Diagram Tegangan Dan Regangan [PDF]

Citation preview

Diagram Tegangan dan Regangan



Diagram (kurva) tegangan-regangan seperti pada gambar dibawah memperlihatkan antara 0 ke σy disebut daerah elastis, sedangkan titik σy adalah batas luluh (yield). Titik σu merupakan tegangan maksimal dimana bila beban dilepas maka bahan tersebut tidak akan kembali ke bentuk semula. Bila diberi beban sampai melebihi titik σpatah,maka bahan akan menjadi putus. Dari titik σy ke titik σu bahan tersebut mengalami deformasi plastis sempurna. Sedangkan σu sampai σpatah terjadi deformasi plastis tak sempurna dimana batang mulai mengecil dan akhirnya patah. Deformasi terjadi bila bahan mengalami gaya. Selama deformasi, bahan menyerap energi sebagai akibat adanya gaya yang bekerja. Sekecil apapun gaya yang bekerja, maka benda akan mengalami perubahan bentuk dan ukuran. Perubahan ukuran secara fisik ini disebut sebagai deformasi. Deformasi ada dua macam, yaitu deformasi elastis dan deformasi plastis. Deformasi elastis adalah deformasi yang terjadi akibat adanya beban yang jika beban ditiadakan, maka material akan kembali seperti ukuran dan bentuk semula, sedangkan deformasi plastis adalah deformasi yang bersifat permanen jika bebannya dilepas. Secara umum kekuatan suatu material diuji melalui uji tarik dengan memberi gaya tarik pada bahan hingga bahan tersebut putus. Mesin uji akan mencetak kurva dari besarnya tegangan terhadap regangan yang timbul selama proses penarikan hingga putus.



Penjelasan : Batas proporsional σp (proportional limit) Titik sampai di mana penerapan hukum Hooke masih bisa ditolerir. Tidak ada standarisasi tentang nilai ini. Dalam praktek, biasanya batas proporsional sama dengan batas elastis. Deformasi plastis (plastic deformation) Yaitu perubahan bentuk yang tidak kembali ke keadaan semula. Pada Gambar5 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 elastis 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 ini. Regangan luluh εy(yield strain) Regangan permanen saat bahan akan memasuki fase deformasi plastis. Regangan elastis εe(elastic strain) Regangan yang diakibatkan perubahan elastis 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 elastis, 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 TTM (UTS, ultimate tensile strength)



Pada gambar 5 ditunjukkan dengan titik C (σ β), merupakan besar tegangan maksimum yang didapatkan dalam uji tarik. Kekuatan patah (breaking strength) Pada gambar 5 ditunjukkan dengan titik D, merupakan besar tegangan di mana bahan yang diuji putus atau patah.



Tegangan luluh pada data tanpa batas jelas antara perubahan elastis dan plastis Untuk hasil uji tarik yang tidak memiliki daerah linier dan landing yang jelas, tegangan luluh biasanya didefinisikan sebagai tegangan yang menghasilkan regangan permanen sebesar 0.2%, regangan ini disebut offset-strain Hubungan Tegangan dan Regangan Hubungan tegangan dan regangan dapat diketahui dengan jelas pada diagram tegangan dan regangan yang didasarkan dari data yang diperoleh dari pengujian tarik. Ini juga berlaku hukum hooke yang menyatakan tegangan sebanding dengan regangan. Dan tegangan (stress) adalah beban dibagi dengan luas penampang bahan dan regangan (strain) adalah pertambahan panjang dibagi panjang awal bahan. Persamaannya sebagai berikut : Stress = δ= F/A ; F = gaya tarikan ; A = luas penampang Strain = ε =ΔL/L ; ΔL = pertambahan panjang ; L = panjang awal



σP = Proporsional stress = pertambahan tegangan sebanding dengan pertambahan regangan σE = Elasticity stress = titik dimana terjadi deformasi elastis σY = Yield stress = tempat terjadinya penambahan regangan tanpa penambahan beban σU = Ultimate stress = tegangan maksimum yang dapat dicapai bahan σB = Breaking stress = titik dimana material tersebut patah



Pada titik nol sampai batas proporsional, tegangan berbanding lurus dengan regangan dan membentuk garis lurus yang curam (semakin curam garis tersebut maka semakin kaku materialnya). Pada titk nol sampai yield point merupakan daerah elastis. Pada titik yield material akan mengalami pertambahan regangan tanpa disertai penambahan beban.Untuk material tertentu umumnya tidak memperlihatkan batas yield yang jelas. Maka untuk menentukannya digunakan metode offset. Dengan metode ini, kekuatan ditentukan sebagai tegangan dimana bahan memperlihatkan batas penyimpangan/deviasi tertentu dari keadaan proporsional tegangan dan regangan