Laporan Praktikum Uji Tarik

Modul 1

Pengujian Tarik

 

BAB I

PENDAHULUAN

A.  Latar Belakang praktikum

Suatu logam mempunyai sifat-sifat tertentu yang dibedakan atas sifat fisik, mekanik, thermal, dan korosif. Salah satu yang penting dari sifat tersebut adalah sifat mekanik. Sifat mekanik terdiri dari keuletan, kekerasan, kekuatan, dan ketangguhan. Sifat mekanik merupakan salah satu acuan untuk melakukan proses selanjutnya terhadap suatu material, contohnya untuk dibentuk dan dilakukan proses permesinan. Untuk mengetahui sifat mekanik pada suatu logam harus dilakukan pengujian terhadap logam tersebut. Salah satu pengujian yang dilakukan adalah pengujian tarik.

Dalam pembuatan suatu konstruksi diperlukan material dengan spesifikasi dan sifat-sifat yang khusus pada setiap bagiannya. Sebagai contoh dalam pembuatan konstruksi sebuah jembatan. Diperlukan material yang kuat untuk menerima beban diatasnya. Material juga harus elastis agar pada saat terjadi pembebanan standar atau berlebih tidak patah. Salah satu contoh material yang sekarang banyak digunakan pada konstruksi bangunan atau umum adalah logam.

Meskipun dalam proses pembuatannya telah diprediksikan sifat mekanik dari logam tersebut, kita perlu benar-benar mengetahui nilai mutlak dan akurat dari sifat mekanik logam tersebut. Oleh karena itu, sekarang ini banyak dilakukan pengujian-pengujian terhadap sampel dari material.

Pengujian ini dimaksudkan agar kita dapat mengetahui besar sifat mekanik dari material, sehingga dapat dlihat kelebihan dan kekurangannya. Material yang mempunyai sifat mekanik lebih baik dapat memperbaiki sifat mekanik dari material dengan sifat yang kurang baik dengan cara alloying. Hal ini dilakukan sesuai kebutuhan konstruksi dan pesanan.
Uji tarik adalah suatu metode yang digunakan untuk menguji kekuatan suatu bahan/material dengan cara memberikan beban gaya yang sesumbu. Hasil yang didapatkan dari pengujian tarik sangat penting untuk rekayasa teknik dan desain produk karena mengahsilkan data kekuatan material. Pengujian uji tarik digunakan untuk mengukur ketahanan suatu material terhadap gaya statis yang diberikan secara lambat.Salah satu cara untuk mengetahui besaran sifat mekanik dari logam adalah dengan uji tarik. Sifat mekanik yang dapat diketahui adalah kekuatan dan elastisitas dari logam tersebut. Uji tarik banyak dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan. Nilai kekuatan dan elastisitas dari material uji dapat dilihat dari kurva uji tarik.

Pengujian tarik ini dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat mekanis suatu material, khususnya logam diantara sifat-sifat mekanis yang dapat diketahui dari hasil pengujian tarik adalah sebagai berikut:

1. Kekuatan tarik
2. Kuat luluh dari material
3. Keuletan dari material
4. Modulus elastic dari material
5. Ketangguhan.

Pengujian tarik banyak dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan. Karena dengan pengujian tarik dapat diukur ketahanan suatu material terhadap gaya statis yang diberikan secara perlahan. Pengujian tarik ini merupakan salah satu pengujian yang penting untuk dilakukan, karena dengan pengujian ini dapat memberikan berbagai informasi mengenai sifat-sifat logam.

Dalam bidang industri diperlukan pengujian tarik ini untuk mempertimbangkan faktor metalurgi dan faktor mekanis yang tercakup dalam proses perlakuan terhadap logam jadi, untuk memenuhi proses selanjutnya.

