Analisis Hasil Uji Tarik Material
sebenarnya true stress- true strain, dan juga nilai Modulus Young E sebagai berikut:
Modulus Young, E = Tegangan saat luluhregangan saat luluh
y y
E
ε σ
=
E = 3.34E+10 Pa Tabel 4.1. Properti material stainless steel RST14
Engineering strain Engineering stress True strain True stress Plastic strain
0.000 0.00E+00
0.000 0.00E+00
0.005 1.98E+08
0.005 1.99E+08
0.010 3.30E+08
0.010 3.33E+08
0.000 0.015
3.52E+08 0.015
3.57E+08 0.004
0.020 3.63E+08
0.020 3.70E+08
0.009 0.025
3.85E+08 0.025
3.95E+08 0.013
0.030 3.96E+08
0.030 4.08E+08
0.017 0.035
4.07E+08 0.034
4.21E+08 0.022
0.040 4.18E+08
0.039 4.35E+08
0.026 0.045
4.29E+08 0.044
4.48E+08 0.031
0.050 4.40E+08
0.049 4.62E+08
0.035 0.055
4.46E+08 0.054
4.70E+08 0.040
0.060 4.51E+08
0.058 4.78E+08
0.044 0.065
4.62E+08 0.063
4.92E+08 0.048
0.070 4.68E+08
0.068 5.00E+08
0.053 0.075
4.73E+08 0.072
5.08E+08 0.057
0.080 4.79E+08
0.077 5.17E+08
0.062 0.085
4.84E+08 0.082
5.25E+08 0.066
0.090 4.88E+08
0.086 5.32E+08
0.070 0.095
4.90E+08 0.091
5.36E+08 0.075
0.100 4.95E+08
0.095 5.45E+08
0.079 0.105
5.01E+08 0.100
5.53E+08 0.083
0.110 5.06E+08
0.104 5.62E+08
0.088 0.115
5.09E+08 0.109
5.68E+08 0.092
0.120 5.11E+08
0.113 5.72E+08
0.096 0.125
5.13E+08 0.118
5.77E+08 0.101
0.130 5.15E+08
0.122 5.82E+08
0.105 0.135
5.17E+08 0.127
5.87E+08 0.109
0.140 5.19E+08
0.131 5.92E+08
0.113 0.145
5.21E+08 0.135
5.97E+08 0.118
0.150 5.26E+08
0.140 6.05E+08
0.122 0.155
5.24E+08 0.144
6.05E+08 0.126
0.160 5.25E+08
0.148 6.09E+08
0.130 0.165
5.31E+08 0.153
6.18E+08 0.134
0.170 5.31E+08
0.157 6.21E+08
0.138 0.175
5.31E+08 0.161
6.23E+08 0.143
0.180 5.25E+08
0.166 6.20E+08
0.147 0.185
5.24E+08 0.170
6.20E+08 0.151
0.190 5.23E+08
0.174 6.22E+08
0.155 0.195
5.21E+08 0.178
6.23E+08 0.160
0.200 5.19E+08
0.182 6.23E+08
0.164 0.205
5.17E+08 0.186
6.23E+08 0.168
0.210 5.15E+08
0.191 6.23E+08
0.172 0.215
5.10E+08 0.195
6.19E+08 0.176
0.220 5.06E+08
0.199 6.17E+08
0.180 0.225
4.99E+08 0.203
6.11E+08 0.185
0.230 4.95E+08
0.207 6.09E+08
0.189 0.235
4.90E+08 0.211
6.05E+08 0.193
0.240 4.83E+08
0.215 5.99E+08
0.197 0.245
4.62E+08 0.219
5.75E+08 0.202
0.246 4.40E+08
0.220 5.48E+08
0.204
4.1.2. Property stainless steel RST13:
0.00E+00 2.00E+08
4.00E+08 6.00E+08
8.00E+08 1.00E+09
0.00 0.10
0.20 0.30
0.40 0.50
0.60 0.70
Regangan T
e g
a n
g a
n ,
P a
Gambar 4.2. Kurva tegangan - regangan nominal stainless steel RST13 hasil uji tarik
