deformasi yang terlalu signfikan dan
menyebabkan kegagalan.
Maka sifat mekanis material dapatt dipastikan dengan melakukan eksperimen
yang mendekati hasil yang sebenarnya. Kita tahu bahwa ada beberapa factor yang
dipertimbangkan diantaranya adalah lamanya beban yang diberikan dan kedaan
lingkungan. Beban yang diberikan dapat berupa tarik, tekan, dan geser, serta bebannya
konstan terhadap waktu dan perimbangan suhu juga dapat menjadi factor yang cukup
mempengaruhi dan signifikan.
Pengujian tarik umumnya lebih disukai untuk pengujian lentur, sebagai
pengujian lentur menghasilkan tekanan maksimum hanya di daerah kecil pada
permukaan benda uji, yang dapat menyebabkan efek lokal. Selain ini, beberapa
mekanisme kegagalan dapat dilihat di pengujian lentur, tarik, geser dan kompresi. Data
yang dihasilkan dari pengujian tarik lebih mapan mengenai desain dan pemodelan
struktur. Uji tarik menghasilkan data yang cepat dan biaya yang tidak teralu besar.
Maka dari itu dilakukan uji tarik untuk mendapatkan hasil data yang tepat untuk
desain dan pemodelan. Uji tarik ini tidak memakan waktu lama untuk melihat hasil data
yang diinginkan dan biaya yang terbilang rendah dan itu dibutuhkan unuk mendapatkan
hasil yang cepat untuk desain dan pemodelan yang tepat untuk saat ini. Maka uji tarik
merupakan ekperimen yang tepat untuk mendapatkan hasil diatas[10].
4.1.2 Tujuan Praktikum
Praktikum uji tarik dilakukan bertujuan untuk:
1. Melakukan percobaan tarik pada “Universal testing machine”
2. Mengetahui besarnya kekuatan maksimum (σu) dan regangan maksimum (%EL)
3. Membuat grafik tegangan regangan
4. Mengetahui besarnya kontraksi (%AR)[1].
4.2 DASAR TEORI
Uji material adalah salah satu cara untuk mengetahui kondisi suatu bahan,
seperti seberapa besar kemampuan tarik, seberapa keras material, seberapa kuat
terhadap panas, bagaimana susunannya dan lain – lain. Uji tarik dilakukan untuk
melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data
pendukung bagi spesifikasi bahan. Pada uji tarik benda uji diberi beban gaya tarik
sesumbu yang bertambah besar secara kontinyu, bersamaan dengan itu dilakukan
pengamatan mengenai perpanjangan yang dialami benda uji.
4.2.1 Uji Tarik
Uji tarik adalah cara pengyjian yang paling mendasar. Pengujian ini saangat
sederhana tidak mahal dan sudah mengalami standarisasi dia seluruh dunia, Misalnya di
Amerika dengan ASTEMED dan Jepang dengan JIS 2241. Pengujian tarik ini adlah
salah satu pengujian mekanik yang paling terkenal dan banyak di butuhkan untuk data-
data material terutama sifat mekanik untuk keperluan engginering (rekayasa).
Pada prinsip pengujian tarik adalah batang specimen harus di sesuaikan dengan
standar seperti (ASTM, JIS, DIN, SNI). Batang uji ada yang berbentuk silindris dan
berbentuk plat yang di tarik dengan beban statik sampai putus. Dalam pengujiaan ini di
dapat suatu kurva hubungan beban tarik(F), terhadap perpanjangan specimen(∆L).
Kurva ini yang kemudian akan di konversikan menjadi kurva tegangan vs regangan
(T-e) dan digunakan untuk mendapatkan sifat mekanik logam yang akan di uji.
Diagram kurva tegangan – regangan sangat di butuhkan dalam pengujian tarik,
karena untuk menganalisis suatu material yang di uji tarik[4].
Gambar 4.1 Proses teknis uji tarik[8].
