3_kegiatan_belajar_3[1]

7/24/2019 3_Kegiatan_belajar_3[1]

1/17

21

SIFAT-SIFAT BAHAN

PROGRAM PPG TEKNIKIlmu Bahan

III. KEGIATAN BELAJAR 3

SIFAT-SIFAT BAHAN TEKNIK

A. Sub Kompetensi

Sifat-sifat fisis dan mekanis bahan teknik dapat dijelaskan dengan benar

B. Tujuan Kegiatan embe!aja"an

Setelah pembelajaran ini mahasiswa mampu menjelaskan sifat-sifat fisis dan

mekanis bahan teknik

C. #"aian $ate"i.

%. en&a'u!uan

Dalam pemakaiannya, semua partikel dan struktur logam akan terkena pengaruh

gaya luar yang dapat menimbulkan tegangan- tegangan sehingga menimbulkan deformasi

atau perubahan bentuk. Untuk menjaga terhadap akibat yang timbul dari adanya tegangan-

tegangan tersebut serta mempertahankannya pada batas- batas yang diperbolehkan bagi

suatu pembebanan, maka diperlukan pemahaman tentang bahan-bahan yang cocok untuk

suatu keperluan dari berbagai perencanaan.

embuatan barang jadi atau setengah jadi, mestinya sudah didasarkan atas sifat-

sifat yang khas dari bahan, baik kekerasanya, keuletannya, kekokohannya, dsb.

engetahuan yang mendalam dari sifat- sifat yang khas tersebut didasarkan pada hasil

percobaan yang diselenggarakan berbagai keadaan beban, arah beban, serta dalam waktu

pembebanan.

ercobaaan bahan untuk mengetahui sifat- sifat yang dimiliki itu dapat dilakukan

dengan beban statis, dinamis, atau kedua-duanya. ercobaan dengan beban statis ialah

apabila beban ditingkatkan secara teratur sedikit demi sedikit. !isalnya pada percoban tarik,

percobaan puntir, percobaan bengkok, dan kompresi. ercobaan dengan beban dinamis

adalah apabila beban ditingkatkan secara cepat dan mendadak. ercobaan berulang- ulang

atau fati"ue #gabungan antara beban statis dan beban dinamis$, ialah apabila bebannya

diberikan secara berulang-ulang dan berubah- ubah arahnya maupun besarnya beban.

%. Si(at $e)anis

Sifat mekanik bahan adalah& hubungan antara respons atau deformasi bahan

terhadap beban yang bekerja. Sifat mekanik & berkaitan dengan kekuatan, kekerasan,

keuletan, dan kekakuan.


2/17

22


a. St"ess *an St"ain

Stress ' tegangan .

Strain ' regangan .

Bahan dapat dibebani dengan ( cara & tarik, tekan, geser #gunting$.

Gamba" 3.%. Tipe pembebanan pa&a ba'an

b. #ji Ta"i)

)dalah salah satu uji stress-strain mekanik yang bertujuan untuk mengetahui

kekuatan bahan terhadap gaya tarik. Dalam pengujiannya, bahan uji ditarik sampai

putus.

*ambar(.%. Spesimen uji tarik


3/17

%(


+egangan eknik

egangan eknik

+. #ji te)an

Bahan uji diberikan gaya tekan. +umus tegangan dan regangan sama dengan yang

dipakai pada uji tarik, hanya tanda beban negatie #tekan$. asil uji akan memberikan harga

negatie.

tegangan geser di rumuskan

d. Regangan Gese"

+egangan geser dilambangkan / merupakan tangen 0.

e. To"si

orsi adalah ariasi dari gaya geser murni. Bahan uji diberikan gaya puntir yang

akan menimbulkan gerak putar pada sumbu penggerak atau mesin bor


4/17

f. *e(o"masi E!astis

Besarnya bahan mengalami deformasi atau regangan bergantung kepada besarnya

tegangan. ada sebagian besar metal, tegangan dan regangan adalah proporsional dengan

hubungan &

Dikenal dengan H#K#$ H,,KE

1 1

Untuk logam harga 2 & 1,3 4 56 mpa S7D 16,8 4 56 !pa.

Bahan disebut mengalami D29:+!)S; 2


5/17

*ambar (.1. ubungan gaya dengan jarak atom

ada beban geser, tegangan dan regangan bisa dihubungkan dengan persamaan&

> ' egangan

/ ' +egangan

* ' !odulus *eser

Contoh &Sebuah potongan tembaga yang panjang awalnya 5% inchi #(63 mm$ ditarik dengan

tegangan 16.666 psi #%8? mpa$. =ika deformasi elastis, berapakah pertambahan panjang@ #e

?