Modulus Young, E = Tegangan saat luluhregangan saat luluh
y y
E
ε σ
=
E = 1.44E+10 Pa Tabel 4.2. Properti material stainless steel RST13
Engineering strain Engineering stress True strain True stress Plastic strain
0.000 0.00E+00
0.000 0.00E+00
0.012 3.23E+08
0.012 3.27E+08
0.024 4.42E+08
0.024 4.53E+08
0.036 4.93E+08
0.035 5.11E+08
0.000 0.048
5.27E+08 0.047
5.52E+08 0.009
0.060 5.36E+08
0.058 5.68E+08
0.019 0.072
5.61E+08 0.070
6.01E+08 0.028
0.084 5.78E+08
0.081 6.27E+08
0.037 0.096
5.95E+08 0.092
6.52E+08 0.047
0.108 6.04E+08
0.103 6.69E+08
0.056 0.120
6.12E+08 0.113
6.85E+08 0.066
0.132 6.21E+08
0.124 7.02E+08
0.075 0.144
6.29E+08 0.135
7.20E+08 0.085
0.156 6.38E+08
0.145 7.37E+08
0.094 0.168
6.46E+08 0.155
7.55E+08 0.103
0.180 6.46E+08
0.166 7.62E+08
0.113 0.192
6.63E+08 0.176
7.90E+08 0.121
0.204 6.72E+08
0.186 8.08E+08
0.130 0.216
6.80E+08 0.196
8.27E+08 0.138
0.228 6.88E+08
0.205 8.45E+08
0.147 0.240
6.89E+08 0.215
8.54E+08 0.156
0.252 6.97E+08
0.225 8.73E+08
0.164 0.264
7.06E+08 0.234
8.92E+08 0.173
0.276 7.14E+08
0.244 9.11E+08
0.181 0.288
7.18E+08 0.253
9.25E+08 0.189
0.300 7.23E+08
0.262 9.39E+08
0.197 0.312
7.26E+08 0.272
9.53E+08 0.206
0.324 7.31E+08
0.281 9.68E+08
0.214 0.336
7.40E+08 0.290
9.88E+08 0.221
0.348 7.43E+08
0.299 1.00E+09
0.229 0.360
7.48E+08 0.307
1.02E+09 0.237
0.372 7.52E+08
0.316 1.03E+09
0.245 0.384
7.57E+08 0.325
1.05E+09 0.252
0.396 7.60E+08
0.334 1.06E+09
0.260 0.408
7.65E+08 0.342
1.08E+09 0.268
0.420 7.69E+08
0.351 1.09E+09
0.275 0.432
7.72E+08 0.359
1.11E+09 0.283
0.444 7.74E+08
0.367 1.12E+09
0.290 0.456
7.77E+08 0.376
1.13E+09 0.297
0.468 7.79E+08
0.384 1.14E+09
0.305 0.480
7.82E+08 0.392
1.16E+09 0.312
0.492 7.86E+08
0.400 1.17E+09
0.319 0.504
7.89E+08 0.408
1.19E+09 0.326
0.516 7.93E+08
0.416 1.20E+09
0.333 0.528
7.97E+08 0.424
1.22E+09 0.340
0.540 8.01E+08
0.432 1.23E+09
0.346 0.552
8.04E+08 0.440
1.25E+09 0.353
0.564 8.08E+08
0.447 1.26E+09
0.360 0.576
8.12E+08 0.455
1.28E+09 0.366
0.588 8.15E+08
0.462 1.29E+09
0.373 0.600
8.19E+08 0.470
1.31E+09 0.379
0.600 7.91E+08
0.470 1.26E+09
0.382
4.1.3. Property Kuningan Brass:
0.00E+00 2.00E+07
4.00E+07 6.00E+07
8.00E+07 1.00E+08
1.20E+08
0.000 0.100
0.200 0.300
0.400 0.500
0.600 0.700
Regangan T
e g
a n
g a
n ,
P a
Gambar 4.3. Kurva tegangan - regangan nominal brass Modulus Young, E = Tegangan saat luluhregangan saat luluh
y y
E
ε σ
=
E = 1.59E+09 Pa Tabel 4.3. Properti material Brass
