Reaksi beban terhadap beban aksial

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Reaksi beban terhadap beban aksial

Setiap benda yang menerima beban akan mengalami perubahan bentuk deformasi. Beban aksial tarik atau tekan menyebabkan perpanjangan atau perpendekan. Beban geser direct shear menyebabkan pergeseran displacement. Momen lentur menyebabkan lendutan defleksi. Kemampuan benda untuk menahan terjadinya perubahan bentuk di bawah batas elastis akibat beban berupa gaya atau momen yang bekerja padanya disebut kekakuan stiffness. Pembebanan batang secara aksial Nash 1977 mengungkapkan bahwa sebatang logam dengan luas penampang konstan, bila diberikan beban pada kedua ujungnya dengan sepasang gaya linier dengan arah saling berlawanan yang berimpit pada sumbu longitudinal batang dan yang bekerja di pusat penampang melintang masing-masing, pada keadaan kesetimbangan statis, besarnya gaya-gaya harus sama. Apabila gaya-gaya diarahkan menjauhi batang, maka batang tersebut mengalami perubahan panjang yang disebut regangan dan sebaliknya jika gaya-gaya diarahkan pada batang, batang tersebut akan mengalami pemendekan. Kedua kondisi ini digambarkan pada Gambar 1 dibawah ini Gambar 1 penampang yang mengalami gaya tekan dan gaya tarik. Tegangan normal Nash 1977 mengungkapkan bahwa gaya normal yang bekerja pada suatu luasan penampang melintang disebut tegangan normal dan dinyatakan dalam Nm 2 . Apabila gaya diberikan pada kedua ujung penampang tersebut dalam kondisi tertarik, maka akan terjadi tegangan tarik, dan sebaliknya bila dalam kondisi tekan maka akan terjadi tegangan tekan. P P P P Tarik Tekan Regangan normal Nash 1977 mengungkapkan bahwa batang yang kedua ujungnya ditarik, maka perpanjangan yang terjadi dapat diukur. Regangan normal, diberi simbol dengan ε, dapat diperoleh dengan membagi total pertambahan panjang ∆l dengan panjang batang mula-mula L, yaitu L l Δ = ε Regangan biasanya dinyatakan meter per meter sehingga secara efektif tidak berdimensi. Kurva tegangan-regangan Nash 1977 mengungkapkan bahwa pertambahan panjang pada penampang harus diukur untuk setiap pertambahan beban dan dilakukan sampai terjadi kerusakan fracture pada penampang. Dengan mengetahui luas penampang awal spesimen, maka tegangan normal, yang dinyatakan dengan σ, dapat diperoleh untuk setiap nilai beban aksial dengan menggunakan hubungan A P = σ dimana P menyatakan beban aksial dalam Newton dan A menyatakan luas penampang awal m 2 . Dengan memasangkan pasangan nilai tegangan normal σ dan regangan normal ε, data percobaan dapat digambarkan dengan memperlakukan kuantitas- kuantitas ini sebagai absis dan ordinat. Gambar yang diperoleh adalah diagram atau kurva tegangan-regangan, seperti gambar 2 dibawah ini Gambar 2 kurva tegangan-regangan. σ ε O P Y U B ● Hukum Hooke Nash 1977 menyatakan bahwa specimen yang mempunyai kurva tegangan- regangan seperti Gambar 2 diatas, dapat dibuktikan bahwa hubungan tegangan- regangan untuk nilai regangan yang cukup kecil adalah linier. Hubungan linier antara pertambahan panjang dan gaya aksial adalah penyebabnya. Hal ini pertama sekali dinyatakan oleh Robert Hooke pada 1678 yang kemudian disebut Hukum Hooke. Hukum ini menyatakan ε σ E = dimana E menyatakan kemiringan slope garis lurus OP pada kurva-kurva Gambar 2 diatas. Kurva tegangan-regangan yang ditunjukkan pada Gb. 2 diatas dapat digunakan untuk mencirikan beberapa karakteristik bahan, diantaranya: • Batas proporsi proportional limit Ordinat titik P disebut sebagai batas proporsi, yaitu tegangan maksimum yang terjadi selama uji tarik ketika tegangan masih merupakan fungsi linier dari regangan. • Batas elastis elastic limit Titik P pada kurva tegangan-regangan diatas merupakan batas elastis, yaitu tegangan maksimum yang terjadi selama uji tarik sampai batas proporsi sehingga tidak terjadi perubahan bentuk atau deformasi maupun residu permanen ketika gaya pembebanan dilepaskan. Nilai batas elastis dan batas proporsi hampir sama dan sering digunakan sebagai istilah yang saling menggantikan. • Selang elastis dan plastis elastic and plastic ranges Daerah pada kurva tegangan-regangan diatas, sampai batas proporsi disebut selang elastis; sedang rentang kurva tegangan- regangan batas proporsi sampai titik runtuh point of rupture disebut selang pastis. Nash 1977 menyatakan bahwa bahan mempunyai dua karakteristik, yaitu: Homogen, yaitu mempunyai sifat elastis E, μ yang sama pada keseluruhan titik pada bahan. Isotropis, yaitu mempunyai sifat elastis yang sama pada semua arah pada setiap titik dalam bahan. Tidak semua bahan mempunyai sifat isotropis. Apabila suatu bahan tidak memiliki suatu sifat simetri elastik maka bahan tersebut disebut anisotropis, atau kadang-kadang aeolotropis. Bahan komposit yang diperkuat dengan filamen didalamnya merupakan contoh dari bahan anisotropis. Modulus elastisitas Nash 1977 menyatakan bahwa kuantitas E, yaitu rasio unit tegangan terhadap unit regangan, adalah modulus elastisitas bahan, atau, sering disebut Modulus Young. Karena unit regangan ε merupakan bilangan tanpa dimensi rasio dua satuan panjang, maka E mempunyai satuan yang sama dengan tegangan yaitu Nm 2 .

1.2 Deskipsi sifat-sifat kayu yang digunakan.