Laporan Uji Tarik Bahan [PDF]

Citation preview

LAPORAN ANALISIS MATERIAL (UJI TARIK BAHAN)



Oleh : Nama



: Hikmatud Daroini



NIM



: 115090307111007



Kelompok



: A2



Tanggal



: 22 November 2013



LABORATORIUM FISIKA MATERIAL JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS BRAWIJAYA 2013



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan teknologi di berbagai bidang tentunya diiringi oleh perkembangan di bidang teknologi bahan. Hal ini terbuti dari semakin beragamnya bahan yang ada. Dalam penggunaannya, bahan-bahan yang telah diolah menjadi produk jadi dan siap pakai ini pasti mengalami perlakuan-perlakuan fisik yang dapat merusak bahan tersebut. Salah satu uji yang dapat dilakukan adalah uji mekanik yang antara lain terdiri dari uji tarik, uji tekan dan uji geser. Suatu material 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. Untuk mengetahui sifat mekanik pada suatu material harus dilakukan pengujian terhadap logam tersebut. Salah satu pengujian yang dilakukan adalah pengujian tarik dan pengujian tekan (Rafe’i, 2011). 1.2 Tujuan Tujuan dari praktikum uji tarik bahan adalah untuk mengetahui sifat-sifat mekanik bahan berdasarkan pada kurva tegangan-regangan bahan dan menganalisa patahan pada bahan. Selain itu tujuan dari praktikum ini adalah agar praktikan dapat mengetahui proses karakterisasi bahan dengan melakukan uji mekanik bahan.



BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UjI Tarik Bahan Uji



tarik adalah suatu metode yang digunakan untuk menguji kekuatan suatu



bahan/material dengan cara memberikan beban gaya yang berlawanan arah dalam satu garis



lurus. Hasil yang didapatkan dari pengujian tarik sangat penting untuk rekayasa teknik dan desain produk karena menghasilkan data kekuatan material. Pengujian uji tarik digunakan untuk mengukur ketahanan suatu material terhadap gaya statis yang diberikan secara lambat (Husni, 2011). Uji tarik adalah cara pengujian bahan yang paling mendasar. Pengujian ini sangat sederhana, tidak mahal dan sudah mengalami standarisasi di seluruh dunia, misalnya di Amerika dengan ASTM E8 dan Jepang dengan JIS 2241. Dengan menarik suatu bahan kita akan segera mengetahui bagaimana bahan tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material itu bertambah panjang. Alat eksperimen untuk uji tarik ini harus memiliki cengkeraman (grip) yang kuat dan kekakuan yang tinggi (highly stiff) (Sastranegara, 2009). Pengujian tarik merupakan pengujian yang sering digunakan untuk menentukan sifatsifat mekanis dari suatu material seperti tegangan maksimal, tegangan luluh dan tegangan. Umumnya benda uji yang digunakan adalah padat dan silindris, beberapa ada yang berbentuk lembaran plat maupun berbentuk seperti pipa dalam berbagai ukuran. Specimen kemudian dicekam diantara kedua penjepit pada mesin uji tarik. Beban yang bekerja pada specimen serta perubahan panjang yang terjadi akibat beban itu semua dicatat pada suatu diagram. Dimana diagram tersebut dinamakan diagram tegangan regangan (Anonymouse, 2012). 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. 2.2 Kurva Tegangan-Regangan Kurva ini menunjukkan hubungan antara gaya tarikan dengan perubahan panjang. Profil ini sangat diperlukan dalam desain yang memakai bahan tersebut.



Teori plastisitas telah menjadi salah satu bidang mekanika kontinum yang paling berkembang, dan suatu kemajuan untuk mengembangkan suatu teori dalam rekayasa yang penting. Analisis regangan plastis diperlukan dalam menangaini proses pembentukan logam. Teori plastisitas ini didasari atas pengujian tarik, dimana pengujian tarik ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik dari suatu bahan (Oka, 2013). Prinsip dasar pengujian tarik yang dilakukan ini adalah dengan melakukan penarikan terhadap suatu bahan sampai bahan tersebut putus/patah. Gaya tarik yang dikenakan pada spesimen benda uji sejajar dengan garis sumbu sepesimen (bahan uji) dan tegak lurus terhadap penampang spesimen. Spesimen dibuat dengan standar dimensi yang sudah ditentukan menurut BS, ISO, ASTM dan sebagainya. Sebelum dan sesudah melakukan pengujian terhadap benda uji ini biasanya semua dimensi dari benda uji dianalisis lebih lanjut (Oka, 2013).



