Penentuan Sifat Plastik Logam Menggunakan Model Numerik Indentasi Dual Indenter.
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2014
!Peranan Sains dan Teknologi yang Berwawasan Lingkungan dalam Meningkatkan Kesejahteraan Umat Manusia"
PROSIDING
SEMINAR NASIONAL SAINS
DAN TEKNOLOGI 2014
!Peranan Sains dan Teknologi yang Berwawasan Lingkungan
dalam Meningkatkan Kesejahteraan Umat Manusia"
Denpasar, 18 - 19 September 2014
LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN
KEPADA MASYARAKAT
UNIVERSITAS UDAYANA
UDAYANA UNIVERSITY PRESS
2014
Denpasar - Bali, 18 - 19 September 2014 | iii
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2014
!Peranan Sains dan Teknologi yang Berwawasan Lingkungan dalam Meningkatkan Kesejahteraan Umat Manusia"
PROSIDING
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2014
!Peranan Sains dan Teknologi yang Berwawasan Lingkungan
dalam Meningkatkan Kesejahteraan Umat Manusia"
Denpasar, 18 - 19 September 2014
Editor
Prof. Dr. drh. I Nyoman Suarsana, M.Si
Prof. Dr. Ir. I Gede Mahardika, MS.
Prof. Dr. Ir. I Gede Rai Maya Temaja, MP.
Prof. Dr. drh. Ni Ketut Suwiti, M.Si.
Prof. Dr. Ir. I Made Alit Karyawan Salain, DEA.
Ir. I Nengah Sujaya, M.Agr.Sc., Ph.D.
Prof. Dr. I Wayan Budiasa Suyasa, M.Si.
Prof. Dr. Ir. Bambang Admadi H., MP.
Prof. I Nyoman Suprapta Winaya, ST., MT., Ph.D.
Prof. Dr. Drs. Ida Bagus Putra Yadnya, MA.
Dr. Ni Nyoman Kertiyasa, SE., M.S.
Prof. Dr. I Wayan Kasa, M.Rur.Sc
Diterbitkan Oleh:
Udayana University Press
Kampus Universitas Udayana Denpasar
2014, xxviii + 1032 halaman, 21 x 29,7 cm
iv | Denpasar - Bali, 18 - 19 September 2014
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2014
!Peranan Sains dan Teknologi yang Berwawasan Lingkungan dalam Meningkatkan Kesejahteraan Umat Manusia"
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .....................................................................................................................
vii
SAMBUTAN KETUA PANITIA...................................................................................................
ix
SAMBUTAN KETUA LPPM UNIVERSITAS UDAYANA .......................................................
xi
SAMBUTAN REKTOR UNIVERSITAS UDAYANA ................................................................
xiii
PEMBICARA UTAMA
1.
2.
3.
4.
5.
PERANAN SAINS DAN TEKNOLOGI YANG BERWAWASAN LINGKUNGAN
DALAM MENINGKATKAN KESEJAHTERAAN UMAT MANUSIA
Prof. Dr. dr. Ketut Suastika, Sp.PD-KEMD ..........................................................................
3
PETA JALAN KEBIJAKAN NASIONAL ENERGI BARU DAN TERBARUKAN
Prof. Dr. Ir. IGN Wiratmaja Puja, MSc..................................................................................
5
KEBIJAKAN PENGELOLAAN HUTAN PRODUKSI DALAM MEWUJUDKAN
PENGELOLAAN HUTAN LESTARI (PHL)
Dr. Ir. Agus Sarsito, M.For.Sc. ...............................................................................................
6
PERSPEKTIF NANO SCIENCE DALAM BIOLOGI
Prof. Sutiman Bambang Sumitro, MS., D.Sc. ......................................................................
7
PENGEMBANGAN INDUSTRI PANGAN SEBAGAI STRATEGI DIVERSIFIKASI
DAN PENINGKATAN DAYA SAING PRODUK PANGAN
Prof. Dr. Ir. Purwiyatno Hariyadi, M.Sc. ..............................................................................
8
PRESENTASI ORAL: BIDANG KETAHANAN PANGAN
1.
2.
3.
PROPAGASI SPORA ENDOMIKORIZA INDIGENUS BALI MENGGUNAKAN
TANAMAN INANG YANG BERBEDA
Meitini Wahyuni Proborini dan Ida Bagus Gede Darmayasa ................................................
21
STUDI JENIS DAN POTENSI SAMPAH KOTA
DI TPA SUWUNG SEBAGAI SUMBER PAKAN UNTUK PEMELIHARAAN SAPI BALI
N.L.P. Sriyani, T Ariana I.N, Lanang Oka Cakra, I.G ...........................................................
26
EFEK TOKSISITAS EKSTRAK RUMPUT LAUT COKLAT
Turbinaria SEBAGAI FOOD ADDITIVE ALAMI
Pramono Sasongko, Endang Rusdiana ..................................................................................
31
Denpasar - Bali, 18 - 19 September 2014 | xv
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2014
!Peranan Sains dan Teknologi yang Berwawasan Lingkungan dalam Meningkatkan Kesejahteraan Umat Manusia"
PRESENTASI ORAL: BIDANG TRANSPORTASI DAN MANUFAKTUR
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
KERUGIAN ENERGI BBM SELAMA MASA PROYEK REKONSTRUKSI JALAN
Dewa Ketut Sudarsana, Harnen Sulistio, Achmad Wicaksono dan LudÞ Djakfar ..............
