tekan yang terjadi, panjang akan menjadi berkurang dan diameter pada spesimen akan menjadi besar, maka ini akan terjadi deformasi plastis [9].
Hubungan antara stress dan strain dirumuskan pada persamaan 2.9
E = σ ε 2.9
E adalah gradien kurva dalam daerah linier, di mana perbandingan
tegangan σ dan regangan ε selalu tetap. E diberi nama “Modulus Elastisitas”
atau “Young Modulus”. Kurva yang menyatakan hubungan antara strain dan stress seperti ini kerap disingkat kurva SS SS curve.
Kurva ini ditunjukkan oleh Gambar 2.8.
Gambar 2.8 Kurva Tegangan-Regangan
2.6 Kegagalan Pada Material
Secara umum material gagal dengan tiga cara, yaitu: deformasi elastik berlebihan, luluh deformasi plastik berlebihan, dan patah. Perpatahan adalah
pemisahan atau pemecahan suatu benda padat menjadi dua bagian atau lebih
Universitas Sumatera Utara
diakibatkan adanya tegangan. Proses perpatahan terdiri atas dua tahap, yaitu timbulnya retak dan tahap penjalaran retak.
Patah dapat digolongkan dalam dua kategori umum yakni patah liat serta patah getas. Patah liat ditandai oleh deformasi plastik yang cukup besar, sebelum
dan selama proses penjalaran retak. Pada permukaan patahan biasanya nampak adanya deformasi yang cukup besar. Patah getas ditandai dengan adanya
kecepatan penjalaran retak yang tinggi, tanpa terjadi deformasi kasar dan sedikit sekali terjadi deformasi mikro [10].
Bentuk kegagalan failures material digambarkan seperti Gambar 2.9 sebagai berikut [11]:
Gambar 2.9 Bentuk kegagalan failure material. A rupture dengan necking di tengah B patah pada permukaan sumbu normal C patah geser.
Sumber: Hosford, 2005 Pada prinsipnya beban terhadap benda terdeformasi Deformable Body
adalah suatu gaya yang melakukan aksi terhadap benda padat sehingga menyebabkan Causative Influences yang menyebabkan terjadinya deformasi.
Apabila suatu benda mengalami deformasi maka dapat dilakukan analisis dengan 2 macam cara, yaitu: Intrepretasi Fisik dan Analisis Geometri. Intrepretasi
Fisik adalah proses penerjemahan secara fisis terhadap sifat materi yang mengalami deformasi tegangan stress yang terjadi pada materi, hubungan
fungsional antara beban dan deformasi yang terjadi dimana sifat materi yang terdeformasi terdiri atas 2 macam, yaitu:
1. Rigid Kaku = Patah = Plastik.
2. Non-Rigid = Lentur = Elastik.
Universitas Sumatera Utara
Untuk analisis geometri lebih menekankan penentuan parameter deformasi dengan jalan mentransformasikan perubahan posisi ke dalam bentuk parameter-
parameter deformasi meliputi translasi, rotasi dan dilatasi. interpretasi fisik dapat dilakukan dengan 2 macam metode, yaitu: penentuan metode dan metode
statistika. Penentuan metode pada umumnya adalah metode deterministik, metode deterministik adalah metode operasional yang menggunakan informasi yang
berkaitan dengan beban, sifat-sifat materi, geometri benda dan hukum fisis yang berlaku untuk tegangan-regangan Stress-Strain. Sedangkan metode statistika
dinamakan juga metode analisis regresi yang menitikberatkan pembahasannya pada analisis korelasi antara besaran deformasi displacement dan besaran beban
load penyebab terjadinya deformasi. Terkait dengan pergeseran titik maka deformasi merupakan pergerakan suatu titik pada suatu benda dimana titik terletak
pada benda. Artinya titik tersebut memiliki posisi dalam sistem koordinat tertentu. Induk dari deformasi adalah dinamika Bumi yang mengalami banyak perubahan
yang diakibatkan kondisi yang tidak stabil disebabkan geometri Bumi yang tidak solid dan rigid kaku.
Dinamika Bumi terbagi menjadi 3 skala, yaitu: skala global, skala regional dan skala lokal. Skala global mencakup gerakan antar benua, skala regional
mencakup gerakan antar pulau dan skala lokal mencakup gerakan tanah pada tempat tertentu Wahyuningtias, D., 1996. Pada skala lokal inilah terdapat studi
analisis deformasi terpadu. Untuk dapat memahami pengertian analisis deformasi terpadu diperlukan pemahaman makna kata dari analisis, deformasi dan terpadu.
Hal ini dikarenakan pengertian analisis deformasi berbeda dengan pengertian analisis pengkajian suatu obyek. Analisis adalah penarikan suatu
kesimpulan tentang karakteristik dari struktur fenomena secara keseluruhan dari unsur-unsur atau komponen-komponen pembentuk struktur tersebut. Deformasi
adalah perubahan bentuk, posisi dan dimensi dari suatu benda Kuang, 1996. Sehingga berdasarkan definisi tersebut, deformasi dapat diartikan sebagai
perubahan kedudukan atau pergerakan suatu titik pada suatu benda secara absolut maupun relatif Ma’ruf, B., 2001. Sehingga analisis deformasi adalah metodologi
hal-hal yang berkaitan metode untuk menentukan parameter-parameter deformasi.
Universitas Sumatera Utara
Sedangkan penerapan kata terpadu dalam analisis deformasi ditekankan bahwasannya analisis deformasi masih dapat dikembangkan lagi untuk menjadi
terperinci termasuk dalam kemungkinannya untuk lintas bidang keilmuan. Adapun parameter-parameter deformasi , antara lain:
1. Tegangan Stress
Tegangan adalah gaya F per luas permukaan A yang diteruskan ke seluruh material melalui medan-medan gaya antar atom. Pada umumnya arah
tegangan miring terhadap luas A tempatnya bekerja dan dapat diuraikan menjadi dua komponen, yaitu:
a Tegangan Normal Normal Stress, tegak lurus terhadap luas A.
b Tegangan Geser Shear Stress, bekerja pada bidang luas A atau yang
sejajar dengan luas A.
Keterangan: : tegangan normal searah sumbu Y.
: tegangan geser tegak lurus sumbu Y sejajar sumbu Z. : tegangan geser tegak lurus sumbu Y sejajar sumbu X.
Gambar 2.10 Komponen tegangan
Universitas Sumatera Utara
2. Regangan Strain
Perpindahan partikel suatu benda elastis selalu menimbulkan terjadinya perubahan bentuk benda tersebut. Perubahan bentuk suatu
benda elastik dikaitkan dengan regangan, maka perubahan bentuk tersebut dipandang sebagai perubahan bentuk yang kecil. Dalam sistem koordinat
kartesian tiga dimensi, perpindahan kecil partikel yang berubah bentuk diuraikan dalam komponen u
X
, u
Y
dan u
Z
yang masing-masing sejajar terhadap sumbu koordinat kartesian X, Y dan Z.
3. Rotasi
Rotasi merupakan perubahan posisi materi tanpa mengalami perubahan bentuk yang membentuk perubahan sudut terhadap koordinat
acuan. Sebagai gambaran bentuk rotasi dapat dilihat pada Gambar 2.11 sebagai berikut:
Gambar 2.11 Komponen rotasi
2.7 Metode Elemen Hingga