BAB III METODOLOGI PERCOBAAN 3.1 Alat dan Bahan



Alat yang digunakan dalam percobaan uji tarik bahan adalah gunting, penggaris, pensil/bolpoin, alat pengukur ketebalan kertas, seperangkat alat uji tarik (Tensile Strength ZP recorder 50 N Imada dan komputer) dan selotip. Sedangkan bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah kertas dan plastik. Kertas yang digunakan adalah kertas dengan massa 70 g (dimisalkan sebagai kertas hasil buatan sendiri) dan kertas hvs bergaris (dimisalkan kertas buuatan pabrik). Sedangkan plastik yang digunakan adalah mika bening (dimisalkan sebagai mika buatan sendiri) dan mika warna ungu (dimisalkan sebagai mika buatan pabrik), selain itu digunakan juga plastik foto copy (dimisalkan sebagai plastik buatan sendiri) dan plastik putih (dimisalkan sebagai plastik buatan pabrik). 3.2 Tata Laksana Percobaan Percobaan ini dimulai dengan membuat sampel dengan bentuk dan ukuran sebagai berikut:



Selanjutnya setelah sampel selesai dibuat sampel diukur ketebalannya di tiga titik seperti ditunjukkan pada gambar berikut:



Kemudian sampel tersebut dipasang pada penjepit alat uji tarik. Keadaan sampel harus terjepit kuat dan dalam posisi tegak. Setelah benar-benar yakin sampel terpasang dengan benar, alat uji tarik dinyalakan begitu juga software pencatat data pengukurannya. Roda penggerak bagian penarik alat uji tarik kemudian mulai diputar dengan kecepatan atau gaya yang kirakira konstan hingga sampel mengalami putus. Jarak yang ditempuhpenarik mulai awal hingga sampel putus kemudian diukur. Ketika sampel sudah putus, pengukuranpun dihentikan. Data yang terekam software selanjutnya disimpan. Perlakuan ini dilakukan untuk semua sampel yang ada.



BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN 3.1 Data Hasil Percobaan 3.1.1 Sampel Buatan Sendiri Nama Sampel Mika 1 Mika 2 Mika 3 Plastik 1 Plastik 2 Plastik 3 Kertas 1 Kertas 2 Kertas 3



Nama



107 109 107 14,7 14,0 14,3 74,1 87,2 84,3



Luas



Batas



Batas



Tebal (μm)



Awal



Akhir



Waktu (s)



105 109 107 14,4 13,8 14,2 75,6 82,0 80,3



(cm) 10,7 10,8 10,8 11 11,4 10,8 10,9 10,7 10,6



(cm) 12,5 13,3 12 12,5 14,2 14,7 11,3 10,8 10,9



38,9 42,88 18,27 33,8 38,88 57,96 10,17 4,14 3,1



σ



109 112 109 13,9 14,3 14,7 79,6 82,0 84,6



ε



E



Sampel



Mika 1



3



6 2 0,274 ×10 0,168 N /cm



6



1,63× 10 N /cm



2



−6



53,5× 10 cm



3.1.2



2



Mika 2



55 ×10−6 cm20,295 ×106 0,231 N /cm2



1,279× 106 N /cm2 1,279 ×106 N /cm2



Mika 3



53,83× 10 cm 0,332× 10 0,111 N /cm



2,99 ×10 N /cm



Plastik 1



2 7,167 ×10−6 cm 0,219 ×106 0,136 N /cm2



1,61× 106 N /cm2



Plastik 2



2 7,017 ×10−6 cm 0,238 ×106 0,246 N /cm 2



0,967 ×106 N /cm2



Plastik 3



2 7,2× 10−6 cm0,225 ×106 0,361 N /cm2



0,623 ×106 N /cm 2



Kertas 1



2 38,22× 10−6 cm 0,354 ×10 60,037 N /cm2



9,568 ×106 N /cm2



Kertas 2



41,867 ×10 0,178 cm ×10 9,346 N /cm×10 19,045× 10 N /cm



Kertas 3



2 41,53 ×10−6 cm 0,143 ×106 0,028 N /cm2



−6



2



6



2



−6



6



2



2



6



2



6



−3



2



5,107 ×106 N /cm 2



Sampel Pembanding (Buatan pabrik) Nama



Tebal



Batas Awal



Batas Akhir



Sampel



(μm) 75,7 73,2 72,2 11,2 11,5 12,4 61,8 59,3 61,6



(cm)



(cm)



10,7



11,2



5,31



10,2



11,6



16,6



10,7



10,9



3,69



Luas



σ



Mika Plastik Kertas



Nama



ε



Waktu (s)



