Sifat Mekanik Bahan

1

PENGERTIAN

Sifat mekanik bahan adalah hubungan antara respon atau deformasi bahan terhadap beban yang bekerja. 2

KONSEP TEGANGAN & REGANGAN Jika suatu bahan pada temperatur kamar  dikenai gaya statis, dimana perubahannya sangat lamban terhadap waktu, maka bahan tersebut dikatakan telah mengalami pengujian tegangan-regangan secara sederhana.  Ada 3 jenis jenis beban (gaya) terpakai terpakai yang dapat dikenakan pada bahan, yaitu : uji tarik, tekan, geser. 3

UJI TARIK

Gbr (a). Adalah Adalah salah satu uji stress-strain mekanik yang bertujuan untuk mengetahui kekuatan bahan terhadap gaya tarik. Dalam pengujiannya bahan ditarik sampai putus. 4

Gbr (a). Sampel tegangan standar  dengan tampang lintang melingkar. Gbr (b). Engineering Strain(Regangan Teknik)

Gbr(c). Engineering Stress(Tegangan Teknik)

5

UJI TEKAN

Bahan uji diberikan gaya tekanan. Cara pengujian sama dengan cara pada uji tarik, tetapi arah gayanya berlawanan dan perubahan panjang sampel searah dengan tegangan yang diberikan, dan rumus pada uji tarik juga dapat digunakan untuk kasus ini, dengan catatan beban (gaya) tekan berharga negatif dan menghasilkan regangan negatif.

Gbr (b).

6

UJI GESER

Regangan/uji geser  didefenisikan sebagai tangen dari sudut regangan . Cara pengujian sama dengan cara pada uji tarik, tetapi arah gayanya berlawanan dan perubahan panjang sampel searah dengan tegangan yang diberikan 7

HUKUM HOOKE

Besarnya perubahan struktur atau regangan tergantung pada besarnya tegangan yang diberikan. Untuk beberapa logam, tingkat perubahan tegangan relatif lambat. Besarnya tegangan dan regangan berbanding lurus dan dinyatakan dengan :

Persamaan diatas dikenal dengan nama HUKUM HOOKE dan E adalah konstanta proposional dalam satuam Mpa atau N/m 2 yang dikenal sebagai modulus elastik/modulus Young.

8

CONTOH SOAL CONTOH 1

9

CONTOH 2

10

MODULUS ELASTIS BAHAN Deformasi : Pemberian beban tarik/tekan pada benda yang akan menghasilkan perbandingan tegangan yang sebanding dengan regangan disebut deformasi elastis. Grafik dari tegangan pada sumbu y dan regangan pada sumbu x menghasilkan hubungan linier. Seperti yang terlihat pada grafik, bagian yang linier merupakan modulus elastis E. Modulus elastis ini menyatakan kekuatan atau ketahanan bahan dalam menerima deformasi elastis. Semakin besar  nilai modulusnya semakin kuat bahan tersebut. 11

12

MODULUS NON ELASTIS BAHAN

Dalam skala atom, deformasi elastis adalah perubahan jarak antar atom. Jadi besar modulus elastis adalah besarnya tahanan atom-atom yang berikatan. Pada beban geser, hubungan antara tegangan dan regangan diberikan oleh persamaan sbb :

13

CONTOH SOAL

14

SIFAT ELASTIS BAHANlogam dikenai uji Jika bahan

15

tarik, maka bahan tersebut akan mengalami pertambahan panjang dengan regangan dihasilkan dalam arah tegangan sepanjang arah sumbu z. Hasil pengujian tarik menghasilkan perpanjangan pada arah sumbu z dan mengalami penyusutan pada sumbu x dan y, shg nilai regangan tekan dan dapat ditentukan. Jika tegangan terpakai hanya satu sumbu (sumbu z) maka = .

Perbandingan lateral dan axial dikenal sebagai bilangan Poisson dan dirumuskan sbb :

16

CONTOH SOAL

17

DEFORMASII PLASTIS DEFORMAS

Dalam beberapa regangan bahan logam deformasi elastis tepat hanya 0,002. Jika bahan dideformasi di atas titik tersebut tegangan tidak lagi sesuai dengan perubahan regangan yang bersifat elastis tetapi sudah bersifat permanen. Akibatnya bahan tidak dapat dipulihkan kembali atau bahan telah mengalami deformasi plastis Menyatakan hubungan secara skematik sifat teganganregangan tarik di dalam daerah plastis untuk logam. Transisi Tran sisi dari elastis ke plastis adalah salah satu perubahan sifat untuk kebanyakan logam, dimana pertambahan regangan lebih cepat daripada pertambahan tegangan 18

19