473
UNJUK KERJA AUTOMATIC RETORT POUCH KAPASITAS PENUH
Asep Nurhikmat dan Tommy Hendrix...................................................................................
478
SIFAT MEKANIS KOMPOSIT POLYESTER DENGAN PENGUAT SERAT
TAPIS KELAPA
I Made Astika dan I Gusti Komang Dwijana .........................................................................
485
EFEK MEDIA PENDINGIN PACK CARBURIZING
TERHADAP DISTRIBUSI KEKERASAN BAJA KARBON RENDAH
Dewa Ngakan Ketut Putra Negara, I Dewa Made Krisnha Muku, I Ketut Gede Sugita,
I Made Astika, I Wayan Mustika, Dewa Gde Rudy Prasetya ...............................................
493
KARAKTERISASI INSTALASI PERPIPAAN POMPA BOOSTER
Anak Agung Adhi Suryawan, Made Suarda ..........................................................................
500
EFEKTIVITAS REDESAIN PENAMPUNGAN UDARA PEMBAKARAN TERHADAP
DISTRIBUSI TEMPERATUR PADA TUNGKU PELEBURAN PERUNGGU
BAHAN GAMELAN BALI
IGN.Priambadi, AAIA.Sri Komaladewi, IPG.Arthayasa ......................................................
505
STUDI PENINGKATAN WAKTU TEMPUH KENDARAAN AKIBAT KEMACETAN
TRANSPORTASI PADA LALU LINTAS HETEROGEN
M. Isran Ramli, Sumarni H. Aly, AriÞn Liputo, Muralia Hustim .........................................
510
MODEL BESARAN EMISI SEPEDA MOTOR BERBASIS SIKLUS MENGEMUDI
PADA KONDISI LALU LINTAS HETEROGEN
Muhammad Arafah, Mary Selintung, Sumarni H. Aly , M. Isran Ramli ...............................
519
APLIKASI DIFFERENTIAL-DRIVE MOBILE LEGO MINDSTORMS NXT
I Wayan Widhiada, Cok.Indra Partha, Wayan Reza Yuda A.P ..............................................
528
PENGARUH FRAKSI BERAT SERAT TERHADAP KEAUSAN PADA KOMPOSIT
POLYETHYLENE TEREPHTHALATE DAUR ULANG BERPENGUAT SERAT
SABUT KELAPA
I Putu Lokantara, NPG Suardana, Ramahadi Putra ...............................................................
536
11.
INVESTIGASI KUALITATIF SIFAT AKUSTIK PRODUK GAMELAN BALI BERBAHAN
DASAR PERUNGGU SILIKON
I KetutGede Sugita, I G. N Priambadi, Cok.IstriPutriKusuma K. .........................................
543
12.
PENENTUAN SIFAT PLASTIK LOGAM MENGGUNAKAN
MODEL NUMERIK INDENTASI DUAL INDENTER
I Nyoman Budiarsa ................................................................................................................
xxii | Denpasar - Bali, 18 - 19 September 2014
550
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2014
!Peranan Sains dan Teknologi yang Berwawasan Lingkungan dalam Meningkatkan Kesejahteraan Umat Manusia"
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
MEREDAM OSILASI MENGGUNAKAN METODE GABUNGAN BFA-PSO PADA
SISTEM INTERKONEKSI KELISTRIKAN JAWA BALI
IBG Manuaba, N Budiastra ...................................................................................................
557
STUDI BESARAN EMISI KENDARAAN RINGAN DALAM KONDISI DIAM PADA
RUAS JALAN DI KOTA MAKASSAR
Sumarni H. Aly, Muralia Hustim, Achmad Zubair, M. Isran Ramli ......................................
566
KEAUSAN BAJA KARBON (0,65% C) AKIBAT BEBAN GELINDING-LUNCUR
DUA ARAH BERLAWANAN PADA PERMUKAAN KONTAK BASAH
I Made Widiyarta, I Made Parwata, I Made Gatot Karohika, I Putu Lokantara
dan Made Arie Satryawan ......................................................................................................
574
ANALISIS NILAI DAN BIAYA ANGKUT KOMODITI
PADA TRANSPORTASI BARANG DI PROVINSI SULAWESI SELATAN
Hakzah Setiyono, Lawalenna Samang, M. Isran Ramli, Rudy Djamaluddin........................
579
ANALISIS WAKTU TEMPUH PADA PERJALANAN BERBELANJA
KE PASAR TRADISIONAL DI KOTA MAKASSAR
Mubassirang Pasra, M. Saleh Pallu, M. Isran Ramli, Sakti Adji Adisasmita ........................
586
STUDI TINGKAT KEBISINGAN LALU LINTAS HETEROGEN
PADA JARINGAN JALAN DI KOTA MAKASSAR
MuraliaHustim, Sumarni H. Aly, AriÞnLiputo, DewiSriastuti Nababan ...............................
594
PENGARUH SUDUT ORIFIS TERHADAP PERMANENT PRESSURE DROP DAN
DISCHARGE COEFFICIENT PADA ORIFICE FLOW METER
Ainul Ghurri, SPG Gunawan Tista ........................................................................................