Engineering strain Engineering stress True strain True stress Plastic strain
0.000 0.00E+00
0.000 0.00E+00
0.012 3.30E+07
0.012 3.34E+07
0.024 3.68E+07
0.024 3.76E+07
0.000 0.036
4.20E+07 0.035
4.35E+07 0.008
0.048 4.43E+07
0.047 4.64E+07
0.018 0.060
5.10E+07 0.058
5.41E+07 0.024
0.072 5.40E+07
0.070 5.79E+07
0.033 0.084
5.47E+07 0.081
5.93E+07 0.043
0.096 5.75E+07
0.092 6.31E+07
0.052 0.108
6.04E+07 0.103
6.69E+07 0.060
0.120 6.32E+07
0.113 7.08E+07
0.069 0.132
6.60E+07 0.124
7.47E+07 0.077
0.144 6.74E+07
0.135 7.71E+07
0.086 0.156
6.88E+07 0.145
7.96E+07 0.095
0.168 7.02E+07
0.155 8.20E+07
0.104 0.180
7.16E+07 0.166
8.45E+07 0.112
0.192 7.31E+07
0.176 8.71E+07
0.121 0.204
7.45E+07 0.186
8.96E+07 0.129
0.216 7.59E+07
0.196 9.23E+07
0.137 0.228
7.73E+07 0.205
9.49E+07 0.146
0.240 7.87E+07
0.215 9.76E+07
0.154 0.252
8.01E+07 0.225
1.00E+08 0.162
0.264 8.15E+07
0.234 1.03E+08
0.169 0.276
8.30E+07 0.244
1.06E+08 0.177
0.288 8.44E+07
0.253 1.09E+08
0.185 0.300
8.58E+07 0.262
1.12E+08 0.192
0.312 8.73E+07
0.272 1.14E+08
0.199 0.324
8.82E+07 0.281
1.17E+08 0.207
0.336 8.91E+07
0.290 1.19E+08
0.215 0.348
9.00E+07 0.299
1.21E+08 0.222
0.360 9.09E+07
0.307 1.24E+08
0.230 0.372
9.18E+07 0.316
1.26E+08 0.237
0.384 9.28E+07
0.325 1.28E+08
0.244 0.396
9.37E+07 0.334
1.31E+08 0.251
0.408 9.46E+07
0.342 1.33E+08
0.258 0.420
9.55E+07 0.351
1.36E+08 0.265
0.432 9.64E+07
0.359 1.38E+08
0.272 0.444
9.74E+07 0.367
1.41E+08 0.279
0.456 9.80E+07
0.376 1.43E+08
0.286 0.468
9.92E+07 0.384
1.46E+08 0.292
0.480 1.00E+08
0.392 1.48E+08
0.299 0.492
1.01E+08 0.400
1.51E+08 0.305
0.504 1.02E+08
0.408 1.53E+08
0.311 0.516
1.02E+08 0.416
1.55E+08 0.319
0.528 1.02E+08
0.424 1.56E+08
0.326 0.540
1.02E+08 0.432
1.57E+08 0.333
0.552 1.02E+08
0.440 1.59E+08
0.340 0.564
1.02E+08 0.447
1.60E+08 0.347
0.576 1.02E+08
0.455 1.61E+08
0.354 0.588
1.02E+08 0.462
1.62E+08 0.360
4.1.4. Property Aluminium:
0.00E+00 2.00E+07
4.00E+07 6.00E+07
8.00E+07 1.00E+08
1.20E+08
0.000 0.005
0.010 0.015
0.020 0.025
0.030 0.035
Regangan T
e g
a n
g a
n ,
P a
Gambar 4.4. Kurva tegangan - regangan nominal Aluminium Modulus Young, E = Tegangan saat luluhregangan saat luluh
y y
E
ε σ
=
E = 1.57E+10 Pa
Tabel 4.4. Properti material Aluminium
Engineering strain
Engineering stress
True strain
True stress
Plastic strain
0.000 0.00E+00
6.00E-05 3.00E+06
0.000 3.00E+06
7.40E-04 2.70E+07
0.001 2.70E+07
1.42E-03 3.60E+07
0.001 3.61E+07
2.10E-03 4.50E+07
0.002 4.51E+07