4.2.2 Tegangan ()
Tegangan adalah reaksi yang timbul diseluruh bagian spesimen dalam rangka
menahan beban yang diberikan. Nilai tegangan ini merupakan perbandingan antara
beban (F) yang diberikan terhadap luas penampang (A), atau dapat dirumuskan sebagai
berikut[5]:
Keterangan : = tegangan (pascal, N/m2)
F = beban yang diberikan (Newton, dyne)
A = luas penampang (mm2)
4.2.2.1 Tegangan Luluh (Yield Strength)
Yield Strength ( Kekuatan Luluh ) adalah kekuatan suatu material untuk
mengalami deformasi plastis. Pada keadaan ini ditandai dengan garis diagram tegangan-
regangan yang tidak linier lagi. Nilai besaran ini adalah besar gaya pada saat luluh
dibagi luas penampang[5].
Keterangan : = tegangan (pascal, N/m2)
F = beban yang diberikan (Newton, dyne)
Ao = luas penampang (mm2)
4.2.2.2 Tegangan Maksimum (Ultimate Strength)
Tegangan maksimum adalah tegangan maksimum yang dapat ditahan oleh
batang uji sebelum patah. Tegangan maksimum merupakan suatu perbandingan antara
beban maksimum (Fm ) yang dicapai selama percobaaan tarik dan penampang batang
mula-mula (Ao)]. Tegangan tarik dirumuskan[6] :
Keterangan : u = tegangan tarik maksimal (pascal, N/m2)
Fm = beban maksimum (N)
Ao = penampang batang mula–mula (mm2)
4.2.2.3 Tegangan Saat Patah (Rupture Strength)
Rupture strength adalah kekuatan saat spesimen patah pada kurva tegangan-
regangan rekayasa. Pada tegangan yang rendah, terjadi deformasi elastis dan berlaku
hukum Hooke dimana tegangan berbanding linier dengan regangan. Konstanta
perbandingan antara regangan dan tegangan disebut dengan modulus elastis[6].
4.2.3 Regangan
Benda yang diberi beban tarik akan mengalami pertambahan panjang baik sesaat
maupun permanen. Dalam pemasangan spesimen ada bagian yang dijepit sehingga
diperlukan pengukuran panjang batang uji. Pertambahan panjang (∆L) dibagi dengan
panjang batang mula-mula (Lo) ini yang disebut dengan regangan. Rumus dari
regangan yaitu :
Keterangan: e = regangan
Li = panjang benda setelah mengalami pengujian (m, mm)
Lo = panjang benda saat keadaan awal (m, mm)
4.2.4 Modulus Elastisitas
Modulus elastisitas adalah perbandingan antara tegangan () dan regangan
elastis (e). Rumus dari modulus elastisitas :
Keterangan : E = modulus elastisitas
= tegangan (pascal, N/m2)
e = regangan
Modulus elastisitas adalah sebuah ukuran yang digunakan untuk
merepresentasikan kekakuan suatu bahan. Makin besar nilai modulus elastisitas, maka
makin kecil regangan yang dapat dihasilkan dari pemberi tegangan. Modulus ini
ditentukan oleh gaya ikat antar atom.
4.2.5 Elastisitas (Elasticity)
Jika batang ditarik dan mengalami regangan tetapi bila beban tarik dihilangkan
batang kembali semula maka hal ini dikatakan elastis. Elastisitas ini berada di daerah
elastis, sebelum titik luluh (yield point). Selama batang uji masih berada di daerah
elastis, jika beban dihilangkan batang uji akan kembali ke bentuk semula. Bila suatu
benda mengalami tegangan maka akan terjadi perubahan bentuk. Bila tegangan yang
bekerja besarnya tidak melewati suatu batas tertentu (batas elastis) maka akan terjadi
perubahan bentuk yang bersifat sementara. Perubahan bentuk akan hilang bersama
dengan hilangnya tegangan. Deformasi elastis adalah deformasi atau perubahan bentuk
pada benda secara sementara apabila dikenai beban dan akan kembali ke bentuk semula
apabila beban dihilangkan[11].
Contoh soal:
Sebuah tegangan tarik diterapkan pada sepanjang sumbu silinder batang
kuningan yang memiliki diameter 10 mm (0.4 in). tentukan besar beban yang harus
diberikan sehingga menghasilkan 2.5 x 10-3 mm (104 in). Ubah dalam diameter jika
deformasi seluruhnya adalah 6egativ.
