Guru Teknik Mesin

blog ini berisi informasi untuk mahasiswa, guru, atau dosen dalam pembelajaran seputar Teknik Mesin

Wednesday, March 17, 2021

APA SIH UJI TARIK ITU? BAGAIMANA MENGETAHUI SIFAT MATERIAL DUCTILE ATAU BRITTLE?

Uji Tarik adalah uji fundamental dalam mekanika material. Pengujian ini dilakukan dengan menarik sampel material hingga rusak, sambil mengukur Gaya dan Displacement.

Pengujian Tarik

Kurva Tegangan / Regangan, 

Grafik Regangan-Tegangan
dalam hal ini Tegangan ditentukan oleh gaya yang diterapkan pada sampel uji dibagi dengan luas penampang. tegangan terjadi pada sumbu Y.

Keterangan   P = Gaya [N]

A = luasan permukaan yang dikenakan Gaya [mm2]

Regangan menjelaskan berapa banyak deformasi yang terjadi disebabkan gaya yang diterapkan dan deformasi tersebut dapat  ditemukan dengan membagi perubahan panjang dengan panjang aslinya. Regangan ditempatkan pada sumbu X.

keterangan : ε = regangan

                      L0 = panjang awal [mm]

                      L1 = panjang akhir [mm]

                      δ = perubahan panjang [mm]

mari kita lihat informasi apa yang bisa kita dapatkan dari grafik tegangan / regangan.

Yield Strength

ketika tegangan naik, material mulai berubah bentuk, daerah awal ini adalah deformasi elastis. Artinya, jika kita menghilangkan gaya, material akan kembali ke bentuk aslinya, hal ini bias disamakan dengan bagaimana sebuah karet gelang bisa berubah bentuk dan tetap kembali ke bentuk aslinya. akhir dari deformasi elastis linier ini ditandai dengan titik luluh (yield strength), mulai dari titik luluh ini setiap tegangan tambahan akan menyebabkan deformasi plastis/permanen.

Yield Strength

Ultimate Strength

Setelah titik luluh maka tegangan terus meningkat hingga mencapai titik kekuatan Tarik Ultimate. Disini menunjukkan kekuatan pamungkas material, yaitu batasan tegangan terbesar yang dapat ditangani dari material ini.

Ultimate strength

Necking dan Fracture

Setelah Ultimate Strength, dari sini tekanan yang diperlukan lebih sedikit dikarenakan material mulai berkurang pada luas penampangnya, berkurangnya luas penampang tersebut biasa disebut dengan istilah necking. Setelah necking berlanjut sampai materialnya retak.

Fracture

Kita bisa mendapatkan banyak informasi yang sangat berguna dari grafik ini, yang pertama adalah Modulus Young/Modulus ElastisitasModulus elastisitas adalah nilai yang mengukur ketahanan bahan untuk dideformasi secara elastis. Modulus young ini menjelaskan seberapa kaku material tersebut, hal ini dapat diperoleh dengan mencari kemiringan daerah linier.

Apabila kemiringan daerah linier lebih curam, berarti bahan tersebut lebih kaku, misalnya baja karbon tinggi. sedangkan material bahan yang fleksibel dengan modulus young yang rendah, seperti karet akan terlihat seperti landai. grafik ini bukan untuk menskalakan, tetapi ini hanya  memberikan kita gambaran tentang bagaimana informasi ini disajikan agar kita semakin memahami tentang sifat material.

Gambaran Perbedaan material kaku dan fleksibel

Modulus young merupakan salah satu properti yang paling banyak digunakan dalam teknik karena kita dapat menggunakannya untuk memprediksi defleksi dalam berbagai skenario.

Defleksi

kekuatan luluh dan kekuatan tarik ultimat adalah dua sifat penting lainnya. seorang insinyur akan membagi kekuatan luluh atau kekuatan maksimal dengan faktor keamanan untuk mencapai tegangan maksimum yang diijinkan, hal ini digunakan untuk mempertimbangkan desain produk yang akan dibuat. Biasanya para insinyur akan memperhitungkan agar tekanan maksimum yang mungkin terjadi jauh di bawah kegagalan, tetapi faktor keamanan berbeda di tiap-tiap industry. 

Ductile dan Brittle

mari kita bahas bahan yang disebut kuat dan ulet (ductile). Tangguh/kuat berarti bahan tersebut dapat menyerap banyak energi tanpa putus. area di bawah grafik seperti gambar dibawah menentukan berapa banyak energi yang diserap. 

Energy Absorbed

Ulet/ductile berarti material tersebut berubah bentuk ketika diberi tekanan. Kedua sifat tersebut bias dianggap sebagai material ductile. Baja pegas adalah bahan yang kuat dan ulet, karena materialnya memiliki kekuatan luluh yang tinggi. Pegas diperlukan untuk menyerap dan melepaskan energi tanpa adanya perubahan bentuk secara permanen.

Kebalikan dari Ductile adalah Brittle (getas). Material brittle adalah jenis material yang patah dengan deformasi yang sangat kecil. Kaca, keramik dan baja cor merupakan jenis dari kategori material brittle. kita benar-benar dapat mengetahui apakah suatu material rapuh atau ulet dengan memeriksa permukaan patahan pada hasil pengujian tarik. material ulet akan memiliki karakteristik permukaan patahan yang berbentuk cawan dan kerucut, sedangkan rekahan getas memiliki permukaan patahan yang tampak datar.

Bentuk Patahan pada Material Uji Tarik

beberapa bahan dapat berubah dari ductile menjadi brittle saat suhunya diturunkan. kemudian ditemukan bahwa kadar baja yang digunakan menjadi rapuh pada suhu yang lebih rendah. Perapuhan ini juga diduga berkontribusi pada patahnya lambung kapal titanic.

LANJUT >> PRAKTIKUM PENGUJIAN TARIK

No comments:

Post a Comment

YOUR COMMENTS