Oleh karena pentingnya pengujian tarik ini, kita sebagai mahasiswa metalurgi hendaknya mengetahui mengenai pengujian ini. Dengan adanya kurva tegangan regangan kita dapat mengetahui kekuatan tarik, kekuatan luluh, keuletan, modulus elastisitas, ketangguhan, dan lain-lain. Pada pegujian tarik ini kita juga harus mengetahui dampak  pengujian terhadap sifat mekanis dan fisik suatu logam. Dengan mengetahui parameter-parameter tersebut maka kita dapat data dasar mengenai kekuatan suatu bahan atau logam.

Ada pun pengujian yang lain yaitu uji tekan ( hardness) dimana pengujian ini dilakukan dengan pembebanan pada suatu benda kerja, kekerasan adalah suatu sifat mekanik ( mechanical properties) dari suatu  material yang dalam penggunaan nya akan mengalami pergesekan (frictional force) dan nilai   dari ukuran  sifat mekanis material yang diperoleh DEFORMASI .pengujian yang paling banyak digunakan untuk pengujian kekerasan yaitu uji tekan dengan pembebanan yang di lakukan  pada bagian  permukaan pada bagian  flux atas.  Pengujian ini mengunakan mesin yang nilai kemampuan tekan nya bisa langsung terbaca.

B. Tujuan Percobaan

Tujuan dari percobaan ini adalah mahasiswa mampu  mengetahui kekuatan bahan logam melalui pemahaman dan pendalaman analisis  hasil uji tarik,uji tekan .

BAB II

TEORI PENUNJANG

A.  Teori dasar

Pengujian tarik adlah salah satu pengujian mekanik yang bertujuan untuk mengetahui sifat-sifat dari suatu logam/paduannya, yaitu antara lain :

·         Kekuatan tarik (tensile strength)                :Su

·         Kekuatan luluh (yield strength)                 : Sy

·         Modulud elastisitas                                                : E

·         Perpanjangan (elongation)                          :e

·         Reduksi penampang                                   : q

Selain pengujian tarik dilakukan untuk mengetahui :

·         Persamaan tegangan alir                                  :

·         Koefisien pengerasan                                      : n

·         Perbandiingan regangan plastis                       : R

Pada umumnya spesimen uji tarik dibuat menurut bentuk dan ukurna yang distandarkan misalnya menurut ASTM, JIS, DIN, SNI dan lain lainnya

Penguujian tarik pada umumnya dilakukan dengan menggerakan balok palang mesin uji  (cross head) dengan kecepatan konstan.

Kurva yang langsung diperoleh dari mesn menyatakan hubungan antara gaya tarik dengan perubahan panjang.

Dari kurva langsung dihitung besarnnya tengangan teknis dan regangan teknis sehingga didapatkan kurva teknis.

Dari kurva tegangan teknis dan reganga teknis tersebut dihasilkan data sbb :

Ø  Kekuatan tarik (tensile strength) :

Ø  Kekuatan luluh (yield strength)

Untuk material yang tidak menunjukan batas luluh yang jelas (material selain baja karbon rendah) maka kekuatan luluhnya dicari dengan menggunakan metoda offset yaitu _0,25% dan _0,50%

Ø  Perpanjangan

Ø reduksi penampang :

Modulus elastisitas

            Selama lama proses penarikan terhadap spesimen uji tarik, panjang spesimen selalu bertambah dan luas penampang selalu  berkurang, sehingga kurva teknis tidak menggambarkankkondisi yang sebenanra oelh karna itu diperlukan kurva tegangan sebenarnya – regangan sebenarnya.

nis tidak 

B. Teori tambahan

            Uji tarik adalah suatu metode yang digunakan untuk menguji kekuatan suatu bahan/material dengan cara memberikan beban gaya yang sesumbu [Askeland, 1985]. Hasil yang didapatkan dari pengujian tarik sangat penting untuk rekayasa teknik dan desain produk karena mengahsilkan data kekuatan material. Pengujian uji tarik digunakan untuk mengukur ketahanan suatu material terhadap gaya statis yang diberikan secara lambat.

Pemberian beban pada kedua arah sumbunya diberi beban yang sama besarnya.