Penyelesaian :
Keadaan deformasi dapat digambarkan sebagai berikut
Jika gaya F diberikan, perubahan panjang specimen terjdi di garis z dan pada
waktu yang sama titik a tereduksipada diameter d dari 2,5 x 103 mm pada jarak x. Untuk
regangan pada jarak x.
Nilanya negative, karena diameter tereduksi. Langkah selanjutnya diperlukan
perhitungan regangan pada garis z menggunakan persamaan 6.8. nilai dari rasio poisson
untuk kuningan adalah 0.34 (Tabel 6.1), sehingga
Tegangan yang diberikan bias dihitung dengan persamaan 6.5 dan modulus
elastisitas, pada table 6.1 yaitu 97 Gpa (14 106psi), sehingga
Langkah terakhir, dari persamaan 6.1, sehingga gaya yang diberikan
4.2.6 Batas Proporsional dan Batas Elastisitas
4.2.6.1 Batas Proporsional
Gambar 4.2 Profil data dan hasil uji tarik[3].
Batas proporsional merupakan batas dimana besarnya regangan yang timbul
sebagai akibat tegangan yang diberikan berbanding lurus dengan besarnya tegangan
yang bekerja. Oleh karena itu, grafiknya menunjukkan garis lurus. Jika pengujian tarik
dilakukan dengan penambahan beban secara perlahan mula-mula akan terjadi
pertambahan panjang yang sebanding dengan penambahan gaya yang bekerja.
Kesebandingan ini berlangsung terus sampai beban mencapai batas proporsional,
setelah itu pertambahan panjang yang terjadi sebagai akibat penambahan beban tidak
lagi berbanding lurus[6].
4.6.2.2 Batas Elastis
Batas elastis adalah tegangan terbesar yang masih dapat ditahan oleh bahan
tanpa terjadi tegangan sisa permanen yang terukur pada saat beban ditiadakan. Sebagai
catatan bahwa secara praktis bisa dianggap batas proporsionalitas dan batas elastis tidak
berbeda. Dalam setiap perhitungan desain selalu dilandaskan pada tegangan regangan di
daerah elastis (proporsional) dan menghindari terjadinya deformasi plastis. Regangan
akan terus naik seiring dengan naiknya tegangan sampai terjadinya deformasi tetap
(plastis). Dimana deformasi tetap (plastis) terjadi ketika telah melewati titik luluh (yield
point). Regangan elastik mampu balik, sedangkan regangan plastik tidak[5].
4.2.7 Plastisitas (Plasticity)
Plastisitas adalah perubahan bentuk yang permanent tanpa mengakibatkan
terjadinya kerusakan. Sifat ini sering disebut keuletan (ductile). Bahan yang mampu
mengalami deformasi plastis adalah bahan yang mempunyai keuletan tinggi dan
sebaliknya bahan yang tidak deformasi plastis berarti mempunyai keuletan rendah atau
getas. Deformasi plastis adalah deformasi atau perubahan bentuk yang terjadi pada
benda secara permanen walaupun beban yang bekerja ditiadakan[11].
4.2.8 Persentasi Kontraksi (Necking)
Kontraksi adalah pengerutan atau pengecilan penampang pada batas penampang.
Hal ini dinyatakan dalam presentase.
Keterangan: %AR= kontraksi
Ao = penampang mula–mula (mm2)
Au = penampang sesudah patah (mm2)
Deformasi plastis pada umumnya terlokalisir pada daerah susut. Jadi persentase
perpanjangan tergantung pada panjang ukur. Begitu juga dengan keuletan. Penyusutan
penampang pada titik patah merupakan ukuran dari keuletan. Bahan yang ulet
mempunyai penyusutan penampang yang besar sebelum patah. Perpanjangan
merupakan ukuran penyusutan plastik. Para ahli teknik umumnya lebih suka
menggunakan penyusutan penampang karena tidak diperlukan panjang ukur, dan
besaran ini juga dapat digunakan untuk menghitung regangan sebenarnya pada titik
patah. Seseorang tidak akan mungkin menetapkan hubungan yang pasti antara
perpanjangan dan susut penampang, karena deformasi plastik biasanya terpusat. Tentu
saja suatu bahan yang sangat ulet akan memiliki nilai yang tinggi untuk kedua besaran
tadi dan untuk bahan yang tidak ulet nilainya rendah.