602
RANCANG BANGUN MESIN PEMISAH DAN PENCACAH SAMPAH ORGANIK
DAN ANORGANIK UNTUK MENGHASILKAN SERPIHAN SAMPAH ORGANIK
LEBIH KECIL SEBAGAI BAHAN KOMPOS
I Gede Putu Agus Suryawan, Cok. Istri P. Kusuma Kencanawati,
I Gst. A. K. Diafari D. Hartawan ...........................................................................................
610
PENGARUH KOMPOSISI PENGUAT SICW DAN AL2O3 PARTIKEL
PADA KARAKTERISTIK ALUMINIUM MATRIK KOMPOSIT
Ketut Suarsana, Rudy Soenoko, Agus Suprapto, Anindito Purnowidodo .............................
617
ANALISA SKID DAN GULING KENDARAAN PENGOLAH SAMPAH
I Ketut Adi Atmika, I DG. Ary Subagia, Tjok Gde Tirta Nindhia .........................................
624
Denpasar - Bali, 18 - 19 September 2014 | xxiii
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2014
!Peranan Sains dan Teknologi yang Berwawasan Lingkungan dalam Meningkatkan Kesejahteraan Umat Manusia"
PENENTUAN SIFAT PLASTIK LOGAM MENGGUNAKAN
MODEL NUMERIK INDENTASI DUAL INDENTER
I Nyoman Budiarsa
Jurusan Teknik Mesin. Universitas Udayana Bali. Indonesia
E-mail : nyoman.budiarsa@me.unud.ac.id
Abstrak
Indentasi merupakan metode pengujian bahan penting di mana indentor tajam (Vickers) atau tumpul (spherical)
ditekan ke dalam permukaan material. Salah satu keuntungan yang signiÞkan dari Indentasi adalah sederhana dan
hanya membutuhkan sejumlah kecil sampel didalam pengujian sifat bahan. Namun, indentasi tes dapat dipengaruhi
oleh banyak faktor (seperti bentuk indentor, bahan deformasi sekitar indentor dan kondisi eksperimental, dll). Dalam
karakterisasi material dengan indentasi, perilaku material diwakili oleh beban (P)-perpindahan (h) dalam kurva
(kurva P-h). Namun, meskipun begitu luasnya penggunaan indentasi, perilaku bahan (diwakili oleh kurva kekerasan
atau P-h) tidak secara eksplisit terkait dengan sifat material konstitutif. Disisi lain Penelitian lebih lanjut diperlukan
untuk dapat memprediksi kurva P-h dan atau kekerasan serta resistensi lekukan dari konstitutif parameter bahan, hal
ini juga sangat penting untuk penelitian dan penggunaan praktis untuk mengeksplorasi potensi untuk menggunakan
indentasi data untuk memprediksi konstitutif properti suatu bahan. Ini berpotensi memberikan cara yang lebih cepat
untuk identiÞkasi parameter material dan diterapkan dalam situasi di mana spesimen standar tidak tersedia. Untuk
itu diperlukan pemahaman serta program rinci yang mampu menghubungkan konstitutif properti dari bahan, kurva
Ph dan kekerasan dengan indentor baik tajam dan bulat. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa kekerasan
dapat berhubungan dengan representative stress (ır) bahan indentasi, sesuai dengan reprensentative strain (İr),
yang merupakan nilai regangan plastik rata-rata yang dihasilkan. Konsep ditambah dengan pemodelan elemen
hingga (FE) telah berhasil digunakan dalam menganalisis indenters Vickers dan indentor bulat (spherical) dalam test
Rockwell B. Dalam kasus ini, hubungan dibangun antara parameter bahan dan kurva P-h alami dapat menyebabkan
estimasi kekerasan langsung dari parameter bahan (seperti yield stress dan koeÞsien pengerasan regangan) Dalam
Penelitian ini, hubungan antara konstitutif parameter bahan (ıy dan n) dari bahan elasto-plastik, kurva indentasi
P-h dan kekerasan dengan indenters tajam telah sistematis diselidiki dengan menggabungkan analisis tegangan
representatif dan FE pemodelan menggunakan baja sebagai sistim bahan. Model FE indentasi Vickers dan Spherical
telah dikembangkan dan divalidasi. Sebuah pendekatan untuk memprediksi kurva P-h dari sifat material konstitutif
telah dikembangkan dan diuji berdasarkan hubungan antara kelengkungan (curvature) indentasi dari sifat material
dan stres representatif. Persamaan dan prosedur yang ditetapkan kemudian berhasil digunakan dalam memprediksi
penuh kurva lekukan P-h. Konsep dan metodologi yang dikembangkan akan digunakan untuk memprediksi nilainilai kekerasan (Hv) serta nilai kekerasan Rockwell B (HRB) dari bahan melalui analisis langsung dan divalidasi
dengan data eksperimen pada sampel yang dipilih dari baja. validasi terhadap kelayakan FE model tersebut dalam
menginvestigasi pendekatan untuk sistem bahan, dan menetapkan faktor yang mempengaruhi akurasi dan ketahanan
pendekatan program elemen hingga dilakukan. Sebuah pendekatan baru untuk memprediksi nilai-nilai kekerasan
dikembangkan berdasarkan hubungan 3D antara Hardness, yield stress (ıy) dan koeÞsien pengerasan regangan (n).
proses prediksi parameter material berdasarkan interseksi antara kurva kelengkungan (curvature) indentasi dari
material properties dual indentor pada Vickers dan indentasi spherical. Pendekatan (yaitu memprediksi kekerasan)
yang diusulkan telah berhasil digunakan untuk menghasilkan nilai-nilai kekerasan berbagai sifat material, yang
kemudian digunakan untuk membangun hubungan antara nilai-nilai kekerasan dengan stress representatif. Ini
menyediakan alat yang berguna untuk mengevaluasi kelayakan menggunakan nilai kekerasan dalam memprediksi
parameter bahan konstitutif dengan mengacu pada akurasi dan keunikan oleh pemetaan melalui semua bahan
potensial rentang.