ϵ



Error



Kr



Sampel Mika



−6 2 6 2 36,85× 10 cm 0,672× 10 0,047 N /cm



6 2 14,298× 10 N /cm 0



0



Plastik



2 5,85× 10−6 cm0,179 ×106 0,137 N /cm2



1,306 ×106 N /cm2



0



Kertas



−6 2 6 2 30,45× 10 cm 0,363 ×10 0,019 N /cm



19,105× 10 N /cm



3.2 Perhitungan 3.2.1 Perhitungan Sampel Buatan Sendiri 3.2.1.1 Mika 1  Luas Mika A=tebal spesimen × lebar spesimen A 1=( 107 × 10−6 ) cm× 0,5 cm



6



0 2



A 1=53,5 ×10−6 cm2 A 2=( 105 × 10−6 ) cm× 0,5 cm −6



A 2=52,5 ×10 cm



2



A 3=( 109× 10−6 ) cm× 0,5 cm −6



A 3=54,5 ×10 cm



2



−6



´ (53,5+ 52,5+54,5) ×10 A= 3 ´ A=53,5 × 10−6 cm2 



Tegangan F σ= A σ=



14,65 N 53,5 ×10−6 cm 2



σ =0,274 ×106 N /cm2 



Regangan ∆l ε= l0 ε=



12,5−10,7 cm 10,7 cm



ε =0,168







Modulus Young σ E= ε 6



0,274 × 10 E=



N cm 2



0,168



E=1,63 × 106 N /cm2 3.2.1.2 Mika 2  Luas Mika A=tebal spesimen × lebar spesimen



A 1=( 109 ×10−6 ) cm× 0,5 cm −6



A 1=54,5 ×10 cm



2



A 2=( 109 ×10−6 ) cm× 0,5 cm A 2=54,5 ×10−6 cm2 A 3=( 112× 10−6 ) cm× 0,5 cm A 3=56 × 10−6 cm2 −6



´ ( 54,5+ 54,5+56)× 10 A= 3 −6 2 ´ A=55 × 10 cm







Tegangan F σ= A σ=



16,25 N 55 ×10−6 cm 2



σ =0,295 ×106 N /cm 2 



Regangan ∆l ε= l0 ε=



13,3−10,8 cm 10,8 cm



ε =0,231







Modulus Young σ E= ε 0,295 ×106 E=



N 2 cm



0,231



E=1,279 × 106 N /cm2 3.2.1.3 Mika 3  Luas Mika



A=tebal spesimen× lebar spesimen A 1=( 107 × 10−6 ) cm× 0,5 cm −6



A 1=53,5 ×10 cm



2



A 2=( 107 × 10−6 ) cm× 0,5 cm A 2=53,5 ×10−6 cm2 A 3=( 109× 10−6 ) cm× 0,5 cm A 3=54,5 ×10−6 cm 2 −6



53,5++53,5+0,179 ¿ 10 ¿ ¿ ´ A=¿



´ A=53,83 ×10−6 cm2 



Tegangan F σ= A σ=



17,92 N 53,83 ×10−6 cm2



σ =0,332× 106 N /cm 2 



Regangan ∆l ε= l0 ε=



12−10,8 cm 10,8 cm



ε =0,111 



Modulus Young σ E= ε 0,332 ×106 E=



N cm 2



0,111



E=2,99× 106 N /cm2







Error Tegangan σ +σ +σ σ´ = mika 1 mika 1 mika 1 3 0,274 +0,295+0,332 σ´ = 3 σ´ =0,3 ×106 N /cm2 ∆σ=



√



∑|σ− σ´ |2



∆σ=



√



∑|0,274 ×106 −0,3 ×106| +|0,295× 106−0,3× 106| +|0,332 ×106 −0,3 ×106|



n2 2



32 4



∆ σ =0,627 ×10 N /cm 



2



2



Kr (Ketidakpastian Relatif) Tegangan ∆σ Kr= × 100 σ´ 4



Kr=



0,627 ×10 ×100 6 0,3 ×10 −2



Kr=2,09 ×10 



Error Regangan ε +ε +ε ´ε = mika 1 mika 1 mika 1 3 ´ε =



0,168+ 0,231+ 0,111 3



´ε =0,17



∆ ε=



∆ ε=



√ ∑ √



∑ |ε −´ε|2 n2 2



2



32



∆ ε=6,673 ×10−2 



2



|0,168−0,17| +|0,231−0,17| +|0,111−0,17|



Kr (Ketidakpastian Relatif) Regangan ∆ε Kr= × 100 ´ε



2



6,673× 10−2 Kr= ×100 0,17 Kr=39,25 ×10−2 



Error Modulus Young ´ Emika 1 + Emika 1 + Emika 1 E= 3 6 2 6 2 6 2 ´ 1,63 ×10 N /cm +1,279× 10 N /cm +2,99 × 10 N /cm E= 3