Pengujian tarik adalah dasar dari pengujian mekanik yang dipergunakan pada material. Dimana spesimen uji yang telah distandarisasi, dilakukan pembebanan uniaxial sehingga spesimen uji mengalami peregangan dan bertambah panjang hingga akhirnya patah. Pengujian tarik relatif sederhana, murah dan sangat terstandarisasi dibanding pengujian lain. Hal-hal yang perlu diperhatikan agar penguijian menghasilkan nilai yang valid adalah; bentuk dan dimensi spesimen uji, pemilihan grips dan lain-lain.

1.        Bentuk dan Dimensi Spesimen uji

Spesimen uji harus memenuhi standar dan spesifikasi dari ASTM E8 atau D638. Bentuk dari spesimen penting karena kita harus menghindari terjadinya patah atau retak pada daerah grip atau yang lainnya. Jadi standarisasi dari bentuk spesimen uji dimaksudkan agar retak dan patahan terjadi di daerah gage length.

2.       Grip and Face Selection

Face dan grip adalah faktor penting. Dengan pemilihan setting yang tidak tepat, spesimen uji akan terjadi slip atau bahkan pecah dalam daerah grip (jaw break). Ini akan menghasilkan hasil yang tidak valid. Face harus selalu tertutupi di seluruh permukaan yang kontak dengan grip. Agar spesimen uji tidak bergesekan langsung dengan face.

Beban yang diberikan pada bahan yang di uji ditransmisikan pada pegangan bahan yang di uji. Dimensi dan ukuran pada benda uji disesuaikan dengan estándar baku pengujian.

Sifat – sifat bahan teknik perlu diketahui secara baik karena bahan tersebut dipergunakan untuk berbagai macam keperluan dalam berbagai keadaan. Sifat bahan yang diinginkan sangat banyak, antara lain : sifat mekanik ,sifat termal,sifat kimia , sifat fisik , sifat listrik, sifat teknologi, dan masih banyak lagi. Pada tinjauan kekakuan bahan .

            Deformasi bahan yang disebabkan oleh benda tarik adalah dasar pengujian dan kajian mengenai kekakuan bahahan.hal ini disebabkan oleh beberapa alasan :

1.      Mudah dilakukan

2.      Menghasilkan tegangan merata pada penampang

3.      Kebanyakan bahan lebih mudah dilakukan uji tarik dari pad uji tekan ,.

Misalnya, sehingga dalam pengujian bahan teknik ,kekuatan paling sering dinyakatan dengan uji tarik.  

uji tarik dilakukan di laboratorium menggunakan beberapa mesin dari mesin uji. Benda di baca dari jarum penunjuk dan layar dijital. Beberapa mesin uji dapat membaca dan mencatat data secara otomatis dan menggambarnya dalam kertas plot,tengangan yang diperoleh dengan membagi beban dengan luas penampang awal spesimen.

Diagram Tegangan- regangan

Jika suatu  benda ditarik maka akan mundur terhadap hubungan antara pertambahan panjang dengan gaya yang diberikan . jika gaya diberikan dalam satuan luas disebut dengan tegangan dan pertambahan panjang disebut regangan maka hubungan ini dinyatakan dengan grafik tegangan dan regangan.

Dimana t = Batas proporsional merupakan dari titik yang disebut batas proporsional masih merupakan garis lurus , pada daerah ini masih berlaku hukum hooke,bahwa tegangan sebanding dengan tegangan.

Batas elastis ,merupakan batas tengan dimana bahan tiidak kembali lagi kebentuk semula apabila dilepas tetapi akan terjadi deformasi tetap yang disebut permanen set,nilai batas proporsional hampir sama .

Titik mulur merupakan titik dimana bahan memangjang mulur tanpa pertambahan beban.

Kekuatan maksimum titik ini merupakan ordinat tertinggi dari kurva tegangan-regangan yang menunjukan kekuatan tarik (tensile strength) bahan.

Kekuatan patah merupakan patahan akibat terjadi bertambahnya beban  mencapai beben patahsehingga beban meregang dengan sangat cepat dan secara simultan luas penampang bertambah kecil.

