Post on 19-Jun-2015
Laporan Praktikum
Laboratorium Teknik Material 1
Modul D Uji Bending
Oleh :
Nama : Suselo Suluhito
NIM : 13108095
Kelompok : 9
Anggota (NIM) : Jonathan RMS (13108057)
Isra Hadi (13108059)
Alfian Sulthoni (13108061)
Andi Mochammad AIM (13108067)
Edo Prawiratama (13108074)
Tony Kosasih (13108094)
Suselo Suluhito (13108095)
Tanggal Praktikum : 27 April 2010
Nama Asisten (NIM) : Jati (13707 )
Tanggal Pengesahan : 1 Mei 2010
Laboratorium Metalurgi
Program Studi Teknik Mesin
Fakultas Teknik Mesin dan Dirgantara
Institut Teknologi Bandung
2010
BAB I
PENDAHULUAN
1. Latar Belakang
Banyak struktur dan mesin memiliki komponen yang harus menahan beban yang
menyebabkan bending (tekukan). Setelah proses bending terjadi biasanya diikuti oleh
direct stress, transverse shear, dan torsional shear. Pada percobaan kali ini, akan dilihat
sifat material yang mengalami bending akibat pembebanan 3 sumbu (3 aksial stress).
2. Tujuan Praktikum
1) Menentukan kekuatan lentur (flexural strength) material
2) Menentukan modulus elastisitas material
3) Mengetahui distribusi tegangan ketika terjadi pembebanan.
BAB II
TEORI DASAR
Kekakuan adalah ketahanan suatu material terhadap deformasi elastis. Modulus
elastisitas (E) adalah harga kekakuan suatu material pada daerah elastis. Modulus
elastis juga berarti perbandingan tegangan dengan regangan pada daerah elastis.
Material yang lentur (tidak kaku) adalah material yang dapat mengalami regangan
bila diberi tegangan atau beban tertentu. Tegangan atau beban yang diberikan pada
specimen uji (ST 37) haruslah dibawah harga beban maksimum agar specimen tidak
mengalami deformasi plastis. Pada praktikum uji bending kali ini metode yang dipakai
adalah three point bending.
Gambar distribusi tegangan:
Three Point Bending Four Point Bending
P 2/3L P
½ L 1/3 LRax Rax
MRay A B A B
Rby Ray Rby
Diagram Gaya Geser1/2P
P
-1/2P 1/3 L½ L L - P 2/3 L
Diagram Momen Lentur½ P L 1/3PL
½ Px -1/2 Px + 1/2 PL Px P(l-x)
½ L L 1/3 L 2/3 L L
Diagram momen lentur yang terjadi di setiap penampang melintang dan diagram
gaya geser transversal ditunjukkan pada gambar di atas.
Pada pembebanan di daerah elastis, momen lentur tersebut menyebabkan
timbulnya tegangan pada penampang melintang sebesar :
σ = .(1)
dimana σ = tegangan normal
M B = momen lentur di penampang melintang yang ditinjau
C = jarak dari sumbu netral ke elemen yang ditinjau
I = momen inersia penampang
Untuk spesimen yang mempunyai penampang segi empat maka tegangan
normal maksimum pada penampang adalah := ( )( ) (2)
dengan P = beban yang bekerja
L = panjang specimen b =
lebar specimen
h = tebal specimen
Defleksi pada daerah elastis pada penampang adalah :3 = 48
(3)
(3)dengan δ = defleksi
P = beban yang bekerja
L = panjang specimen
E = modulus elastisitas bahan specimen
I = modulus inersia penampang
Pada praktikum akan diperoleh kurva P (tegangan) terhadap δ (defleksi). Gradien
atau tan θ dihitung dengan regresi linear.