´ E=1 , 9 66 ×106 N /cm2 ∆ E=



∆ E=



√ √



2



∑|E− E´ | n2



2



32 6



∆ E=0,426 ×10 N /cm 



2



Kr (Ketidakpastian Relatif) Modulus Young ∆E Kr= × 100 ´ E 6



Kr=



2



2



∑|1,63 ×10 6−1 , 9 66 ×106| +|1,279 ×10 6−1 , 966 × 106| +|2,99 ×10 6−1 , 966 × 106|



2



0,426 × 10 N /cm ×100 6 2 1 , 9 66 ×10 N /cm



Kr=21,6 3.2.1.4 Plastik 1  Luas Plastik A=tebal spesimen× lebar spesimen A 1=( 14,7 × 10−6 ) cm× 0,5 cm A 1=7,35 ×10−6 cm2 A 2=( 14,4 ×10−6 ) cm× 0,5 cm A 2=7,2 ×10−6 cm2 A 3=( 13,9× 10−6 ) cm× 0,5 cm A 3=6,95 × 10−6 cm2



−6



´ (7,35+ 7,2+ 6,95)×10 A= 3 −6 2 ´ A=7,167 × 10 cm







Tegangan F σ= A σ=



1,57 N 7,167 ×10−6 cm2



σ =0,219 ×106 N /cm2 



Regangan ∆l ε= l0 ε=



12,5−11 cm 11 cm



ε =0,136







Modulus Young σ E= ε 6



0,219 ×10 E=



N cm 2



0,136



E=1,61 ×10 6 N /cm 2 3.2.1.5 Plastik 2  Luas Plastik A=tebal spesimen × lebar spesimen A 1=( 14 ×10−6 ) cm× 0,5 cm −6



2



A 1=7 × 10 cm



A 2=( 13,8 × 10−6 ) cm× 0,5 cm −6



A 2=6,9 ×10 cm



2



A 3=( 14,3× 10−6 ) cm× 0,5 cm



A 3=7,15 ×10−6 cm 2 −6



´ ( 7+6,9+7,15)× 10 A= 3 ´ A=7,017 × 10−6 cm 2 



Tegangan F σ= A σ=



1,67 N 7,017 ×10−6 cm2



σ =0,238 ×106 N /cm 2 



Regangan ∆l ε= l0 ε=



14,2−11,4 cm 11,4 cm



ε =¿ 0,246







Modulus Young σ E= ε 0,238 ×10 E=



6



N cm2



0,246



E=0,967 ×106 N /cm2 3.2.1.6 Plastik 3  Luas Plastik A=tebal spesimen × lebar spesimen A 1=( 14,3 ×10−6 ) cm× 0,5 cm A 1=7,15 ×10−6 cm2 A 2=( 14,,2 ×10−6 ) cm×0,5 cm A 2=7,1 ×10−6 cm2



A 3=( 14,7× 10−6 ) cm× 0,5 cm −6



A 3=7,35 ×10 cm



2



−6



7,15++7,1+7,35 ¿10 ¿ ¿ ´A=¿ ´ A=7,2 ×10−6 cm2 



Tegangan F σ= A σ=



1,62 N 7,2 ×10−6 cm 2



σ =0,225 ×106 N /cm 2 



Regangan ∆l ε= l0 ε=



14,7−10,8 cm 10,8 cm



ε =0,361







Modulus Young σ E= ε 6



0,225 ×10 E=



N cm 2



0,361



E=0,623× 106 N /cm 2 



Error Tegangan σ +σ +σ σ´ = plastik 1 plastik 2 plastik 3 3 0,219+ 0,238+0,225 σ´ = 3 6 2 σ´ =0,227 ×10 N /cm