Kata kunci: Yield stress (ıy), KoeÞsien pengerasan regangan (n), HV, HRB.
1.
PENDAHULUAN
Evaluasi terhadap karakteristik material sering dikaitkan dengan penggunaan Indentasi sebagai
metode pengujian bahan yang penting, yang dilakukan dengan menggunakan indentor tajam (Vickers,
Berkovich, dll) atau tumpul (Brinell, Rockwell, dll). Nilai kekerasan bahan (Hardness value) didasarkan
pada perlawanan material ketika sebuah deformasi lokal terjadi pada permukaan solid. Dalam indentasi,
bila sebuah indentor ditekan ke permukaan spesimen, maka ukuran lekukan permanen terbentuk dan
550 | Denpasar - Bali, 18 - 19 September 2014
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2014
!Peranan Sains dan Teknologi yang Berwawasan Lingkungan dalam Meningkatkan Kesejahteraan Umat Manusia"
dapat diukur untuk mewakili resistensi lekukan (yaitu kekerasan material). Perkembangan terbaru dalam
dalam instrumentasi test indentasi untuk uji indentasi kontinyu respon perilaku material pada pengujian
didasarkan oleh beban (P) dan perpindahan (h) pada kurva (p-h) indentasi.
Dalam proses indentasi, material mengalami deformasi yang kompleks membentuk zona deformasi
mekanisme yang berbeda yang merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk menganalisis indentasi
(Dao et al., 2001). Karya sebelumnya menunjukkan kekerasan yang dapat berhubungan dengan tegangan
representatif (ır) (Budiarsa et. al., 2013, 2014), sesuai dengan regangan representatif (İr) yang merupakan
regangan plastik rata-rata yang dihasilkan pada indentasi. Konsep ditambah dengan pemodelan elemen
hingga (FE) telah berhasil digunakan dalam menganalisis indentor tajam di mana regangan dan tegangan
representatif dideÞnisikan dengan baik dengan menggunakan sudut indentor tetap (Dao et al, 2001; Kang
et al 2010). Dalam kasus ini, hubungan yang dihasilkan antara parameter material dan kurva P-h akhirnya
dapat digunakan untuk mengestimasi kekerasan dari parameter bahan. Perkembangan selanjutnya, banyak
karya telah dieksplorasi dalam mencari cara untuk melakukan prediksi terbalik (inverse prediction) sifat
material dari indentasi (Dao et al., 2001).
Kebanyakan penelitian telah berfokus pada menggunakan kurva P-h penuh sementara hubungan
antara kekerasan dan sifat bahan konstitutif sebagian besar didasarkan pada data empiris. Sebagai contoh
untuk logam elasto-plastik, sebagian besar data properti dan nilai kekerasan telah tersedia terutama
menggunakan kekuatan tegangan luluh (ıy) dan kekuatan tarik utama(ıt) (Busby et al., 2005), karena
sulit untuk mengukur kontribusi koeÞsien pengerasan regang (n). Ini menjadi tidak ideal, karena justru
koeÞsien pengerasan regang sangat diperlukan untuk situasi di mana model FE rinci diperlukan untuk
menggambarkan parameter konstitutif dari material.
Hubungan akhirnya dibangun antara sifat material, kurva indentasi dan nilai-nilai kekerasan yang
akan menjadi alat yang berguna untuk menyelidiki kelayakan dari kedua parameter bahan konstitutif
(yang diwakili oleh tegangan luluh (ıy) dan koeÞsien pengerasan regang (n) yang didasarkan dari nilai
kekerasan (hardness value) yang diketahui. Serta membangun pemahaman yang lebih luas pada aplikasi
masalah dalam prediksi terbalik (inverse prediction) sifat identiÞkasi. Kemampuan identiÞkasi semua
calon set properti material yang mungkin yang sesuai dengan hasil pengujian juga akan membuka jalan
bagi perbaikan di masa depan program prediksi terbalik (inverse prediction) dengan menggunakan data
terukur tambahan.
2.
EKSPERIMEN
Material yang digunakan dalam penelitian sifat plastik logam adalah baja karbon dengan berbagai
komposisi kandungan karbon (baja karbon dengan kandungan karbon 0,10% C, 0,54% C dan 0,85% C).
komposisi kimia dari bahan yang tercantum dalam tabel 1.
