Download
1 / 20
901 likes | 2.79k Views
FAKULTAS SAINS DAN TEKNIK JURUSAN TEKNIK, PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN. MEKANIKA BAHAN TEGANGAN DAN REGANGAN. Hamdani , S.T , S.Pdi , M.Eng. a. P. P. P. P. Tarik. ( a ). a. P. P. P. P. Tekan. ( b ). TEGANGAN.
E N D
FAKULTAS SAINS DAN TEKNIK JURUSAN TEKNIK, PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN MEKANIKA BAHAN TEGANGAN DAN REGANGAN Hamdani, S.T, S.Pdi, M.Eng
a P P P P Tarik (a) a P P P P Tekan (b) TEGANGAN Tegangan normalialahtegangan yang bekerjategaklurusterhadapbidang Apabila gaya-gaya dikenakan pada ujung-ujung batang sedemikian sehingga batang dalam kondisi tertarik, maka terjadi suatu tegangan tarik pada batang; jika batang dalam kondisi tertekan maka terjadi tegangan tekan
tegangangeserialahtegangan yang bekerjasejajardenganbidangpembebanan Tegangangeserterjadijikasuatubendabekerjadenganduagaya yang berlawananarah, tegaklurussumbubatang, gayatidaksegaris namun pada penampangnya tidak terjadi momen. Tegangan ini banyak terjadipadakonstruksisepertisambungankeling, gunting, dan sambunganbaut.
203 mm 51 mm REGANGAN NORMAL Pertambahanpanjangdiukursecaramekanikmaupunoptik (ekstensometer) ataudenganmelekatkansuatutipetahananelektrik yang biasadisebutstrain gagepadapermukaanbahan. Tahanan strain gage berisisejumlahkawathalus yang dipasangpadaarahaksialterhadapbatang. Deganpertambahanpanjangpadabatangmakatahananlistrikkawat-kawatakanberubahdanperubahaninidideteksipadasuatujembatan Wheatstone dandiinterpretasikansebagaiperpanjangan
HUBUNGANTEGANGAN DAN REGANGAN tegangan G E C B F A D Grafikhubungantegangandanreganganpadasalahsatu material yaitubaja O regangan
σ σ σ σ σ U ● P Y B ● Y ● P ● P ε ε O O ε1 O’ ε ε ε O O O Gb. 1 Gb. 2 Gb. 3 Gambar 1adalah kurva tegangan regangan untuk baja karbon-medium, Gb. 2untuk baja campuran, dan Gb.3 untuk baja karbon-tinggi dengan campuran bahan nonferrous. Untuk campuran nonferrous dengan besi kasar diagramnya ditunjukkan pada Gb. 4, sementara untuk karet ditunjukkan pada Gb. 5. Gb. 5 Gb. 4
Titik O hingga A dinamakandaerahproporsional limit. Pada area iniregangan yang terbentukproporsionaldengantegangan yang bekerja. Definisi: tegangan yang membentukkurvateganganreganganmulaiterdeviasidarigarislurus. Proportional Limit
Titik A hingga B dinamakandaerah elastic limit. Pada area ini material akankembalikebentuksemulaketikategangandihilangkan. Definisi: tegangan yang bekerjapada material tanpamenyebabkandeformasipermanen. Elastic Limit
Jika material terusdiberikanteganganhinggadiatastitik B, keadaanplastisakantercapai, danpadatitikiniketikabebandihilangkan material tidakakanbisakembalikebentuksemula. Diatastitik B, regangan yang terjadiakanbertambahdengancepat, sedangkanpertambahantegangannyakecilhinggatercapaititik C, danterjadipenurunankecilteganganpadatitik D, segerasetelahprosespeluluhanberhenti. Sehinggaadaduatitikluluh, yaitutitik C (titikluluhatas) dantitik D (titikluluhbawah). Tegangan yang bekerjapadatitikluluhinidinamakanteganganluluh(yield stress) Yield Point
Titik E dinamakantitik Ultimate stress, yaitutitikdimanateganganmaksimumterjadi, yang didefinisikansebagaibebanterbesardibagidenganluas area mula-mula (origin) daribahan. Ultimate stress
Setelahspesimenmencapaititik ultimate, akanterjadiprosesnecking, yaitupengecilanluaspenampang area. Tegangankemudianterusberkuranghinggaspesimenpatahpadatitik F. Breaking stress
Persentasepenguranganluas area (pria) A = luas area awal a = luas area pada neck
Persentase elongation (pe) L = panjangspesimenawal • l = panjangspesimenakhir
CONTOH Sebuahbatanganbajalunakdengan diameter 12 mm, diujitarikdenganpanjangmula-mula 60 mm. Data hasilpengujian : Panjangakhir : 80 mm Diameter akhir : 7 mm Bebanluluh : 3,4 ton Beban ultimate: 6,1 ton. Hitung (a) teganganluluh, (b) tegangantarikmaksimum, (c) PRIA dan (d) PE.
JAWAB Luaspenampangbatangmula-mula : Luaspenampangbatangakhir : a. Teganganluluh (yield stress) : b. TegangantarikMaksimum (UTS): c. PRIA : d. PE :
HUBUNGAN TEGANGAN DAN REGANGAN (HUKUM HOOKE) hubungan tegangan-regangan untuk nilai regangan yang cukup kecil adalah linier. Hubungan linier antara pertambahan panjang dan gaya aksial yang menyebabkannya pertama kali dinyatakan oleh Robert Hooke pada 1678 yang kemudian disebut Hukum Hooke. dimanaEmenyatakankemiringan (slope) garislurusOPpadakurva-kurva
SIFAT SIFAT MEKANIS BAHAN • Kekakuan (stiffnes): Sifatbahanmampurenggangpadategangantinggitanpadiikutiregangan yang besar. Contohbaja • Kekuatan (strength): sifatbahan yang ditentukanolehtegangan paling besar material mampurenggangsebelumresak (failure) inidapatdidefinisikansebagaibatasproporsionalitas. • Elastisitas (elasticity): sifat material yang dapatkembalikedimensiawalsetelahbebandihilangkan. • Keuletan (ductility): sifatbahan yang mampudeformasiterhadapbebantariksebelumbenar-benarpatah (rupture).Analogi material yang dapatditarikmenjadikawattipistanparusak.
Kegetasan (brittleness) : tidakadanyadeformasiplastissebelumrusak. (tidakadatandatandajikamaterialnyarusak). Contohbatu, semen cor,dll. • Kelunakan (malleability): sifatbahan yang mengalamideformasiplastisterhadapbebantekan yang bekerjasebelumbenarbenarpatah. • Ketangguhan (toughness): sifat material yang mampumenahanbebanimpaktinggiataubebankejut.(sebagianenergidiserapdansebagiandipindahkan). • Kelenturan(resilience): sifat material yang mampumenerimabebaninpaktinggitanpamenimbulkanteganganlebihpadabataselastis.
