BENDING [PDF]

Citation preview

A. TEORI DASAR 1. Teori Pengujian Lengkung (Bending Test) Uji Lengkung (Bending Test)adalah pengujian yang dapat menentukan kualitas suatu material karena dapat memberikan informasi mengenai kekuatan lenturnya. Selain itu, uji bending juga dapat memberikan informasi mengenai modulus elastisitas material. Uji Lengkung (Bending Test) merupakan salah satu pengujian sifat mekanik bahan yang dilakukan terhadap specimen dari bahan, baik bahan yang akan digunakan sebagai konstruksi atau komponen yang akan menerima pembebanan lengkung maupun proses pelengkungan dalam pembentukan. Pelengkungan (bending) merupakan proses pembebanan terhadap suatu bahan pada suatu titik ditengah-tengah dari bahan yang ditahan diatas dua tumpuan. Dengan pembebanan ini bahan akan mengalami deformasi dengan dua buah gaya yang berlawanan bekerja pada saat yang bersamaan. Gambar dibawah ini memperlihatkan perilaku bahan uji selama pembebanan lengkung.



2. Metode Uji Bending



Pengujian bending biasanya dilakukan dengan dua metode : 1) Three Point Bending Three point bending adalah cara pengujian yang menggunakan 2 tumpuan dan 1penekan. Spesimen diberi beban pada satu titik, yaitu tepat pada bagian tengah batang (1/2 L). Pada metode ini, pembebanan harus tepat berada pada 1/2 L agar momen yang didapatkan adalah momen maksimum. F



h b ½L



½L



=



Keterangan rumus:



σb= Tegangan lengkung (N/mm2) F= Beban atau Gaya yang terjadi (N) L = Jarak point (mm) b = Lebar benda uji (mm) h= Ketebalan benda uji (mm)



2) Four Point Bending Four point bending adalah cara pengujian yang menggunakan 2 tumpuan dan 2 penekan. Spesimen diberi beban pada dua titik, yaitu pada 1/3 L dan 2/3 L.



Pembebanan menggunakan metode ini jauh lebih baik daripada metodeThree point bending, hal ini dikarenakan pada Three Point Bending, momen maksimumnya berada pada satu titik, sehingga dapat menyebabkan kesalahan dalam penghitungan karena tidak tepat pada titik tersebut. Berbeda dengan metode Four Point Bending yang nilai momen maksimumnya berada dalam interval tertentu, sehingga kesalahan akibat ketidak presisian titik dapat dihindari.



Keterangan rumus:



σb= Tegangan lengkung (N/mm ) 2



F = Beban atau Gaya yang terjadi (N) L = Jarak point (mm) b = Lebar benda uji (mm) h = Ketebalan benda uji (mm)



Tabel 1. Kelebihan dan Kekurangan Metode Uji Three Point Bending dan FourPoint Bending



Three Point Bending



Four Point Bending KELEBIHAN



1.



Kemudahan persiapan spesimen dan pengujian



2.



1. Penggunaan rumus



perhitungan



lebih mudah



Pembuatan point lebih mudah



2. Lebih akurat hasil pengujiannya



KEKURANGAN 1.



Kesulitan menentukan titik tengah



1. Pembuatan point lebih rumit



persis, karena jika posisi tidak



2. 2 point atas harus bersamaan



ditengah persis penggunaan rumus



menekan benda uji. Jika salah satu



2.



berubah



point lebih dulu menekan benda uji



Kemungkinan terjadi pergeseran,



maka terjadi threepoint bending,



sehingga benda yang diuji pecah/



sehingga rumus yang digunakan



patah tidak tepat di tengah maka



berbeda.



rumus yang digunakan kombinasi tegangan



lengkung dengan



tegangan geser.



3. Faktor yang Perlu Diperhatikan dalam Uji Bending Faktor yang harus diperhatikan dalam uji bending adalah sebagaiberikut : 1) Titik pada pembebanan Titik pembebanan pada pengujian bending dapat mempengaruhi data yangdiperoleh. Dalam pengujian bending, nilai momen yang digunakan adalah nilai momen maksimum yang terjadi pada spesimen. Momen maksimum terjadipada jarak tertentu pada spesimen. Oleh karena itu titik yang menjadi sasaran pembebanan haruslah titik dimana terjadinya momen maksimum pada spesimen agar momen yang didapatkan adalah momen maksimum. 2) Jarak tumpuan



Jarak tumpuan yang digunakan haruslah sesuai dengan standar, tidak terlalu jauh dan tidak terlalu dekat. Jarak tumpuan yang terlalu dekat dapat menyebabkan defleksi yang dapat terjadi terbatas karena bagian bawah spesimen telah lebih dulu menabrak bagian mesin. Jarak tumpuan yang terlalu jauh dapat memakan waktu yang lama.