Tabel 1. Komposisi dan kondisi sampel bahan (CS-0.10% C, CS-0.54% C, dan CS-0.85% C)
Material
Condition
Carbon Steel (CS)
0.10% C
Element Composition (%)
P
S
C
Mn
Si
Ni
Normalized at 900°
0.1
0.5
!Peranan Sains dan Teknologi yang Berwawasan Lingkungan dalam Meningkatkan Kesejahteraan Umat Manusia"
PROSIDING
SEMINAR NASIONAL SAINS
DAN TEKNOLOGI 2014
!Peranan Sains dan Teknologi yang Berwawasan Lingkungan
dalam Meningkatkan Kesejahteraan Umat Manusia"
Denpasar, 18 - 19 September 2014
LEMBAGA PENELITIAN DAN PENGABDIAN
KEPADA MASYARAKAT
UNIVERSITAS UDAYANA
UDAYANA UNIVERSITY PRESS
2014
Denpasar - Bali, 18 - 19 September 2014 | iii
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2014
!Peranan Sains dan Teknologi yang Berwawasan Lingkungan dalam Meningkatkan Kesejahteraan Umat Manusia"
PROSIDING
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2014
!Peranan Sains dan Teknologi yang Berwawasan Lingkungan
dalam Meningkatkan Kesejahteraan Umat Manusia"
Denpasar, 18 - 19 September 2014
Editor
Prof. Dr. drh. I Nyoman Suarsana, M.Si
Prof. Dr. Ir. I Gede Mahardika, MS.
Prof. Dr. Ir. I Gede Rai Maya Temaja, MP.
Prof. Dr. drh. Ni Ketut Suwiti, M.Si.
Prof. Dr. Ir. I Made Alit Karyawan Salain, DEA.
Ir. I Nengah Sujaya, M.Agr.Sc., Ph.D.
Prof. Dr. I Wayan Budiasa Suyasa, M.Si.
Prof. Dr. Ir. Bambang Admadi H., MP.
Prof. I Nyoman Suprapta Winaya, ST., MT., Ph.D.
Prof. Dr. Drs. Ida Bagus Putra Yadnya, MA.
Dr. Ni Nyoman Kertiyasa, SE., M.S.
Prof. Dr. I Wayan Kasa, M.Rur.Sc
Diterbitkan Oleh:
Udayana University Press
Kampus Universitas Udayana Denpasar
2014, xxviii + 1032 halaman, 21 x 29,7 cm
iv | Denpasar - Bali, 18 - 19 September 2014
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2014
!Peranan Sains dan Teknologi yang Berwawasan Lingkungan dalam Meningkatkan Kesejahteraan Umat Manusia"
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .....................................................................................................................
vii
SAMBUTAN KETUA PANITIA...................................................................................................
ix
SAMBUTAN KETUA LPPM UNIVERSITAS UDAYANA .......................................................
xi
SAMBUTAN REKTOR UNIVERSITAS UDAYANA ................................................................
xiii
PEMBICARA UTAMA
1.
2.
3.
4.
5.
PERANAN SAINS DAN TEKNOLOGI YANG BERWAWASAN LINGKUNGAN
DALAM MENINGKATKAN KESEJAHTERAAN UMAT MANUSIA
Prof. Dr. dr. Ketut Suastika, Sp.PD-KEMD ..........................................................................
3
PETA JALAN KEBIJAKAN NASIONAL ENERGI BARU DAN TERBARUKAN
Prof. Dr. Ir. IGN Wiratmaja Puja, MSc..................................................................................
5
KEBIJAKAN PENGELOLAAN HUTAN PRODUKSI DALAM MEWUJUDKAN
PENGELOLAAN HUTAN LESTARI (PHL)
Dr. Ir. Agus Sarsito, M.For.Sc. ...............................................................................................
6
PERSPEKTIF NANO SCIENCE DALAM BIOLOGI
Prof. Sutiman Bambang Sumitro, MS., D.Sc. ......................................................................
7
PENGEMBANGAN INDUSTRI PANGAN SEBAGAI STRATEGI DIVERSIFIKASI
DAN PENINGKATAN DAYA SAING PRODUK PANGAN
Prof. Dr. Ir. Purwiyatno Hariyadi, M.Sc. ..............................................................................
8
PRESENTASI ORAL: BIDANG KETAHANAN PANGAN
1.
2.
3.
PROPAGASI SPORA ENDOMIKORIZA INDIGENUS BALI MENGGUNAKAN
TANAMAN INANG YANG BERBEDA
Meitini Wahyuni Proborini dan Ida Bagus Gede Darmayasa ................................................
21
STUDI JENIS DAN POTENSI SAMPAH KOTA
DI TPA SUWUNG SEBAGAI SUMBER PAKAN UNTUK PEMELIHARAAN SAPI BALI
N.L.P. Sriyani, T Ariana I.N, Lanang Oka Cakra, I.G ...........................................................
26
EFEK TOKSISITAS EKSTRAK RUMPUT LAUT COKLAT
Turbinaria SEBAGAI FOOD ADDITIVE ALAMI
Pramono Sasongko, Endang Rusdiana ..................................................................................
31
Denpasar - Bali, 18 - 19 September 2014 | xv
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2014
!Peranan Sains dan Teknologi yang Berwawasan Lingkungan dalam Meningkatkan Kesejahteraan Umat Manusia"
PRESENTASI ORAL: BIDANG TRANSPORTASI DAN MANUFAKTUR
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
KERUGIAN ENERGI BBM SELAMA MASA PROYEK REKONSTRUKSI JALAN
Dewa Ketut Sudarsana, Harnen Sulistio, Achmad Wicaksono dan LudÞ Djakfar ..............