4.2.9 Patah (Rupture)
Percobaan tegangan-regangan diakhiri dengan perpatahan. Perpatahan ini dapat
didahului oleh deformasi plastis. Bila ada deformasi plastis, maka kita sebut perpatahan
ulet (ductile fracture); bila tidak diiringi deformasi plastis, disebut perpatahan rapuh
(brittel fracture).
4.2.9.1 Patah Ulet
Patah ulet terjadi dengan penyobekan perlahan-lahan logam dengan pengeluaran
energi yang besar. Patah liat akibat beban tarik biasanya didahului oleh penurunan
diameter spesimen uji yang dinamakan penyempitan (necking).
Gambar 4.3 Patah ulet[7].
4.2.9.2 Patah Getas
Patahan yang terjadi pada material yang getas yaitu tanpa mengalami pengecilan
diameter (necking).
Gambar 4.4 Patah getas[7].
4.2.10 Aplikasi Uji Tarik
Perkembangan Suhu Tinggi Pengujian Tarik Rig untuk Komposit Laminasi
Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan uji tarik suhu tinggi mampu
komposit pengujian serat diperkuat sampai 1000 C , untuk memahami perilaku
komposit tertentu pada suhu ini dan menghasilkan data yang sesuai dalam desain
struktur suhu tinggi . Desain uji dinilai menggunakan analisis elemen terbatas sebelum
memvalidasi pada suhu kamar terhadap alat uji tarik konvensional . Desain yang dipilih
mencapai hasil tarik handal dan pengujian suhu tinggi kemudian berhasil dilakukan ,
menggunakan bahan polysialate komposit , membangun suhu tinggi Data mekanik yang
sebelumnya tidak diketahui . Set-up tes dan data dicapai dalam penelitian ini sangat
penting dalam desain berikutnya generasi struktur suhu tinggi .
Baru-baru ini dikembangkan penelitian material suhu tinggi struktur untuk
memaksimalkan ruang desain dan kinerja dalam kedirgantaraan dan aplikasi motorsport,
telah menyebabkan kebutuhan untuk pemahaman yang lebih besar material komposit
suhu tinggi. Serat diperkuat material komposit biasanya diperlukan untuk berat body
mereka rendah dan kinerja mekanik yang tinggi, sifat yang diperlukan untuk aplikasi
struktural. Selain itu, suhu sampai 1000 C dapat ditemui, dan karena itu, komposit
matriks keramik sering dicari [9]. Namun, kesesuaian bahan untuk tampil di lingkungan
ini adalah sulit untuk memastikan karena kurangnya sebuah data desain suhu tinggi.
Data properti mekanik diperlukan untuk memahami perilaku dan keterbatasan
bahan komposit pada suhu tinggi, serta memungkinkan pemodelan akurat untuk
mengambil tempat. Beberapa mekanik tes yang tersedia untuk menilai sifat mekanik
dari material, yang tarik dan pengujian lentur adalah yang paling umum. Uji tarik
umumnya lebih disukai untuk pengujian lentur, sebagai pengujian lentur menghasilkan
tekanan maksimum hanya di daerah kecil pada permukaan benda uji, yang dapat
menyebabkan efek lokal. Selain ini, beberapa mekanisme kegagalan dapat dilihat di
pengujian; tarik, kompresi dan geser, yang dapat memungkinkan lebih banyak dari satu
mekanisme untuk mendominasi hasil. Namun, Uji tarik menghasilkan tekanan
maksimum seluruh benda uji secara utuh, dan data yang dicapai lebih mapan dan tepat
mengenai desain dan pemodelan struktur. Ada beberapa komponen dan aspek pengujian
tarik; itu tes lapisan, grip dan pengukuran regangan semua diperlukan [10].
