b. Cold formed shapes : profil semacam ini dibentuk dari plat-plat
yang sudah jadi, menjadi profil baja dalam temperature atmosfer dalam keadaan dingin. Tebal plat yang dibentuk menjadi profil
ini tebalnya kurang darti 316 inch. Gambar :
Gambar 2.1b Bentuk profil baja Cold formed shapes Sifat mekanis yang sangat penting pada baja dapat diperoleh dari uji
tarik, yaitu Modulus Elastisitas E yang merupakan perbandingan antara tegangan dengan regangan. Uji ini melibatkan pembebanan tarik sampel baja
dan bersamaan dengan itu dilakukan pengukuran beban dan perpanjangan sehingga akan diperoleh tegangan dan regangan.
2.2 HUBUNGAN TEGANGAN-REGANGAN
Ada hubungan umum antara tegangan dan regangan untuk material elastis yang pertama kali dinyatakan oleh Robert Hooke 1635-1703 dan
dikenal sebagai hukum Hooke. Dalam hukum Hooke dijelaskan hubungan
antara tegangan dan regangan, dimana hubungan ini menggambarkan
Universitas Sumatera Utara
keadaan yang terjadi pada batang baja lunak yang ditarik gaya aksial tertentu pada kondisi temperatur ruang. Dari hubungan ini diperoleh bahwa nilai
regangan yang terjadi berbanding lurus dengan tegangan atau beban aksial
yang diberikan pada batang tersebut. Kondisi ini yang kemudian disebut sebagai kondisi elastis. Biasanya, regangan strain yang menyatakan
besarnya perubahan panjang, dilambangkan oleh ε dan tegangan stress yang
dilambangkan oleh σ, yang menyatakan gaya per luas satuan yang bekerja
pada penampang tersebut.
Dimana ; lo = panjang awal
l = panjang batang setelah mendapat beban Hubungan antara tegangan dan regangan diperlihatkan pada gambar
2.2 berikut.
Gambar 2.2 Hubungan antara tegangan-regangan baja lunak
Universitas Sumatera Utara
Titik-titik penting ini membagi gambar menjadi beberapa daerah sebagai berikut:
1. Daerah pertama, yaitu OA, merupakan garis lurus, pada daerah ini
jika beban dihilangkan maka benda uji akan kembali kebentuk semula, dan daerah ini dinyatakan daerah linier elastis.. Kemiringan
garis ini menyatakan besarnya modulus elastis atau disebut juga
modulus Young E.
2. Diagram tegangan-regangan untuk baja lunak umumnya memiliki titik
leleh atas upper yield point, σ
yu
, dan daerah leleh datar. Secara praktis, letak titik leleh atas ini, A’, tidaklah terlalu berarti sehingga
pengaruhnya sering diabaikan. Tegangan pada titik A disebut
sebagai
tegangan leleh, dimana regangan pada kondisi ini berkisar 0,0012. 3.
Dalam daerah AB, dapat dilihat bahwa bila regangannya terus bertambah hingga melampaui titik A’, ternyata tegangannya dapat
dikatakan tidak bertambah. Sifat dalam daerah AB inilah yang disebut sebagai plastis. Daerah ini dapat menunjukkan pula tingkat daktilitas
dari material baja. Lokasi titik B, yaitu titik akhir sebelum tegangan mengalami sedikit kenaikan, tidaklah tertentu. Tetapi, sebagai
perkiraan dapat ditentukan terletak pada regangan 0,014 atau secara praktis dapat ditetapkan sebesar sepuluh kali besarnya regangan leleh.
4. Daerah BC merupakan daerah strain hardening, dimana pertambahan
regangan akan diikuti dengan sedikit pertambahan tegangan. Disamping itu, hubungan tegangan-regangannya bersifat tak-linear.
Universitas Sumatera Utara
Kemiringan garis setelah titik B ini didefenisikan sebagai E
s
. Di titik M, yaitu pada regangan berkisar 20 dari panjang bahan,
tegangannya mencapai nilai maksimum yang disebut sebagai tegangan tarik ultimit ultimate tensile strenght. Kemudian, pada titik
C material putus. Dari gambar 2.2, diperoleh besaran-besaran yang bergantung pada
komposisi baja, proses pembuatan baja tersebut hot rolling process, pengerjaan baja tersebut selanjutnya, serta temperatur saat percobaan. Tetapi
faktor-faktor tersebut tidak berpengaruh besar terhadap nilai modulus Young E.
Dari hasil percobaan lentur yang dilakukan oleh Roderick dan Heyman 1951 terhadap empat jenis baja yang memiliki kadar karbon
berbeda, diperoleh data-data seperti pada tabel 2.1 berikut.
C σ
y
Nmm
2
σ
ya
σ
y
ε
s
ε
y
E
s
E
s
0,28 340 1,33 9,2 0,037 0,49 386 1,28 3,7 0,058
0,74 448 1,19 1,9 0,07 0,89 525 1,04 1,5 0,098
Tabel 2.1 Hubungan persentase karbon C terhadap tegangan
Dari tabel tersebut, diperoleh hubungan antara tegangan leleh dan kadar karbon. Semakin besar tegangan lelehnya
σ
y
, semakin tinggi pula kadar karbon yang diperlukan. Semakin tinggi tegangan leleh
σ
y
,
Universitas Sumatera Utara
mengakibatkan duktilitas dari baja tersebut berkurang. Duktilitas merupakan perbandingan antara
ε
s
dengan ε
y
, dimana ε
s
adalah regangan strain hardening dan
ε
y
regangan leleh. Apabila suatu material logam mengalami keadaan tekan dan tarik
secara berulang, diagram tegangan-regangannya dapat terbentuk seperti gambar 2.3
Gambar 2.3 Efek Bauschinger lintasan tekan dan tarik adalah sama. Hal ini menunjukkan suatu
keadaan yang disebut sebagai efek Bauschinger, yang diperkenalkan oleh J. Bauschinger dalam makalahnya yang dipublikasikan tehun 1886.
Hubungan tegangan-regangan untuk keperluan analisis ini diedealisasikan dengan mengabaikan pengaruh tegangan leleh atas, strain
hardening, dan efek Bauschinger, sehingga hubungan tersebut menjadi seperti gambar 2.4. Keadaan ini sering dikatakan sebagai hubungan plastis
ideal ideal plastic relation.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4 Hubungan Plastis Ideal
2.3 HUBUNGAN MOMEN-KELENGKUNGAN