∆σ=



√



∑|σ− σ´ |2



∆σ=



√



∑|0,219× 106−0,227× 106| +|0,238 × 106−0,227 × 106| +|0,225 ×106 −0,227 ×106|



2



n



2



2



32



∆ σ =7,189 ×104 N /cm2 



Kr (Ketidakpastian Relatif) Tegangan ∆σ Kr= × 100 σ´ Kr=



7,189 ×10 4 × 100 0,227 ×106 −2



Kr=31,67 ×10 



Error Regangan ε +ε +ε ´ε = plastik 1 plastik 2 plastik 3 3 ´ε =



0,136 +0,246+0,361 3



´ε =0,248 ∆ ε=



∆ ε=



√ ∑ √



∑ |ε −´ε|2 n2 2



2



3



2



∆ ε=0,053







Kr (Ketidakpastian Relatif) Regangan ∆ε Kr= × 100 ´ε Kr=



0,053 ×100 0,248



Kr=21,37 ×10−2 



2



|0,136−0,248| +|0,246−0,248| +|0,361−0,248|



Error Modulus Young ´ E plastik 1 + E plastik 2+ E plastik 3 E= 3



2



6 2 6 2 6 2 ´E= 1,61 ×10 N /cm + 0,967 ×10 N /cm + 0,623× 10 N /cm 3



6 2 ´ E=1 , 067 ×10 N /cm



∆ E=



∆ E=



√ √



2



∑|E− E´ | n2



2



32 6



∆ E=0, 236× 10 N /cm 



2



Kr (Ketidakpastian Relatif) Modulus Young ∆E Kr= × 100 ´ E Kr=



0,236 × 106 N /cm2 × 100 1 , 067 ×10 6 N /cm 2



Kr=22,1



3.2.1.7 Kertas 1  Luas Kertas A=tebal spesimen × lebar spesimen A 1=( 74,1 ×10−6 ) cm×0,5 cm −6



A 1=37,05 ×10 cm



2



A 2=( 75,6 × 10−6 ) cm× 0,5 cm −6



A 2=37,8 ×10 cm



2



A 3=( 79,6× 10−6 ) cm× 0,5 cm −6



2



A 3=39,8 ×10 cm



−6



´ (37,05+ 37,8+39,8)×10 A= 3 −6 2 ´ A=38,22 ×10 cm







Tegangan



2



2



∑|1,61 ×10 6−1 ,067 × 106| +|0,967 × 106−1 , 067 ×106| +|0,623× 106−1 , 067 ×106|



σ=



F A



σ=



13,55 N 38,22 ×10−6 cm2



σ =0,354 ×106 N /cm2 



Regangan ∆l ε= l0 ε=



11,3−10,9 cm 10,9 cm



ε =0,037







Modulus Young σ E= ε 6



0,354 × 10 E=



N cm 2



0,037



E=9,568× 106 N /cm2 3.2.1.8 Kertas 2  Luas Kertas A=tebal spesimen × lebar spesimen A 1=( 87,2×10−6 ) cm× 0,5 cm −6



A 1=43,6 ×10 cm



2



A 2=( 82,0× 10−6 ) cm× 0,5 cm −6



2



A 2=41× 10 cm



A 3=( 82,0× 10−6 ) cm× 0,5 cm −6



A 3=41× 10 cm



2



−6



´ (43,6+ 41+41)× 10 A= 3 −6 2 ´ A=41,867 ×10 cm







Tegangan F σ= A σ=



7,39 N 41,867 ×10−6 cm2 6



σ =0,178 ×10 N /cm 



2



Regangan ∆l ε= l0 ε=



10,8−10,7 cm 10,7 cm −3



ε =9,346 ×10 



Modulus Young σ E= ε N 2 cm E= −3 9,346 ×10 0,178 ×10



6



6



2



E=19,045 ×10 N /cm



3.2.1.9 Kertas 3  Luas Kertas A=tebal spesimen × lebar spesimen A 1=( 84,3× 10−6 ) cm× 0,5 cm A 1=42,15× 10−6 cm 2 A 2=( 80,3× 10−6 ) cm× 0,5 cm A 2=40,15× 10−6 cm2 A 3=( 84,6 ×10−6 ) cm× 0,5 cm A 3=42,3 ×10−6 cm 2



42,15+ 40,15+42,3 ¿ ×10−6 ¿ ¿ ´ A=¿ ´ A=41,53 ×10−6 cm 2 



Tegangan F σ= A σ=



5,92 N 41,53× 10−6 cm2



σ =0,143 ×106 N /cm 2 



Regangan ∆l ε= l0 ε=



10,9−10,6 cm 10,6 cm



ε =0,028







Modulus Young σ E= ε 0,143 ×106 E=



N cm 2



0,028



E=5,107 × 106 N /cm 2 



Error Tegangan σ +σ +σ σ´ = kertas1 kertas2 kertas3 3 0,354 +0,178+0,143 σ´ = 3 6 2 σ´ =0,225 ×10 N /cm