Sifat –Sifat Mekanis Bahan

            Sebagaimana yang dinyatakan sebelumnya nilai tegangan di peroleh dari uji tarik adalah seperti yang diterangkan di atas. Nilai – nilai ini mendefinisiakan sifat mekanis yang sangat berguna dakam penerapan kekeuatan bahan.

Ada beberapa sifat mekanis bahan lain yang dapat menjelaskan bagaimana bahan merespons benda yang bekerja dalam deformasiyang terjadi:

1.      Kekeakuan(stiffness) adalah sifat bahan mampu meregang pada tegangan tinggi tanpa diikuti regangan yang besar.

2.      Kekuatan(strength)sifat bahan yang ditentukan oleh tegangan paling besar material mampu regang sebelum rusak.

3.      Elastisitas (elasticity) sifat material yang dapat kembali kebentuk semula setlah beban dihilangkan.

4.      Keuletan( ductility) adalah sifat bahan yang mampu deformasi terhadap beben tarik sebelum benar-benar patah.

5.      Kegetasan(brittleness) menunjukan tidak adanya deformasiplastis sebelum rusak.

6.      Kelunakan (malleability)sifat bahan yang mengalami deformasi plastis terhadap beben tekan yang bekerja sebelum benar-benar patah.

7.      Ketangguhan(toughness) ifat material yang mampu menahan beban impak tinggi atau beban kejutan.

8.      Kelenturan (resilience)sifat material yang mampu menerima beban impak tinggi tanpa menimbulkan tegangan lebih pada batas elastis.    

  Jenis Bahan

pada bagian ini kita akan pelajari beberapa dari logam yang umum digunakan dalam permesinan dan struktural. Antara lain:

1.      Besi

2.      Non besi

Besi dibedakan menjadi beberapa yaitu besi cor, besi tempa, baja. Sedangkan non besi dibedakan beberapa yaitu semen cor ,kayu, plastik. Semua yang dijelaskan diatah adalah bahan atau jenis yang biasa digunakan dalam area industri.

Uji tarik rekayasa

banyak dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan (Dieter, 1987). Pada uji tarik, benda  uji diberi beban gaya tarik sesumbu yang bertambah secara kontinyu, bersamaan dengan itu  dilakukan pengamatan terhadap perpanjangan yang dialami benda uji (Davis, Troxell, dan Wiskocil, 1955). Kurva tegangan regangan rekayasa diperoleh dari pengukuran perpanjangan benda uji.

Tegangan yang dipergunakan pada kurva adalah tegangan membujur rata-rata dari pengujian tarik yang diperoleh dengan membagi beban dengan luas awal penampang melintang benda uji.

Regangan yang digunakan untuk kurva tegangan regangan rekayasa adalah regangan linier rata-rata,  yang diperoleh dengan membagi perpanjangan panjang ukur (gage length) benda uji, ΔL, dengan  panjang awalnya, L₀.

Gambar 4. Benda kerja bertambah panjang ΔL ketika diberi beban P.

Pada waktu menetapkan regangan harus diperhatikan:

-  Pada baja yang lunak sebelum patah terjadi pengerutan (pengecilan penampang) yang besar.

-  Regangan terbesar terjadi pada tempat patahan tersebut, sedang pada kedua ujung benda uji paling sedikit meregang.

Gambar 5. Kurva umum tegangan - regangan hasil uji tarik.

Kurva tegangan regangan hasil pengujian tarik umumnya tampak seperti pada gambar 5. Dari gambar tersebut dapat dilihat:

1. AR garis lurus. Pada bagian ini pertambahan panjang sebanding dengan pertambahan beban yang

diberikan. Pada bagian ini, berlaku hukum Hooke:

dengan:  ΔL  =  pertambahan panjang benda kerja (mm)

  L0 =  panjang benda kerja awal (mm)

  P  =  beban yang bekerja (N)

 A  =  luas penampang benda kerja (mm²)

 E  =  modulus elastisitas bahan (N/mm²)

Dari persamaan dia atas diperoleh rumus sebagai berikut :

2.  Y disebut titik luluh (yield point) atas.

3.  Y’ disebut titik luluh bawah.

4.  Pada daerah YY’ benda kerja seolah-olah mencair dan beban naik turun disebut daerah luluh.

5.  Pada titik B beban mencapai maksimum dan titik ini biasa disebut tegangan tarik maksimum atau kekuatan tarik bahan (B). Pada titik ini terlihat jelas  benda kerja mengalami pengecilan penampang (necking).