Hasil penelitian menunjukkan prosedur uji mampu memberikan hasil handal
dalam pengujian suhu tinggi dari lapisan komposit tipis. Desain pegangan dan emitter
IR disediakan seragam tarik pemuatan dan pemanasan cepat dari masing-masing
lapisan, dengan uji coba dan gilirannya sekitar sekali signifikan lebih cepat daripada
metode suhu tinggi konvensional. Hasil sangat menyarankan bahwa suhu tinggi akurat
pengujian tarik dapat dilakukan dengan desain pegangan ini dan set-up tes, dengan data
yang akurat dicapai dan menawarkan representasi yang baik bagaimana material
komposit berperilaku di bawah beban tarik pada suhu yang tinggi. Suhu 760 C dicapai
selama pengujian tapi ini bisa dengan mudah ditingkatkan dengan
penyesuaian dalam ukuran lapisan.
Desain rig uji pemanasan sangat cocok untuk keramik dan polimer komposit
matriks, dan dimungkinkan untuk beradaptasi untuk kompresi dan uji kelenturan.
Dimasukkannya mekanisme kontrol untuk kontrol suhu akan menjadi tambahan yang
berguna untuk menguji masa depan perubahan dan untuk memastikan suhu yang akurat
dan direproduksi serta tingkat pemanasan. Pemanasan cepat dan pendinginan dicapai
dengan desain ini, rig uji memungkinkan untuk digunakan secara efisien menyelidiki
sifat rekayasa penting, seperti dampak dari termal bersepeda dan thermal shock bawah
beban.
A
4.3 METODE PENELITIAN
4.3.1 Diagram Alir Penelitian
Dibawah ini merupakan diagram alir pengujian tarik:
YES
START
Ukur diameter batang uji (d0, l0)
sebanyak 3x, dan cacat hasilnya
Pasang specimen pada upper
damping head mesin uji tarik
Pastikan batang uji tercekam
dengan baik pada upper dan
lower damping head
paappppppada upper dan lower
damping
Setting nol mesin uji tarik dari komputer
NO
Atur posisi menggunakan komputer
sampai mendekati lower damping
head
A
Gambar 4.5 Diagram alir penelitian[1].
Klik tombol start pada tampilan layar
komputer
Amati dan baca besranya gaya tarik pada komputer
dan pertambahan panjang yang terjadi pada
specimen hingga specimen patah
Amati dan catat besarnya gaya tarik yang muncul
pada layar komputer (σy, σu, σr)
Lepaskan specimen dari mesin uji tarik
Ukur diameter dan panjang benda uji setelah patah
(du, lu) sebanyak 3x dan catat hasil pengukuran
FINISH
Hitung pertambahan panjang specimen yang terjadi
dari data panjang specimen setelah uji tarik
4.3.2 Langkah Pengujian
1 Ukur diameter batang uji (do , lo).
2 Hidupkan mesin uji Tarik dengan menekan push button on.
3 Pasang spesimen pada upper damping head mesin uji tarik.
4 Atur posisi spesimen menggunakan komputer pengoperasi mesin uji Tarik
sampai mendekati lower damping head.
5 Batang uji harus tercekam dengan baik pada upper dan lower damping head.
6 Setting nol pada komputer pengoperasi mesin uji Tarik.
7 Klik Start untuk memulai pengujian.
8 Amati dan baca besarnya gaya tarik pada layar monitor (saat maks dan patah)
dan perpanjangan (L ) yang dialami benda uji akibat gaya tarik (maksimum
dan patah).
9 Lepaskan spesimen dari alat uji Tarik.
10 Ukur diameter dan panjang benda uji setelah patah (du dan lu)[1].
4.3.3 ALAT DAN BAHAN PENGUJIAN
1 Alat
a. Universal Testing Machine GD – 1100-100
Gambar 4.6 Universal testing machine GD – 1100-100[12].
Keterangan :
1. Penguat atau pengunci atas.
2. Pencekam atas specimen.
3. Pencekam specimen bawah.
4. Penguat atau pengunci bawah.
5. Mesin penggerak penyetinggan nol.
1 2
3
5
4
b. Vernier Caliper
Vernier caliper digunakan untuk mengukur diameter dan panjang batang
uji dalam praktikum struktur sifat material dengan ketelitian 0.05 mm.