∆σ=



√



∑|σ− σ´ |2



∆σ=



√



∑|0,354 ×106 −0,225 ×106| +|0,178× 106−0,225 × 106| +|0,143 ×106 −0,225 ×106|



2



n



2



2



32



2



∆ σ =5,33 ×104 N /cm 2 



Kr (Ketidakpastian Relatif) Tegangan ∆σ Kr= × 100 σ´ 4



Kr=



5,33 ×10 ×100 6 0,225× 10 −2



Kr=20,9 ×10 =0,2 



Error Regangan ε +ε +ε ´ε = kertas 1 kertas 2 kertas 3 3 −3 ´ε = 0,037 +9,346 ×10 +0,028 3



´ε =0,0248



∆ ε=



√



∑ |ε −´ε|2



∆ ε=



√



∑ |0,037−0,0248| +|9,346 × 10−3−0,0248| +|0,028−0,0248|



n2 2



2



32 −2



∆ ε=1,25 ×10 



Kr (Ketidakpastian Relatif) Regangan ∆ε Kr= × 100 ´ε −2



Kr=



1,25 × 10 ×100 0,0248



Kr=50,4 



Error Modulus Young ´ E kertas1 + Ekertas 2+ Ekertas 3 E= 3 6 2 6 2 6 2 ´ 9,568 ×10 N /cm +19,045 ×10 N /cm +5,107 ×10 N /cm E= 3



6 2 ´ E=1 1,24 ×10 N /cm



2



∆ E=



∆ E=



√ √



2



∑|E− E´ | n2



2



32 6



∆ E=3,36 ×10 N /cm 



2



Kr (Ketidakpastian Relatif) Modulus Young ∆E Kr= × 100 ´ E 3,36 × 106 N /cm2 Kr= × 100 11,24 ×10 6 N /cm 2 Kr=2 9,9



3.2.2 Perhitungan Spesimen Uji Buatan Pabrik 3.2.2.1 Mika  Luas Mika A=tebal spesimen × lebar spesimen A 1=( 75,7 × 10−6 ) cm× 0,5 cm −6



A 1=37,85 ×10 cm



2



A 2=( 73,2 ×10−6 ) cm×0,5 cm −6



2



A 2=36,6 × 10 cm



A 3=( 72,2×10−6 ) cm× 0,5 cm −6



A 3=36,1 ×10 cm



2



37,85+36,6+36,1 ¿ ×10−6 ¿ ¿ ´ =¿ A ´ A=36,85 × 10−6 cm2 



Tegangan F σ= A



2



∑|9,568× 106−11,24 ×106| +|19,045× 106−11,24 ×106| +|5,107× 106−11,24 ×106|



σ=



24,77 N 36,85 ×10−6 cm 2



σ =0,672× 106 N /cm 2 



Regangan ∆l ε= l0 ε=



11,2−10,7 cm 10,7 cm



ε =0,047







Modulus Young σ E= ε 0,672 ×106 E=



N cm 2



0,047



E=14,298 × 106 N /cm2 



Error 2 ∆ σ =0 N /cm







Kr (Ketidakpastian Relatif) ∆σ Kr= × 100 σ´ Kr=0



3.2.2.2 Plastik  Luas Plastik A=tebal spesimen× lebar spesimen A 1=( 11,2 × 10−6 ) cm× 0,5 cm −6



2



A 1=5,6 ×10 cm



A 2=( 11,5 ×10−6 ) cm× 0,5 cm −6



A 2=5,75 ×10 cm



2



A 3=( 12,4 ×10−6 ) cm ×0,5 cm −6



A 3=6,2 ×10 cm



2



−6



5,6+5,75+6,2 ¿ ×10 ¿ ¿ ´ =¿ A ´ A=5,85 × 10−6 cm2 



Tegangan F σ= A σ=



1,05 N 5,85 ×10−6 cm 2



σ =0,179 ×106 N /cm 2 



Regangan ∆l ε= l0 ε=



11,6−10,2 cm 10,2 cm



ε =0,137







Modulus Young σ E= ε 6



0,179 ×10 E=



N cm 2



0,137



E=1,306 × 106 N /cm2 



Error ∆ σ =0 N /cm 2







Kr (Ketidakpastian Relatif) ∆σ Kr= × 100 σ´ Kr=0



3.2.2.3 Kertas  Luas Kertas A=tebal spesimen× lebar spesimen



A 1=( 61,8× 10−6 ) cm× 0,5 cm −6



A 1=30,9 ×10 cm



2



A 2=( 59,3 × 10−6 ) cm× 0,5 cm A 2=29,65 ×10−6 cm2 A 3=( 61,6× 10−6 ) cm× 0,5 cm A 3=30,8 ×10−6 cm2 −6