' 5? A 56

=awab &

1

psi #55 A 56 mpa$$.

' 16.666 Si l ' 16.666 A 5%

?l ' 5% ;nchi 5? A 56o

?

2 ' 5? A 56 ' 6.(6 inchi #6.8? mm$


6/17

h. Si(at E!astis Ba'an

=ika tegangan pada sumbu

- arah sb perpanjangan

- arah sb A perpendekan

- arah sb y perpendekan

erbandingan antara regangan

tegak lurus terhadap regangan

aksial disebut "asio poisson, E.

Bahan isotropik , E biasanya ' 571.

!etal dan campurannya, E ' 6.%3

s7d 6.(3

*ambar (.3. Batang yang mengalami tarikan

!odulus geser dan modulus elastik dihubungkan dengan memakai rasio poisson sbb&

E = 2 G ( 5 + E)

i. *e(o"masi !astis

ada kebanyakan logam, deformasi elastis hanya terjadi sampai regangan 6.66%.

=ika bahan berdeformasi melewati batas elastis, tegangan tidak lagi proporsional terhadap

regangan. Daerah ini disebut daerah plastis.

*ambar (.?. Fura regangan - tegangan

ada daerah plastis, bahan tidak bisa kembali ke bentuk semula jika beban dilepaskan.

ada tinjauan mikro deformasi plastis mengakibatkan putusnya ikatan atom dengan atom


7/17

tetangganya dan membentuk ikatan yang baru dengan atom yanglainnya. =ika beban di

lepaskan, atom ini tidak kembali keikatan awalnya.

j. Si(at Si(at Ta"i)

% Lu!u' &an Ke)uatan Lu!u'

itik luluh terjadi pada daerah dimana deformasi plastis mudah terjadi pada logam

grafik -G berbelok secara bertahap sehingga titik luluh ditentukan dari awal perubahan

kura -G dari linier ke lengkung. itik ini di sebut batas proporsional # titik p pada gambar$.

ada kenyataannya titik p ini tidak bisa ditentukan secara pasti. Fesepakatan di buat

dimana di tarik garis lurus paralel, dengan kura -G dengan harga G ' 6.66%. erpotongan

garis ini dengan kura -G didefinisikan sebagai kekuatan luluh >y.

%$ Ke)uatan Ta"i)

Setelah titik luluh, tegangan terus naik dengan berlanjutnya deformasi plastis sampai

titik maksimum dan kemudian menurun sampai akhirnya patah.

Fekuatan tarik adalah tegangan maksimum pada kura -G . al ini berhubungan dengan

tegangan maksimum yang bisa di tahan struktur pada kondisi tarik

*ambar (.8. egangan tarik maksimum

($ Keu!etan

!emgukur derajat deformasi plastis pada saat patah. Bahan yang mengalami sedikit atau

tidak sama sekali deformasi plastis di sebut rapuh


8/17

*ambar (.H. Fura regangan I tegangan untuk material ulet dan rapuh.

Feuletan bisa di rumuskan sebagai persen perpanjangan atau persen pengurangan luas.

l ' panjang patah9

l ' panjang awal:

J )+ ' J perubahan penampang

J 2< ' J perpanjangan

) ' luas penampang mula-mula6

) ' luas penampang pada saat patah9

Bahan dianggap rapuh jika regangan pada saat patah kira-kira 3J.

abel (.5. Sifat mekanik beberapa logam


9/17

1$ Resi!iene

)dalah kapasitas material untuk menyerap energi ketika mengalami deformasi elastis dan

ketika beban dilepaskan, energi ini juga dilepaskan.

/ $o&u!us "esi!iene, Ur & adalah energi regang persatuan olume yang diperlukan

sehingga material mendapat tegangan dari kondisi tidak berbeban ketitik luluh.

*ambar (.K. !odulus rsilience

!aterial yang mempunyai sifat resilience adalah material yang mempunyai tegangan

luluh tinggi #y $ dan modulus elastisitas rendah. Contoh & alloy untuk pegas.

?$ Ketanggu'an 0 Toug'ness .

)dalah kemampuan bahan untuk menyerap energi sampai patah.

Satuan ketangguhan ' satuan resilience

bahan ulet Lbahan tangguh

bahan getas Lbahan tidak tangguh

k. Tegangan &an Regangan Sebena"n1a

egangan dan regangan sebenarnya diukur berdasarkan luas penampang

sebenarnya pada saat diberikan beban

' tegangan sebenarnya #true stress$t

) ' luas penampang pada saat dibebanii


10/17

3


G> ' regangan sebenarnya

l ' panjang bahan yang pada saat diberi bebani

=ika tidak ada perubahan olume &

) l ' )

3_kegiatan_belajar_3[1]

Documents