Gambar 4.7 Vernier Caliper[12].
c. Spidol
Alat yang digunakan untuk menandai batang uji.
Gambar 4.8 Spidol[12].
d. Program Pro Test UTM GD 1100-100
Gambar 4.9 Program pro test UTM GD 1100-100 [12].
Gambar 4.9 menerangkan tentang bagian-bagian pengamatan yang dilakukan pada
pengujian tarik pada layar computer. Berikut adalah keterangan dari gambar program
pro test UTM GD 1100-100 pada pengujian tarik:
1. Force-elong : bagian ini untuk melihat hasil diagram force-elong pada
pengujian tarik yang telah dilakukan.
2. Force-Time : bagian ini untuk melihat hasil diagram force-time pada
pengujian tarik yang telah dilakukan.
3. Elong-Time : bagian ini untuk melihat hasil diagram elong-time pada
pengujian tarik yang telah dilakukan
4. Stress-Strain : bagian ini untuk melihat hasil diagram stress-strain pada
pengujian tarik yang telah dilakukan.
13
1 2 3 4 5 6
7
8
9
10
11
12
14
5. Multigraph : bagian ini berfungsi untuk menampilkan beberapa diagram
secara bersamaan.
6. Test result : bagian ini berfungsi untuk menampilkan data hasil pengujian
dari uji tarik pada layar computer.
7. Tombol ini berfungsi untuk menaikkan lower damping head pada alat pengujian
tarik.
8. Tombol ini berfungsi untuk menghentikan lower damping head pada alat
pengujian tarik.
9. Tombol ini berfungsi untuk menurunkan lower damping head pada alat
pengujian tarik.
10. Zero All : tomol ini berfungsi untuk menggerakkan mesin penggersk
setting nol pada alat pengujian ( gambar 4.6 ).
11. Speed bar : tombol ini berfungsi untuk mengatur kecepatan naik turunnya
lower damping head pada alat pengujian tarik.
12. Start : tombol ini berfungsi untuk memulai pengujian uji tarik.
13. Clear Record : bagian ini berfungsi untuk menghapus record data yang sudah
dibuat.
14. Open Record : bagian ini berfungsi untuk membuka data yang pernah dibuat.
2 Bahan
Bahan menggunakan standard American Society for Testing and Materials
(ASTM) E8-04. Test piece (batang uji) atau biasa disebut dengan “dog bone” yang
digunakan yaitu Baja ST 40 dan Baja ST 60.
Gambar 4.10 Drawing technic[7].
a. Baja ST 40
Specimen yang akan digunakan utuk melakukan uji tarik baja ST 40
sesuai standar bentuk cylinder. Baja ST 40 tergolong baja karbon sedang.
Gambar 4.11 Baja ST 40[12].
b. Baja ST 60
Specimen yang akan digunakan utuk melakukan uji tarik baja ST 60
sesuai standar bentuk cylinder. Baja ST 60 tergolong baja karbon sedang.
Gambar 4.12 Baja ST 60[12].
4.4 PEMBAHASAN
4.4.1 Data dan Hasil Pengujian
4.4.1.1 Baja ST 40
Tabel. 4.1 Baja ST 40
No Do
(mm)
Lo
(mm)
Du
(mm)
Lu
(mm)
Fmaks (KN) Fpatah (KN)
1 9,6 64.65 5.20 73,8
42,019 30,3132 9,65 64.10 5.50 72,9
3 10,5 64.05 5.30 74
9,9 64.20 5.20 73,56 ∆D =4,7 mm ∆L =9,36 mm
a. Luas Penampang
1. Luas mula – mula
A0 = (π / 4) (D0)2 = (3,14 / 4) (9,6) 2 = 72,34mm2
2. Luas Akhir
Au = (π / 4) (Du)2= (3,14 / 4) (5,2)2 = 21,22mm2
3. Persentase kontraksi
=
= 70,66%
b. Tegangan
1. Kekuatan tarik maksimal
= 580MPa
2. Tegangan patah
= 419 MPa
c. Tegangan sebenarnya
1. Kekuatan tarik maksimal
= 1980 MPa
2. Tegangan patah
= 1428 Mpa
d. Regangan
e. Regangan saat yield
Keterangan:
y Baja ST-40 = 305 Mpa
Modulus elastisitas (E) Baja ST-40 = 210 GPa
f. Ralat Pengukuran
Pengukuran diameter awal
= 0.091
Pengukuran diameter akhir
= 0.26
Pengukuran panjang awal
= 0.17
Pengukuran panjang akhir
= 0.05
Berdasarkan grafik stress-strain hasil pengujian yang ditunjukkan gambar
4.10, didapat beberapa nilai mekanis dari hasil uji tarik dengan bahan menggunakan
baja ST 40.