30,9+29,65+30,8 ¿ ×10 ¿ ¿ ´A =¿ ´ A=30,45 × 10−6 cm2 



Tegangan F σ= A σ=



11,06 N 30,45 ×10−6 cm 2



σ =0,363 ×106 N /cm 2 



Regangan ∆l ε= l0 ε=



10,9−10,7 cm 10,7 cm



ε =0,019







Modulus Young σ E= ε 6



0,363 ×10 E=



N cm 2



0,019



E=19,105 ×10 6 N /cm2 



Error



∆ σ =0 N /cm 2 



Kr (Ketidakpastian Relatif) ∆σ Kr= × 100 σ´ Kr=0



3.3 Pembahasan 3.3.1 Analisa Prosedur Dalam percobaan uji tarik bahan alat-alat yang digunakan gunting digunakan untuk memotong spesimen sesuai dengan ukuran yang telah ditentukan, penggaris digunakan untuk memperoleh ukuran spesimen sesuai dengan yang telah ditentukan, pensil/bolpoin digunakan untuk menggambar spesimen, alat pengukur ketebalan digunakan untuk memperoleh ketebalan dari mika, plastik dan kertas pada sisi ujung-ujung dan sisi tengah spesimen, seperangkat alat uji tarik (Tensile Strength ZP recorder 50 N Imada dan komputer) digunakan untuk menarik spesimen sampai dia mengalami patah dan hasil penngujian tarik akan terbaca oleh software pada komputer dan alat yang terakhir yaitu selotip digunakan untuk menempelkan hasil pengujian yang telah putus pada kertas. Sedangkan bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah kertas dan plastik digunakan sebagai spesimen uji tarik. Kertas yang digunakan adalah kertas dengan massa 70 g (dimisalkan sebagai kertas hasil buatan sendiri) dan kertas hvs bergaris (dimisalkan kertas buuatan pabrik). Sedangkan plastik yang digunakan adalah mika bening (dimisalkan sebagai mika buatan sendiri) dan mika warna ungu (dimisalkan sebagai mika buatan pabrik), selain itu digunakan juga plastik foto copy (dimisalkan sebagai plastik buatan sendiri) dan plastik putih (dimisalkan sebagai plastik buatan pabrik). Percobaan ini dimulai dengan membuat sampel dengan bentuk dan ukuran sesuai dengan yang telah ditentukan padaa awal percobaan hal ini sesuai dengan aturan standard ASTM. Selanjutnya setelah sampel selesai dibuat sampel diukur ketebalannya di tiga titik, hal ini dikarenakan ketebalan spesimen di tiap sisi atau di tiap titik tidak selalu sama, sehingga perlu dilakukan pengukuran lagi. Kemudian sampel tersebut dipasang pada penjepit alat uji tarik, hal ini dilakukan agar spesimen uji tidak lepas ketika ditarik. Keadaan sampel harus terjepit kuat dan dalam posisi tegak, hal ini dimaksudkan agar spesimen bisa putus dengan konversi gaya yang lebih besar pada bagian tengan spesimen uji. Setelah benar-benar yakin sampel terpasang dengan benar, alat uji tarik dinyalakan begitu juga software pencatat data pengukurannya. Roda penggerak bagian penarik alat uji tarik kemudian mulai diputar dengan kecepatan atau gaya yang kira-kira konstan hingga sampel mengalami putus, hal ini dilakukan agar spesimen bisa mengalami kemuluran yang konstan, tidak langsung tiba-tiba patah. Jarak



yang ditempuh penarik mulai awal hingga sampel putus kemudian diukur, untuk mendapatkan data batas awal dan akhir pengujian. Ketika sampel sudah putus, pengukuranpun dihentikan. Data yang terekam software selanjutnya disimpan. Perlakuan ini dilakukan untuk semua sampel yang ada. 3.3.2