4. Fenomena yang Terjadi pada Uji Bending 1) Deformasi Plastis Deformasi plastis adalah perubahan bentuk suatu material secara permanen. Meskipun beban yang diberikan dihilangkan, material tersebut tidak dapat kembali ke bentuk semula. 2) Strain Hardening Pada pengujian bending terjadi fenomena strain hardening. Strainhardening adalah fenomena pada material yang menyebabkan material tersebut menjadi lebih keras dan kuat ketika mengalami deformasi plastis.



5. Rumus Uji Lengkung/ Bengkok/ Flexural : Pengukuran kekuatan Lengkung/ flexural yang terjadi pada spesimen dilakukan melalui persamaan berikut :



Dimana : 2



σb= Kekuatan flexural/ bengkok/ lengkung(N/mm ) Mb = Momen bengkok (Nmm) 3



Wb = Momen tahanan/ perlawanan bengkok (mm )



Persamaan tersebut berasal dari metode pemotongan spesimen. Spesimen dipotong tepat pada 1/2 L sehingga beban yang bekerja pada spesimen adalah F/2, dan panjang lengan spesimen adalah L/2.



Dimana : F = beban yang bekerja (N) L = panjang specimen (mm) b = lebar spesimen (mm) h = tebal spesimen (mm) 6.



Defleksi Defleksi adalah perubahan bentuk pada suatu material dalam arah vertikal dan horizontal akibat adanya pembebanan yang diberikan pada material tersebut. Defleksi yang terjadi Dimana : δ = defleksi (mm) P = beban yang bekerja (N) L = panjang spesimen (mm) E = modulus elastisitas spesimen (N/mm2) 4 I =momen inersia penampang (mm )



Tabel 2. Harga Modulus Elastisitas (E) berbagai material E, GPa (109 N/m2)



Material Cold-rolled steel



210



Cast Iron



110



Copper



110



Aluminium



70



B. TUJUAN : Setelah melakukan pengujian ini mahasiswa dapat: a. b. c. d.



Mahasiswa dapat mengoperasikan Universal Testing Machine Mahasiswa dapat menentukan harga teganganlengkung dari bahan uji Mahasiswa dapat menentukan harga Modulus Elastisitas dari bahan uji Mahasiswa dapat menentukan harga regangan dari bahan uji



Mahasiswa dapat mengetahui karakteristik dari bahan uji. C. ALAT DAN BAHAN a. Hydraulic Universal Material Tester 50 kN (GUNT) b. Jangka sorong. c. Mistar, palu. d. Modul, lembar kerja dan alat tulis.



D. LANGKAH PERCOBAAN a. Siapkan dan periksalah benda kerja yang akan diuji. Catatlah ukuran benda kerja (panjang,panjang ukur, lebar, dan tebal mula-mula) serta jenis bahannya. b. c. d. e. f. g. h. i. j.



Periksalah keadaan mesin serta peralatan yang digunakan. Putar switch utama pada posisi “I”. Hidupkan mesin dengan menekan tombol “ON”. Letakkan batang uji pada tumpuan. Setel jarum indikator pada posisi nol (dengan catatan tidak ada beban). Beri beban pada batang uji sampai tampilan gaya menunjukkan defleksi Pilih petunjuk pengujian bending, dan mulai pengukuran dengan mengklik tombol hijau “I”, sistem akan bekerja secara otomatis Lakukan pembebanan sampai batang uji bengkok/ patah Ambil batang uji, pilih "Evaluation/ Flectional strength” (Evaluasi/ kekuatan lengkung) dan hitung kekuatan lengkung. Simpan data pengujian pada komputer.



E. DATA HASIL PENGUJIAN Bahan benda kerja = BAJA Ukuran benda kerja mula-mula: L = 100 mm Lebar mula-mula, d = 8 mm Tebal mula-mula, h = - mm 2 Luas mula-mula, Ao = phi x r2 = 50.24 mm NO



d (mm)



L (mm)



Wb (mm3)



Fb (N)



Mb (N.mm)



σb (N/mm2 )



Keterangan



1.



8



100



16



4140



32945.12



2059,07



TIDAK RETAK



F. ANALISA DATA Setelah dilakuan pengujian dan didaptakan hasil uji bending diantaranya Wb,Mb dan σb. Benda yang menerima beban radial dari mesin mengalami gaya lengkung. G. KESIMPULAN Setelah dilakukan analisa dapat di simpulkan bahwa benda yang di uji tidak mengalami keretakan bahan ini cocok untuk dipakai dalam membuat pondasi bangnan