Gambar 4.13 Grafik Stress-Strain baja ST 40 [12]
Dari hasil grafik didapat bahwa ultimate tensile strength yang ditunjukkan oleh
nomor 1 sebesar 495 N/mm2. Sedangkan nilai rupture strength yang ditunjukkan oleh
nomor 2 sebesar 355 N/mm2. Berdasarkan test result.
Foto hasil pengujian dapat dilihat pada gambar 4.14:
1 2
Gambar 4.14 Hasil uji tarik baja ST 40[12].
Analisa hasil uji tarik penyebab patahan yang terjadi pada baja ST 40 tidak
berada ditengah yaitu dipengaruhi oleh proses permesinan pada saat pembuatannya.
Pada gambar 4.14 juga dapat dilihat pada awal grafik tidak langsung naik keatas tetapi
malah cenderung linear, hal tersebut terjadi karena slip pada Universal Tensile Machine.
Faktor penyebab slip dimungkinkan karena pada saat pemasangan benda uji pada lower
damping tidak teralu kuat.
4.4.1.2 Baja ST 60
Tabel 4.2 Baja ST 60
No Do
(mm)
Lo
(mm)
Du (mm) Lu
(mm)
Fmaks (KN) Fpatah (KN)
1 10,6 62,6 7,6 80,165,174
51,7702 10,6 62,6 7,5 79,6
3 10,6 62,6 7,7 79,8
10,6 62,6 7,6 79,85 ∆D = 3 mm ∆L = 17,25 mm
a. Luas Penampang
1. Luas mula – mula
A0 = (π / 4) (D0)2 = (3,14 / 4) (10,6mm) 2 = 88,20 mm2
2. Luas Akhir
Au = (π / 4) (Du)2= (3,14 / 4) (7,6mm)2 = 45,34mm2
3. Persentase kontraksi
Kontraksi (AR )
=
= 42,86%
b. Tegangan
1. Kekuatan tarik maksimal
= 738MPa
2. Tegangan patah
= 580MPa
c. Tegangan sebenarnya
1. Kekuatan tarik maksimal
= 1437MPa
2. Tegangan patah
= 1142Mpa
d. Regangan
e. Regangan saat yield
Keterangan:
y Baja ST-60 = 426 Mpa
Modulus elastisitas (E) Baja ST-60 = 206 GPa
f. Ralat Pengukuran
Pengukuran diameter awal
= 0
Pengukuran diameter akhir
= 0
Pengukuran panjang awal
= 0
Pengukuran panjang akhir
= 0,09
Berdasarkan grafik stress-strain hasil pengujian yang ditunjukkan pada gambar
4.12, didapat beberapa nilai mekanis dari hasil uji tarik dengan bahan menggunakan
baja ST 60.
Gambar 4.15 Grafik Stress-Strain baja ST 60[12].
Dari hasil grafik didapat bahwa ultimate tensile strength yang ditunjukkan oleh
nomor 1 sebesar 720 N/mm2. Sedangkan nilai rupture strength yang ditunjukkan
oleh nomor 2 sebesar 520 N/mm2. Foto hasil pengujian dapat dilihat pada gambar
Foto hasil pengujian dapat dilihat pada gambar 4.16:
1 2
Gambar 4.16 Grafik Stress-Strain baja ST 60[12].
Analisa hasil uji tarik penyebab patahan yang terjadi pada baja ST 60 tidak
berada ditengah seperti pada gambar 4.16, yaitu dipengaruhi oleh proses permesinan
pada saat pembuatannya. Pada gambar 4.15 juga dapat dilihat pada awal grafik tidak
langsung naik keatas tetapi malah cenderung linear, hal tersebut terjadi karena slip pada
Universal Tensile Machine. Faktor penyebab slip dimungkinkan karena pada saat
pemasangan benda uji pada lower damping tidak teralu kuat.