Analisa Hasil Percobaan ini dilakukan dengan membandingkan antara sampel buatan sendiri



sebanyak 3 spesimen dengan sampel pembanding (buatan pabrik) sebanyak 1 spesimen. Dari data percobaan dan data perhitungan yang didapatkan, diketahui bahwa besarnya tegangan untuk rata-rata sampel mika buatan sendiri lebih kecil dibandingkan dengan sampel pembanding, besarnya regangan untuk rata-rata sampel mika buatan sendiri lebih besar dibandingkan dengan sampel pembanding, besarnya modulus elastisitas untuk rata-rata sampel mika buatan sendiri lebih kecil dibandingkan dengan sampel pembanding. Untuk bahan plastik besar tegangan dan regangan sampel buatan sendiri lebih besar dibandingkan dengan sampel pembanding (pabrik), sedangkan besarnya modulus elastisitasnya lebih besar buatan pabrik dari pada buatan sendiri. Untuk bahan kertas besar tegangan sampel buatan sendiri nilainya lebih kecil dibandingkan dengan sampel buatan pabrik, besar regangan sampel buatan sendiri lebih besar dibandingkan dengan sampel pembanding, dan modulus elastisitasnya lebih besar pabrik dari pada sampel buatan sendiri. Untuk nilai error dan ketidakpastian relatif



pada sampel pembanding besarnya 0, karena hanya digunakan 1



sampel. Dapat diketahui juga bahwa sampel buatan sendiri mempunyai mutu yang bagus karena mempunyai nilai ketidakpastian relatif tegangan dan regangan kurang dari 1, tetapi nilai ketidakpastian relatif untu modulus youngnya besar. Semakin besar modulus elastisitas, maka material tersebut akan semakin kaku. Dari grafik dan data waktu yang telah didapatkan, dapat diketahui bahwa sampel plastik lebih elastis dibandingkan sampel mika, sampel mika lebih elastis dibandingkan dengan sampel kertas, dari data tersebut diketahui bahwa sampel plastik mempunyai kuat tarik yang lebih besar dibandingkan dua sampel lainnya. Plastik didesain dengan variasi yang sangat banyak dalam properti yang dapat menoleransi panas, keras, "reliency" dan lain-lain. Digabungkan dengan kemampuan adaptasinya, komposisi yang umum dan beratnya yang ringan memastikan plastik digunakan hampir di seluruh bidang industri. Plastik adalah polimer; rantai panjang atom mengikat satu



sama lain. Rantai ini membentuk banyak unit molekul berulang, atau "monomer."



Dari data yang dibaca oleh software, model patahan tiap-tiap bahan berbeda. Bahan plastik butuh waktu yang lama untuk sampai dia putus, sedangkan kertas hanya butuh beberapa waktu saja untuk sampai putus. Plastik mengalami proses necking yang lebih lama, dan akhirnya dia mengalami stress yang semakin besar karena luasannya semakin sempit.



BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Dari percobaan uji tarik bahan yang telah dilaksanakan, dapat disimpulkan bahwa dalam pembuatan material diperlukan suatu uji terlebih dahulu untuk mengetahui sifat-sifat mekanik bahan berdasarkan pada kurva tegangan-regangan bahan dan menganalisa patahan pada bahan. Dalam percobaan kali ini, plastik merupakan material yang paling elastis dibandingkan dengan material lain. Proprti dari material bahan mempengaruhi seberapa lama material tersebut mempertahankan bentuk hingga akhirnya putus. 5.2 Saran Praktikan seharusnya membaca materi terlebih dahulu sebelum melakukan percobaan. Selain itu praktikan seharusnya sudah menyiapkan sampel untuk uji tarik bahan yang cukup.



DAFTAR PUSTAKA Anonymouse. 2012. Modul Praktikum Metalurgi Logam. http://darroesengineering.files.wordpress.com/2012/02/modul-metalurgi-2011-2012.pdf. Diakses tanggal 28 November 2013. Davis, Harmer E., Troxell, George Earl, Wiskocil, Clement T.. 1955. The testing and inspection of engineering material. New York: McGraw-Hill, Inc. Dieter, George E. 1988. Metalurgi Mekanik Jilid 2. Jakarta: Erlangga Husni. 2011. Metalurgi. http://belajarmetalurgi.blogspot.com/2011/02/pendahuluan-dalamkehidupan-sehari-hari.html. Diakses tanggal 28 November 2013. Oka,



Muhammad. 2013. Konsep Dasar Tegangan dan Regangan. http://suhilmanoka.blogspot.com/2013/06/konsep-dasar-tegangan-dan-regangan.html . Diakses tanggal 28 November 2013.



Rafe’i, Ahmadi. 2011. Laporan Material http://sersasih.wordpress.com/category/laporan-ft-untirta/. November 2013.



Teknik Uji Tarik. Diakses tanggal 28



Sastranegara, Azhari. 2009. Mengenal Uji Tarik dan Sifat-Sifat Mekanik Logam. http://www.infometrik.com/2009/09/mengenal-uji-tarik-dan-sifat-sifat-mekanik-logam/. Diakses tanggal 28 November 2013.