P
α
δ
Dengan menggunakan Persamman (3). Didapat persamaan Modulus Elastisitassebagai berikut:
= tan48(4)
BAB III
DATA PERCOBAAN
A. DATA PERCOBAAN
1. Material : Baja ST 37
2. Kekuatan Lentur Material :
3. Dimensi Spesimen
a. Panjang(l) : 304 mm
b. Lebar(b) : 19.40 mm
c. Tebal(h) :19.15 mm
4. Jarak Tumpuan : 152 mm
5. Laju Pembebanan : 10 kg/menit
6. Beban Maksimum daerah elastic : 7000 kg
Beban Δ0 0
1000 0.052000 0.0853000 0.134000 0.1655000 0.26000 0.237000 0.275
PENGOLAHAN DATA
Dari data yang tertera di table percobaan. Di dapat kurva grafik linier sebagai berikut:
Dari table tersebut didapat hubungan:
= = 26122Dengan persamaan defleksi, maka kita mendapatkan nilai modulus elastisitas sebagai berikut:
= 48= 152 ∗ 2612248 ∗Dengan persamaan inersia penampang:
= ℎ12= 19.40 ∗ 19.1512= 11353.423Maka Modulus Elastisitas specimen adalah:
y = 26122x - 206.05
-1000
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
kurva P-δ
kurva uji bending
Linear (kurva ujibending)
Linear (kurva ujibending)
P(N)
= 168,332.95 MPa= 168.332 GPaUntuk menapatkan kekuatan lentur material, maka kita gunakan persamaan:
= 4 ℎ2ℎ12= 32500 ∗ 1524 19.15219.40 ∗ 19.1512= 1,0415.54= 1.041
BAB IV
ANALISIS
Uji bending dapat dilakukan pada benda yang dapat mengalami deformasi plastis dandeformasi elastis. Pengujian dilakukan dengan memberikan pembebanan pada specimen hinggapatah. Namun dalam percobaan kali ini specimen hanya mengalami deformasi plastis dan tidakpatah.
Modulus Elastisitas dapat specimen ST-37 dapat dicari melalui pengujian ini.Persamaan yang dipakai untuk mencari Modulus Elastisitas specimen adalah menggunakanpersamaan (3) sehingga didapat nilai Modulus Elastisitas sebesar 168,332 GPa.
Nilai kekuatan lentur specimen yang didapat adalah sebesar 1.041 GPa. Nilai tersebutbergantung pada presentase carbon pada specimen dan kehomogenan atom pada specimen.
Nilai Modulus Elastisitas tersebut berbeda dengan nilai Modulus Elastisitas literatureyaitu sebesar 207 GPa. Hal ini disebabkan oleh beberapa factor, yaitu:
1. Cara pengujian yang dipakai three bending point sehingga nilai keakuratanya tidaktelalu baik
2. Nilai toleransi ukuran specimen yang cukup besar sehingga nilai keakuratannya ikutberkurang.
3. Kondisi specimen yang sedikit berkarat dan tidak rata pada permukaan sehinggamengganggu nilai defleksi yang di dapat.
4. Penempatan posisi pembebanan yang tidak tepat di tengah menyebabkan pengujiantidak berlangsung ideal
5. Alat pengujian yang belum dikalibrasi sehingga nilai keakuratannya cukup rendah.
6. Toleransi kesalahan pembacaan nilai defleksi oleh praktikan yang menyebabkan nilaidefleksi tidak terlalu akurat
7. Pembulatan tiga angka dibelakang koma yang dilakukan pada pengolahan datamenyebakan perbedaan nilai Modulus Elastisitasnya
8. Kandungan specimen yang tidak homogen sehingga tidak sesuai standar
9. Kondisi Lab ketika pengujian yang tidak berbeda dengan kondisi Lab pada temperature.
Specimen ST 37 tidak mengalami patahan ketika diberi beban yang cukup besar. Hal inimenunjukkan specimen tersebut adalah specimen yang ulet.