473
UNJUK KERJA AUTOMATIC RETORT POUCH KAPASITAS PENUH
Asep Nurhikmat dan Tommy Hendrix...................................................................................
478
SIFAT MEKANIS KOMPOSIT POLYESTER DENGAN PENGUAT SERAT
TAPIS KELAPA
I Made Astika dan I Gusti Komang Dwijana .........................................................................
485
EFEK MEDIA PENDINGIN PACK CARBURIZING
TERHADAP DISTRIBUSI KEKERASAN BAJA KARBON RENDAH
Dewa Ngakan Ketut Putra Negara, I Dewa Made Krisnha Muku, I Ketut Gede Sugita,
I Made Astika, I Wayan Mustika, Dewa Gde Rudy Prasetya ...............................................
493
KARAKTERISASI INSTALASI PERPIPAAN POMPA BOOSTER
Anak Agung Adhi Suryawan, Made Suarda ..........................................................................
500
EFEKTIVITAS REDESAIN PENAMPUNGAN UDARA PEMBAKARAN TERHADAP
DISTRIBUSI TEMPERATUR PADA TUNGKU PELEBURAN PERUNGGU
BAHAN GAMELAN BALI
IGN.Priambadi, AAIA.Sri Komaladewi, IPG.Arthayasa ......................................................
505
STUDI PENINGKATAN WAKTU TEMPUH KENDARAAN AKIBAT KEMACETAN
TRANSPORTASI PADA LALU LINTAS HETEROGEN
M. Isran Ramli, Sumarni H. Aly, AriÞn Liputo, Muralia Hustim .........................................
510
MODEL BESARAN EMISI SEPEDA MOTOR BERBASIS SIKLUS MENGEMUDI
PADA KONDISI LALU LINTAS HETEROGEN
Muhammad Arafah, Mary Selintung, Sumarni H. Aly , M. Isran Ramli ...............................
519
APLIKASI DIFFERENTIAL-DRIVE MOBILE LEGO MINDSTORMS NXT
I Wayan Widhiada, Cok.Indra Partha, Wayan Reza Yuda A.P ..............................................
528
PENGARUH FRAKSI BERAT SERAT TERHADAP KEAUSAN PADA KOMPOSIT
POLYETHYLENE TEREPHTHALATE DAUR ULANG BERPENGUAT SERAT
SABUT KELAPA
I Putu Lokantara, NPG Suardana, Ramahadi Putra ...............................................................
536
11.
INVESTIGASI KUALITATIF SIFAT AKUSTIK PRODUK GAMELAN BALI BERBAHAN
DASAR PERUNGGU SILIKON
I KetutGede Sugita, I G. N Priambadi, Cok.IstriPutriKusuma K. .........................................
543
12.
PENENTUAN SIFAT PLASTIK LOGAM MENGGUNAKAN
MODEL NUMERIK INDENTASI DUAL INDENTER
I Nyoman Budiarsa ................................................................................................................
xxii | Denpasar - Bali, 18 - 19 September 2014
550
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2014
!Peranan Sains dan Teknologi yang Berwawasan Lingkungan dalam Meningkatkan Kesejahteraan Umat Manusia"
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
MEREDAM OSILASI MENGGUNAKAN METODE GABUNGAN BFA-PSO PADA
SISTEM INTERKONEKSI KELISTRIKAN JAWA BALI
IBG Manuaba, N Budiastra ...................................................................................................
557
STUDI BESARAN EMISI KENDARAAN RINGAN DALAM KONDISI DIAM PADA
RUAS JALAN DI KOTA MAKASSAR
Sumarni H. Aly, Muralia Hustim, Achmad Zubair, M. Isran Ramli ......................................
566
KEAUSAN BAJA KARBON (0,65% C) AKIBAT BEBAN GELINDING-LUNCUR
DUA ARAH BERLAWANAN PADA PERMUKAAN KONTAK BASAH
I Made Widiyarta, I Made Parwata, I Made Gatot Karohika, I Putu Lokantara
dan Made Arie Satryawan ......................................................................................................
574
ANALISIS NILAI DAN BIAYA ANGKUT KOMODITI
PADA TRANSPORTASI BARANG DI PROVINSI SULAWESI SELATAN
Hakzah Setiyono, Lawalenna Samang, M. Isran Ramli, Rudy Djamaluddin........................
579
ANALISIS WAKTU TEMPUH PADA PERJALANAN BERBELANJA
KE PASAR TRADISIONAL DI KOTA MAKASSAR
Mubassirang Pasra, M. Saleh Pallu, M. Isran Ramli, Sakti Adji Adisasmita ........................
586
STUDI TINGKAT KEBISINGAN LALU LINTAS HETEROGEN
PADA JARINGAN JALAN DI KOTA MAKASSAR
MuraliaHustim, Sumarni H. Aly, AriÞnLiputo, DewiSriastuti Nababan ...............................
594
PENGARUH SUDUT ORIFIS TERHADAP PERMANENT PRESSURE DROP DAN
DISCHARGE COEFFICIENT PADA ORIFICE FLOW METER
Ainul Ghurri, SPG Gunawan Tista ........................................................................................