6.  Setelah titik B, beban mulai turun dan akhirnya patah di titik F (failure)

7.  Titik R disebut batas proporsional, yaitu batas daerah elastis dan daerah AR disebut daerah elastis. Regangan yang diperoleh pada daerah ini disebut regangan elastis.

8.  Melewati batas proporsional sampai dengan benda kerja putus, biasa dikenal dengan daerah plastis dan regangannya disebut regangan plastis.

9.  Jika setelah benda kerja putus dan disambungkan lagi (dijajarkan) kemudian diukur pertambahan panjangnya (ΔL), maka regangan yang diperoleh dari hasil pengukuran ini adalah regangan plastis (AF’).

Hubungan Tegangan Tarik Dengan Kekerasan Brinell

Kekuatan tarik dan kekerasan merupakan indikator ketahanan logam terhadap deformasi plastis. Konsekuensinya adalah terdapat korelasi secara kasar untuk kekuatan tarik (σB) sebagai fungsi kekerasan Brinell untuk besi tuang, baja, dan kuningan. Untuk sebagian besar baja hubungan HB dengan σB adalah (Callister, 1997: 135):

σB= 0,345 X HB

dengan : σBdalam MPa (N/mm²)

  HB dalam N/mm²

Tujuan → mengetahui kuat tarik dari contoh batuan silinder secara tidak langsung.

Alat uji = alat kuat tekan

2R

H

 

Cara Uji :

1.             Contoh diletakkan secara horisontal pada mesin tekan

2.             Lakukan penekanan hingga hancur

3.             Diperoleh nilai kuat tarik dengan menghitung

Point Load Test (tes Franklin)

Tujuan → mengetahui kekuatan contoh dilapangan secara tidak langsung

Contoh uji → silinder atau irregular, diameter ± 50 mm

Cara uji :

1. Contoh diletakkan pada alat uji
2. Lakukan penekanan hingga contoh pecah

3. Is = point load strength P = beban maks sampai contoh hancur D = jarak antara dua konis penekan

   Indeks Franklin didapat dengan menghitung

sc = 23 Is

 

Uji Tumbuk Geser (punch shear test)

Tujuan → mengetahui kuat geser contoh batuan secara langsung

Cara uji :

1. Contoh berbentuk silinder tipis (= 1 cm)
2. Masukkan ke dalam alat uji, kemudian tekan dengan mesin hingga pecah
3. Perhitungan kuat geser = P/p.d.t

t

d

P

1

 

Uji Kuat Geser Langsung

Tujuan → mengetahui kuat geser contoh batuan dalam tegangan normal

Cara :

1. Contoh silinder luas permukaan A, dicetak dengan semen.
2. Tempatkan pada alat geser setelah kering
3. Beri beban normal (N)
4. Beri beban geser secara bertahap hingga pecah (T).

Hasil perhitungan berupa :

1. Garis coloumb’s shear strength
2. Kuat geser (shear strength)
3. Sudut geser dalam (f)
4. Kohesi (c)

 

Normal stress = s_n= N/A

Shear stress = t = T/A

t = S = s_n.tan f + C

Uji Kecepatan Gelombang Ultrasonik

Tujuan → mengukur cepat rambat gelombang ultrasonic

Alat : 1.  alat pemancar energi

                        2.  oskiloskop dan tranduser

                        3. jangka sorong

Cara :

1. Pasang tranduser di ujung-ujung contoh
2. Pancarkan energi di ujung transmiter → diterima receiver berupa gelombang tekan (longitudinal) dan gelombang geser (transversal)

Perhitungan :

1. Cepat rambat gelombang tekan (V_p)

            L = panjang contoh

            t_p          = waktu gelombang tekan

                           merambat (detik)