4.5 PENUTUP
4.5.1 Kesimpulan
Dari hasil percobaan pengujian tarik yang telah dilakukan, maka didapatkan
beberapa kesimpulan, antara lain :
1 Proses uji tarik merupakan salah satu proses untuk menentukan sifat mekanik
suatu material yaitu contohnya menentukan kekuatan suatu material dalam hal ini
menentukan tegangan regangan material.
2 Jenis material yang berbeda, dengan perlakuan yang didapatkannya berbeda dan
komposisinya yang berbeda akan menyebabkan nilai kekuatannya berbeda pula dan
kurva hasil uji tariknya juga berbeda.
3 Kekuatan tarik, tegangan maksimal baja ST 60 lebih besar dari pada baja ST 40,
hal ini dikarenakan kadar karbon baja ST 60 lebih besar dari pada baja ST 40. dan
baja ST 60 mrmiliki struktur materialnya lebih keras disbanding ST 40, sehingga ST
60 lebih ulet.
4 Dari pengujian ini diperoleh data sebagai berikut:
Tabel 4.3 Hasil Pengujian
Keterangan Nilai Baja ST –
40
Nilai Baja ST –
60Jenis Jenis Data
Luas Penampang Luas mula-mula 72,34 mm 88,20 mm
Luas akhir 21,22 mm 45,34 mm
Presentase kontraksi 70,66% 42,86%
Tegangan Kekuatan tarik maks 580MPa 738MPa
Tegangan patah 419MPa 580MPa
Tegangan
sebenarnya
Tegangan tarik maks 1980MPa 1437MPa
Tegangan patah 1428MPa 1142Mpa
Regangan Presentase regangan 14,15% 27,45%
Regangan saat yield 1.4x10-3 2.1x10-3
4.5.1 Saran
Saran untuk percobaan uj Tarik yang telah dilakukan adalah :
1. Penguncian spesimen agar lebih kuat sehingga grafik bisa lebih akurat.
2. Pembacaan dengan menggunakan Vernier caliper lebih teliti lagi untuk
mengurangi error atau kesalahan dari pembacaan.
DAFTAR PUSTAKA
1. Jobsheet Praktikum Struktur dan Sifat Material Laboratorium Metalurgi Fisik
2. https://www.academia.edu/8838260/PRAKTIKUM_UJI_TARIK
3. https://www.academia.edu/11124564/LAPORAN_PRAKTIKUM_UJI_TARIK
4. http://jejakklinisku.blogspot.co.id/2013/06/uji-tarik.html
5. http://terasepter.blogspot.co.id/2013/11/pengujian-bahan.html
6. https://www.scribd.com/doc/135735595/laporan-praktikum-metalurgi
7. https://www.google.com/search?
q=gaya+static+pada+alat+pengujian+uji+tarik&source=lnms&tbm=isch&sa=X
&ved=0ahUKEwi00Omr36fJAhXCCY4KHfJqDh0Q_AUIBygB&biw=1366&bi
h=696#tbm=isch&q=patah+getas&imgrc=e71vI4FMTZLZQM%3A
8. https://www.google.com/search?
q=gaya+static+pada+alat+pengujian+uji+tarik&source=lnms&tbm=isch&sa=X
&ved=0ahUKEwi00Omr36fJAhXCCY4KHfJqDh0Q_AUIBygB&biw=1366&bi
h=696#imgrc=P73TYrgG2fyMJM%3A
9. Ohnabe H, Masaki S, Onozuka M, Miyahara K, Sasa T. Potential application of
ceramic matrix composites to aero-engine components. Compos Part A: Appl
Sci Manuf 1999;30(4):489–96.
10. Gyekenyesi JZ, Hemann JH. High temperature tensile testing of ceramic
composites. Tech Rep Contractor Report-180888; NASA; 1988.
11. Material Science And Engineering.
12. Laboratorium Metalurgi Fisik Teknik Mesin Universitas Diponegoro