602
RANCANG BANGUN MESIN PEMISAH DAN PENCACAH SAMPAH ORGANIK
DAN ANORGANIK UNTUK MENGHASILKAN SERPIHAN SAMPAH ORGANIK
LEBIH KECIL SEBAGAI BAHAN KOMPOS
I Gede Putu Agus Suryawan, Cok. Istri P. Kusuma Kencanawati,
I Gst. A. K. Diafari D. Hartawan ...........................................................................................
610
PENGARUH KOMPOSISI PENGUAT SICW DAN AL2O3 PARTIKEL
PADA KARAKTERISTIK ALUMINIUM MATRIK KOMPOSIT
Ketut Suarsana, Rudy Soenoko, Agus Suprapto, Anindito Purnowidodo .............................
617
ANALISA SKID DAN GULING KENDARAAN PENGOLAH SAMPAH
I Ketut Adi Atmika, I DG. Ary Subagia, Tjok Gde Tirta Nindhia .........................................
624
Denpasar - Bali, 18 - 19 September 2014 | xxiii
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2014
!Peranan Sains dan Teknologi yang Berwawasan Lingkungan dalam Meningkatkan Kesejahteraan Umat Manusia"
PENENTUAN SIFAT PLASTIK LOGAM MENGGUNAKAN
MODEL NUMERIK INDENTASI DUAL INDENTER
I Nyoman Budiarsa
Jurusan Teknik Mesin. Universitas Udayana Bali. Indonesia
E-mail : nyoman.budiarsa@me.unud.ac.id
Abstrak
Indentasi merupakan metode pengujian bahan penting di mana indentor tajam (Vickers) atau tumpul (spherical)
ditekan ke dalam permukaan material. Salah satu keuntungan yang signiÞkan dari Indentasi adalah sederhana dan
hanya membutuhkan sejumlah kecil sampel didalam pengujian sifat bahan. Namun, indentasi tes dapat dipengaruhi
oleh banyak faktor (seperti bentuk indentor, bahan deformasi sekitar indentor dan kondisi eksperimental, dll). Dalam
karakterisasi material dengan indentasi, perilaku material diwakili oleh beban (P)-perpindahan (h) dalam kurva
(kurva P-h). Namun, meskipun begitu luasnya penggunaan indentasi, perilaku bahan (diwakili oleh kurva kekerasan
atau P-h) tidak secara eksplisit terkait dengan sifat material konstitutif. Disisi lain Penelitian lebih lanjut diperlukan
untuk dapat memprediksi kurva P-h dan atau kekerasan serta resistensi lekukan dari konstitutif parameter bahan, hal
ini juga sangat penting untuk penelitian dan penggunaan praktis untuk mengeksplorasi potensi untuk menggunakan
indentasi data untuk memprediksi konstitutif properti suatu bahan. Ini berpotensi memberikan cara yang lebih cepat
untuk identiÞkasi parameter material dan diterapkan dalam situasi di mana spesimen standar tidak tersedia. Untuk
itu diperlukan pemahaman serta program rinci yang mampu menghubungkan konstitutif properti dari bahan, kurva
Ph dan kekerasan dengan indentor baik tajam dan bulat. Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa kekerasan
dapat berhubungan dengan representative stress (ır) bahan indentasi, sesuai dengan reprensentative strain (İr),
yang merupakan nilai regangan plastik rata-rata yang dihasilkan. Konsep ditambah dengan pemodelan elemen
hingga (FE) telah berhasil digunakan dalam menganalisis indenters Vickers dan indentor bulat (spherical) dalam test
Rockwell B. Dalam kasus ini, hubungan dibangun antara parameter bahan dan kurva P-h alami dapat menyebabkan
estimasi kekerasan langsung dari parameter bahan (seperti yield stress dan koeÞsien pengerasan regangan) Dalam
Penelitian ini, hubungan antara konstitutif parameter bahan (ıy dan n) dari bahan elasto-plastik, kurva indentasi
P-h dan kekerasan dengan indenters tajam telah sistematis diselidiki dengan menggabungkan analisis tegangan
representatif dan FE pemodelan menggunakan baja sebagai sistim bahan. Model FE indentasi Vickers dan Spherical
telah dikembangkan dan divalidasi. Sebuah pendekatan untuk memprediksi kurva P-h dari sifat material konstitutif
telah dikembangkan dan diuji berdasarkan hubungan antara kelengkungan (curvature) indentasi dari sifat material
dan stres representatif. Persamaan dan prosedur yang ditetapkan kemudian berhasil digunakan dalam memprediksi
penuh kurva lekukan P-h. Konsep dan metodologi yang dikembangkan akan digunakan untuk memprediksi nilainilai kekerasan (Hv) serta nilai kekerasan Rockwell B (HRB) dari bahan melalui analisis langsung dan divalidasi
dengan data eksperimen pada sampel yang dipilih dari baja. validasi terhadap kelayakan FE model tersebut dalam
menginvestigasi pendekatan untuk sistem bahan, dan menetapkan faktor yang mempengaruhi akurasi dan ketahanan
pendekatan program elemen hingga dilakukan. Sebuah pendekatan baru untuk memprediksi nilai-nilai kekerasan
dikembangkan berdasarkan hubungan 3D antara Hardness, yield stress (ıy) dan koeÞsien pengerasan regangan (n).
proses prediksi parameter material berdasarkan interseksi antara kurva kelengkungan (curvature) indentasi dari
material properties dual indentor pada Vickers dan indentasi spherical. Pendekatan (yaitu memprediksi kekerasan)
yang diusulkan telah berhasil digunakan untuk menghasilkan nilai-nilai kekerasan berbagai sifat material, yang
kemudian digunakan untuk membangun hubungan antara nilai-nilai kekerasan dengan stress representatif. Ini
menyediakan alat yang berguna untuk mengevaluasi kelayakan menggunakan nilai kekerasan dalam memprediksi
parameter bahan konstitutif dengan mengacu pada akurasi dan keunikan oleh pemetaan melalui semua bahan
potensial rentang.