2. Cepat rambat gelombang geser (V_s)

            L = panjang contoh

            t_s          = waktu gelombang geser

                           merambat (detik)

3. Modulus kekakuan dinamik (modulus geser, G)

                        G = r.V_s²                           r = massa per satuan volume

                        

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

III.1 Alat dan bahan

1.      alumunium

2.      mesin uji tarik

III.2 Prosedur Percobaan

1.      batang uji tarik di ukur dan di bentuk sesuai standar

2.      beban tertiggi di perkirakan

3.      mesin uji disapkan

4.      kedua ujung spesimen di jepitkan pada crosshead

5.      percobaan dilakukan sesuai dengan standar pengujian

6.      perhatikan specimen

7.      pengujian berakhir saat specimen tersebut patah

III.3 Diagram Alir

Pendulum

Bahan

 

·           ukur panjang dan lebar ·           Tentukan titik tengah ·           pada panjang dibentuk sesuai standar ·           jepit pada crosshead ·           uji hinngga patah

Hasil

·         Dinyalakan ·         Lakukan pengujian

 

 

BAB IV

ANALISIS

IV.1 Data Percobaan

Ø  Nama pengujian        : pengujian tarik

Ø  Judul percobaan        : penjuan tarik alumunium

Data Bahan

Ø  Naha bahmn uji         : aluumunium

Ø  Spesifikasi                 : astm a370eb

Ø  Tebal awal                 : 3,2      mm

Ø  Lebar awal                : 19,2   mm

Ø  Panjang                     : 63,5   mm

Data Pengujian

Ø  Hari, tanggal, tahun              : selasa 28 april 2015

Ø  Tempuratur ruangan  : 28^oc

Hasil Pengujian

(mm)	Pi (Kgf)	Kgf/mm
0,03	140.8	2.3	0.05
0.08	283.7	4.64	0.125
0.13	574.5	9.4	0.204
0.2	758.2	12.4	0.314
0.25	830.6	13.59	0.393
0.6	1007.1	16.5	1.007
1.91	1311.2	21.5	3.007
3.18	1438.8	23.5	5.007
4.45	1463.27	23.9	7.007
5.72	1411.2	23.1	9.007
6.99	1275.5	20.9	11.007

Analisis teoritis

Pada percobaan kali ini didapatkan data sepeerti di atas di dapat kurva yang melengkunng hal ini menunjukan bahwa saat proses penarikan ada saat dimana bahan tersebut akan bertambah panjang dengan sendirinya. Hal in terjadi karna si bahan yang sering menerima beban akan stress dan akan menambah sendiri saat diberi beban rendah.

Ada beberapa perbedaan antaran bahan yang elastis dan plastis kalo yang bahan yang palstis akan membentuk patahan tanpa adanya necking, karna si bahan itu tdk elastis, sedangkang bahan yang elastis akan membentuk necj=king sebelum patah,

BAB 1V

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

            Bahwa besi memiliki banyak karakteristik atau sifat mekanis diantaranya ulet, getas dan lain.  ini sudah dibuktikan pada pengujian tarik yang dilakukan. Yang pertama pada pengujian besi kita tahu bahwa besi tersebut bersifat ulet sehingga tidak mudah patah sedangkan pada aluminium bersifat getas atau mudah patah dan tidak terlalu banyak  perubahan deformasi yang signifikan ,serta pada plat bersifat liat dan mempunyai nilai maxcimal load tang tinggi jadi dari ketiga spesimen yang telah di coba plat merupakan yang terbaik. Dan waktu pengujian tekan berpengaruh pada nilai tekan.

BAB V

DAFTAR PUSTAKA

Zaenuri ,muhib ahmad .ST,2008, kekuatan bahan.,bangkalan madura.indonesia

www.sciece_howstuffworks.com

• Tweet
• Share
• Share
• Share
• Share

About Admin MC3

This is dummy text. It is not meant to be read. Accordingly, it is difficult to figure out when to end it. But then, this is dummy text. It is not meant to be read. Period.

Related Post