Harga kekerasan material pada specimen sebelum diuji adalah sebesar 42.6 HRa.Sedangkan harga kekerasan setelah diuji adalah sebesar 55 HRa. Pengerasan specimen tersebutdiakibatkan oleh strain hardening pada specimen ketika specimen tersebut mengalamideformasi plastis. Ketika specimen mengalami deformasi plastis, atom-atom tersebut menjadilebih lonjong dan jarak antar atomnya lebih rapat sehingga harga kekerasannya meningkat.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
KESIMPULAN
1. Pengujian bending dapat dilakukan pada specimen yang dapat mengalami deformasi
plastis dan deformasi elastic seperti specimen ST 37
2. Pengujian bending dapat menentukan nilai Modulus Elastisitas dan kekuatan lentur
material
3. Modulus Elastisitas pada specimen yang telah diuji adalah sebesar 168.332 GPa
4. Kekuatan lentur specimen yang telah diuji adalah sebesar 1.041 GPa
5. Factor-faktor yang mempengaruhi perbedaan nilai Modulus Elastisitasnya adalah cara
pengujian, ukuran dan kondisi specimen, ketepatan pembebanan, kalibrasi alat, keslahan
pembacaan, pembulatan angka, kandungan specimen, dan kondisi Lab.
6. Nilai kekuatan lentur specimen dipengaruhi oleh kandungan karbon didalam specimen.
SARAN
Ketika melakukan pengujian hendaknya kesalah pembacaan, pembulatan angka, dan
pengukuran dikurangi agar nilai Modulus Elastistas dan kekuatan lenturnya lebih mendekati
literature.
TUGAS SETELAH PRAKTIKUM
1. Kurva beban terhadap defleksi
2. Modulus elastisitas specimen.
Dari table tersebut didapat hubungan:
= = 26122Dengan persamaan defleksi, maka kita mendapatkan nilai modulus elastisitas sebagaiberikut:
= 48= 152 ∗ 2612248 ∗Dengan persamaan inersia penampang:
= ℎ12
y = 26122x - 206.05
-1000
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3
kurva P-δ
kurva uji bending
Linear (kurva ujibending)
Linear (kurva ujibending)
P(N)
= 19.40 ∗ 19.1512= 11353.423Maka Modulus Elastisitas specimen adalah:= 168,332.95 MPa= 168.332 GPa3. Harga Modulus Elastisitas yang diperoleh dari literature adalah 207 GPa
4. Nilai Modulus Elastisitas tersebut berbeda dengan nilai Modulus Elastisitasliterature yaitu sebesar 207 GPa. Hal ini disebabkan oleh beberapa factor, yaitu:
Cara pengujian yang dipakai three bending point sehingga nilai keakuratanyatidak telalu baik
Nilai toleransi ukuran specimen yang cukup besar sehingga nilai keakuratannyaikut berkurang.
Kondisi specimen yang sedikit berkarat dan tidak rata pada permukaan sehinggamengganggu nilai defleksi yang di dapat.
Penempatan posisi pembebanan yang tidak tepat di tengah menyebabkanpengujian tidak berlangsung ideal
Alat pengujian yang belum dikalibrasi sehingga nilai keakuratannya cukuprendah.
Toleransi kesalahan pembacaan nilai defleksi oleh praktikan yang menyebabkannilai defleksi tidak terlalu akurat
Pembulatan tiga angka dibelakang koma yang dilakukan pada pengolahan datamenyebakan perbedaan nilai Modulus Elastisitasnya
Kandungan specimen yang tidak homogen sehingga tidak sesuai standar
Kondisi Lab ketika pengujian yang tidak berbeda dengan kondisi Lab padatemperature.
5. Harga kekerasan material pada specimen sebelum diuji adalah sebesar 42.6HRa. Sedangkan harga kekerasan setelah diuji adalah sebesar 55 HRa. Pengerasanspecimen tersebut diakibatkan oleh strain hardening pada specimen ketika specimentersebut mengalami deformasi plastis. Ketika specimen mengalami deformasiplastis, atom-atom tersebut menjadi lebih lonjong dan jarak antar atomnya lebihrapat sehingga harga kekerasannya meningkat.