2.78E-03 4.80E+07
0.003 4.81E+07
3.46E-03 5.40E+07
0.003 5.42E+07
0.000 4.14E-03
5.70E+07 0.004
5.72E+07 0.000
4.82E-03 6.30E+07
0.005 6.33E+07
0.001 5.50E-03
6.60E+07 0.005
6.64E+07 0.001
6.18E-03 6.90E+07
0.006 6.94E+07
0.002 6.86E-03
7.05E+07 0.007
7.10E+07 0.002
7.54E-03 7.20E+07
0.008 7.25E+07
0.003 8.22E-03
7.35E+07 0.008
7.41E+07 0.003
8.90E-03 7.50E+07
0.009 7.57E+07
0.004 9.58E-03
7.65E+07 0.010
7.72E+07 0.005
1.03E-02 7.80E+07
0.010 7.88E+07
0.005 1.09E-02
7.95E+07 0.011
8.04E+07 0.006
1.16E-02 8.10E+07
0.012 8.19E+07
0.006 1.23E-02
8.25E+07 0.012
8.35E+07 0.007
1.30E-02 8.40E+07
0.013 8.51E+07
0.007 1.37E-02
8.48E+07 0.014
8.59E+07 0.008
1.43E-02 8.55E+07
0.014 8.67E+07
0.009 1.50E-02
8.63E+07 0.015
8.75E+07 0.009
1.57E-02 8.70E+07
0.016 8.84E+07
0.010 1.64E-02
8.78E+07 0.016
8.92E+07 0.011
1.71E-02 8.85E+07
0.017 9.00E+07
0.011 1.77E-02
8.93E+07 0.018
9.08E+07 0.012
1.84E-02 9.00E+07
0.018 9.17E+07
0.012 1.91E-02
9.08E+07 0.019
9.25E+07 0.013
1.98E-02 9.15E+07
0.020 9.33E+07
0.014 2.05E-02
9.23E+07 0.020
9.42E+07 0.014
2.11E-02 9.32E+07
0.021 9.51E+07
0.015 2.18E-02
9.40E+07 0.022
9.60E+07 0.015
2.25E-02 9.48E+07
0.022 9.69E+07
0.016 2.32E-02
9.56E+07 0.023
9.78E+07 0.017
2.39E-02 9.65E+07
0.024 9.88E+07
0.017 2.45E-02
9.73E+07 0.024
9.97E+07 0.018
2.52E-02 9.81E+07
0.025 1.01E+08
0.018 2.59E-02
9.90E+07 0.026
1.02E+08 0.019
2.66E-02 9.99E+07
0.026 1.03E+08
0.020 2.73E-02
1.01E+08 0.027
1.03E+08 0.020
2.79E-02 1.02E+08
0.028 1.04E+08
0.021 2.86E-02
1.02E+08 0.028
1.05E+08 0.022
2.93E-02 1.03E+08
0.029 1.06E+08
0.022 3.00E-02
1.04E+08 0.030
1.07E+08 0.023
3.07E-02 1.05E+08
0.030 1.08E+08
0.023 3.13E-02
1.05E+08 0.031
1.08E+08 0.024
3.20E-02 1.02E+08
0.032 1.05E+08
0.025
Gambar 4.5. Gabungan kurva engineering strain – engineering stress
Engineering stress-strain sangat berguna pada penggunaan desain konstruksi. Tetapi harus dipahami bahwa perhitungan Engineering stress-
strain adalah berdasarkan dimensi awal spesimen, dan tidak memperhitungkan perubahan dimensi akibat terkena beban. Sehingga
ketika benda mengalami deformasi plastis perhitungan Engineering stress-strain hanya merupakan perkiraan saja. Untuk kebanyakan desain
konstruksi, perkiraan pada perhitungan Engineering stress-strain ini tidak terlalu menjadi masalah karena pada aplikasi konstruksi tidak akan
mentolerir terjadinya deformasi plastis. Tetapi pada proses pembentukan logam metal forming akan menekankan pada situasi deformasi plastis
