Kekuatan dan Uji tarik

19

2.1.4 Kekuatan dan Uji tarik

Uji tarik merupakan pengujian bahan yang paling mendasar. Pengujian ini sangat sederhana, tidak mahal dan sudah mendapatkan standarisasi dunia. Prinsip pengujian tarik yaitu spesimen dengan dimensi dan geometri tertentu diberikan gaya tarik sesumbu yang bertambah besar secara kontinyu hingga putus. Bersamaan dengan itu, juga harus dilakukan pengamatan mengenai pertambahan panjang yang dialami spesimen tersebut. Dengan memberikan tarikan pada suatu material, kita akan segera mengetahui bagaimana material tersebut bereaksi dengan gaya tarik. Profil tarikan yang dihasilkan menunjukan hubungan antara gaya tarik yang diberikan dengan pertambahan panjang spesimen sampai dengan titik putus. Gambar 2.12 Bentuk dan Dimensi Benda Uji Tarik Keterangan : L = panjang keseluruhan L 1 = panjang pencekaman L o = panjang ukur W = lebar penampang uji 20 W o = lebar keseluruhan r = radius fillet t = tebal benda uji Biasanya dalam pengujian tarik, yang menjadi fokus perhatian adalah kemampuan maksimum spesimen untuk menahan beban yang biasa disebut dengan “Ultimate Tensile Strength” UTS atau lebih sering dikenal dengan tegangan tarik maksimum Gambar 2.13 Proses Uji Tarik Mode perpatahan fracture yang terjadi juga tergantung pada tingkat keuletan ductility dari setiap material spesimen itu sendiri dan mempunyai bentuk patahan yang bebeda juga. Semakin ulet suatu material, bentuk patahan yang terjadi berbentuk lancipmeruncing. Begitupun sebaliknya, semakin getas material tersebut maka bentuk patahan yang terjadi berbentuk lurus seperti berikut ini : 21 Ulet Getas Gambar 2.14 Mode Perpatahan Pada saat proses pemberian beban terjadi pertambahan panjang pada spesimen. Hal tersebut juga berarti adanya hubungan antara besarnya tegangan dan regangan yang terjadi. Hal tersebut dapat ditunjukan melalui gambar seperti berikut : Gambar 2.15 Grafik fase deformasi 22 Gambar 2.16 Grafik tegangan – regangan Dari kedua grafik di atas terlihat adanya hubungan antara tegangan dan regangan, yang meliputi : 1. Batas proporsionalitas. Merupakan daerah batas dimana tegangan dan regangan mempunyai hubungan proporsionalitas satu dengan yang lain. Setiap penambahan Tegangan Tarik Maksimum Modulus Elastisitas Titik Putus Titik Luluh Daerah Linear Regangan Maksimum Regangan Strain 23 tegangan akan diikuti dengan penambahan regangan secara proporsional dalam hubungan linier. Pada gambar grafik yang pertama menunjukkan bahwa titik P adalah batas proporsional hubungan tegangan dan regangan. 2. Batas elastis. Daerah elastis adalah daerah dimana bahan akan kembali pada keadaan semula bila tegangan luarnya dihilangkan. Daerah proporsional merupakan bagian dari batas elastis ini. Selanjutnya bila benda uji terus diberikan tegangan, maka batas elastis tersebut akan terlampaui dan akhirnya menyebabkan benda uji tidak akan kembali pada kondisi awal, dengan kata lain mengalami deformasi permanen plastis. Kebanyakan materialbahan tehnik mempunyai batas elastis yang hampir berimpitan dengan batas proporsionalnya. 3. Titik luluh dan kekuatan luluh. Titik luluh adalah titik batas dimana suatu material akan terus mengalami deformasi tanpa adanya penambahan beban. Tegangan yang menyebabkan mekanisme luluh ini disebut tegangan luluh yield stress . Pada grafik diatas titik luluh ditunjukkan oleh titik Y. Pada baja berkekuatan tinggi, umumnya tidak memperlihatkan batas luluh secara jelas. Untuk menentukan titik luluh material seperti ini, maka digunakan suatu metode yang dikenal sebagai Metode Offset seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini. 24 Gambar 2.17 Metode Offset pada material getas Dengan metode ini kekuatan luluh ditentukan sebagai tegangan dimana bahan memperlihatkan batas penyimpangandeviasi tertentu dari proporsionalitas tegangan dan regangan. Pada gambar di atas, garis XW ditarik paralel terhadap garis linier OP, sehingga perpotongan pada kurva tegangan-regangan di titik Y sebagai kekuatan luluh. Pada umumnya garis offset OX diambil berkisar 0.1 – 0.2 dari regangan total yang dimulai dari titik O. 4. Kekuatan tarik maksimum. Kekuatan tarik maksimum Ultimate Tensile Strength merupakan tegangan maksimum yang dapat ditanggung material sebelum terjadinya perpatahan fracture. Nilai kekuatan tarik maksimum 25 ditentukan oleh beban maksimum dan luas penampang awal bahan uji. Pada gambar kekuatan tarik maksimum UTS ditunjukan pada titik M, dan terus berdeformasi hingga mencapai titik B dan akhirnya putus. 5. Kekuatan putus. Kekuatan putus merupakan hasil bagi antara beban pada saat benda uji putus dengan luas penampang awal. Untuk bahan yang bersifat ulet, pada saat beban maksimum M terlampaui dan bahan terdeformasi hingga titik putus B, maka terjadi mekanisme penciutan necking sebagai akibat adanya deformasi yang terpusat. Pada bahan yang ulet, nilai kekuatan putus adalah lebih kecil daripada kekuatan tarik maksimumnya. Sementara itu pada bahan yang getas, nilai kekuatan putusnya adalah sama dengan kekuatan tarik maksimumnya.

2.2 Tinjauan Pustaka