Kata kunci: Yield stress (ıy), KoeÞsien pengerasan regangan (n), HV, HRB.
1.
PENDAHULUAN
Evaluasi terhadap karakteristik material sering dikaitkan dengan penggunaan Indentasi sebagai
metode pengujian bahan yang penting, yang dilakukan dengan menggunakan indentor tajam (Vickers,
Berkovich, dll) atau tumpul (Brinell, Rockwell, dll). Nilai kekerasan bahan (Hardness value) didasarkan
pada perlawanan material ketika sebuah deformasi lokal terjadi pada permukaan solid. Dalam indentasi,
bila sebuah indentor ditekan ke permukaan spesimen, maka ukuran lekukan permanen terbentuk dan
550 | Denpasar - Bali, 18 - 19 September 2014
SEMINAR NASIONAL SAINS DAN TEKNOLOGI 2014
!Peranan Sains dan Teknologi yang Berwawasan Lingkungan dalam Meningkatkan Kesejahteraan Umat Manusia"
dapat diukur untuk mewakili resistensi lekukan (yaitu kekerasan material). Perkembangan terbaru dalam
dalam instrumentasi test indentasi untuk uji indentasi kontinyu respon perilaku material pada pengujian
didasarkan oleh beban (P) dan perpindahan (h) pada kurva (p-h) indentasi.
Dalam proses indentasi, material mengalami deformasi yang kompleks membentuk zona deformasi
mekanisme yang berbeda yang merupakan salah satu cara yang paling efektif untuk menganalisis indentasi
(Dao et al., 2001). Karya sebelumnya menunjukkan kekerasan yang dapat berhubungan dengan tegangan
representatif (ır) (Budiarsa et. al., 2013, 2014), sesuai dengan regangan representatif (İr) yang merupakan
regangan plastik rata-rata yang dihasilkan pada indentasi. Konsep ditambah dengan pemodelan elemen
hingga (FE) telah berhasil digunakan dalam menganalisis indentor tajam di mana regangan dan tegangan
representatif dideÞnisikan dengan baik dengan menggunakan sudut indentor tetap (Dao et al, 2001; Kang
et al 2010). Dalam kasus ini, hubungan yang dihasilkan antara parameter material dan kurva P-h akhirnya
dapat digunakan untuk mengestimasi kekerasan dari parameter bahan. Perkembangan selanjutnya, banyak
karya telah dieksplorasi dalam mencari cara untuk melakukan prediksi terbalik (inverse prediction) sifat
material dari indentasi (Dao et al., 2001).
Kebanyakan penelitian telah berfokus pada menggunakan kurva P-h penuh sementara hubungan
antara kekerasan dan sifat bahan konstitutif sebagian besar didasarkan pada data empiris. Sebagai contoh
untuk logam elasto-plastik, sebagian besar data properti dan nilai kekerasan telah tersedia terutama
menggunakan kekuatan tegangan luluh (ıy) dan kekuatan tarik utama(ıt) (Busby et al., 2005), karena
sulit untuk mengukur kontribusi koeÞsien pengerasan regang (n). Ini menjadi tidak ideal, karena justru
koeÞsien pengerasan regang sangat diperlukan untuk situasi di mana model FE rinci diperlukan untuk
menggambarkan parameter konstitutif dari material.
Hubungan akhirnya dibangun antara sifat material, kurva indentasi dan nilai-nilai kekerasan yang
akan menjadi alat yang berguna untuk menyelidiki kelayakan dari kedua parameter bahan konstitutif
(yang diwakili oleh tegangan luluh (ıy) dan koeÞsien pengerasan regang (n) yang didasarkan dari nilai
kekerasan (hardness value) yang diketahui. Serta membangun pemahaman yang lebih luas pada aplikasi
masalah dalam prediksi terbalik (inverse prediction) sifat identiÞkasi. Kemampuan identiÞkasi semua
calon set properti material yang mungkin yang sesuai dengan hasil pengujian juga akan membuka jalan
bagi perbaikan di masa depan program prediksi terbalik (inverse prediction) dengan menggunakan data
terukur tambahan.
2.
EKSPERIMEN
Material yang digunakan dalam penelitian sifat plastik logam adalah baja karbon dengan berbagai
komposisi kandungan karbon (baja karbon dengan kandungan karbon 0,10% C, 0,54% C dan 0,85% C).
komposisi kimia dari bahan yang tercantum dalam tabel 1.
Tabel 1. Komposisi dan kondisi sampel bahan (CS-0.10% C, CS-0.54% C, dan CS-0.85% C)
Material
Condition
Carbon Steel (CS)
0.10% C
Element Composition (%)
P
S
C
Mn
Si
Ni
Normalized at 900°
0.1
0.5