sehingga penggunaan Engineering stress-strain tidak dapat diterima unacceptable. Untuk mengatasi permasalahan ini maka digunakan
0,00E+00 1,00E+08
2,00E+08 3,00E+08
4,00E+08 5,00E+08
6,00E+08 7,00E+08
8,00E+08 9,00E+08
0,1 0,2
0,3 0,4
0,5 0,6
0,7
Engineering Strain E
n g
in e
e ri
n g
S tr
e s
s ,
RST14 RST13
Brass Aluminium
perhitungan tegangan regangan yang sebenarnya atau true stress – strain.
Definisi plastisitas dalam ABAQUS juga harus menggunakan tegangan sebenarnya true stress dan regangan sebenarnya true strain.
ABAQUS memerlukan informasi data tersebut pada input file, dan sebagai informasi data pada menu properties. Oleh karena itu maka hasil uji tarik
pada penelitian ini harus dikonversi dulu kedalam nilai tegangan regangan sebenarnya sebagai berikut:
Nominal strain dihitung dari persamaan
1 −
= −
= −
= l
l l
l l
l l
l l
nom
ε
True strain kemudian dapat dihitung dari nominal strain
menggunakan:
1 ln
nom
ε ε
+ =
Dengan menganggap volumetric deformation diabaikan, maka lA
A l
= Sehingga penampang yang terjadi dari penampang awal menjadi
l l
A A
=
Dengan demikian dapat diperoleh definisi true stress menjadi
=
= =
l l
l l
A F
A F
nom
σ σ
Dimana
l l
atau yang dapat ditulis juga dalam bentuk
nom
ε +
1
Maka true stress dapat dihitung dari nominal stress dan nominal
strain:
nom nom
ε σ
σ +
= 1
Dekomposisi Plastic Strain
Regangan yang diperoleh dari material test yang digunakan untuk mendefinisikan perilaku plastik bukanlah plastic strain pada
meterial, tetapi berupa total strain yang terjadi. Oleh karena itu harus dilakukan dekomposisi terhadap total
strain menjadi komponen elastic strain dan platic strain. Komponen plastic strain diperoleh dengan mengurangkan total strain dengan
elastic strain yang besarnya adalah true stress dibagi dengan Youngs modulus.
E
t el
t pl
σ ε
ε ε
ε
− =
− =
Dimana :
pl
ε adalah true plastic strain,
t
ε adalah true total strain,
el
ε adalah true elastic strain,
σ adalah true stress, dan
Ε
adalah Youngs modulus.
Gambar 4.6. Dekomposisi total strain ke komponen plastik dan elastik Hasil konversi nilai tegangan-regangan nominal ke dalam nilai
tegangan regangan sebenarnya adalah sebagai berikut:
0.00E+00 2.00E+08
4.00E+08 6.00E+08
8.00E+08 1.00E+09
1.20E+09 1.40E+09
0.000 0.100
0.200 0.300
0.400 0.500
True strain T
ru e
s tr
e s
s ,
P a
RST14 RST13
Bronze Aluminium
Gambar 4.7. Gabungan kurve true strain – true stress