72433_Laporan Praktikum Modul C

download 72433_Laporan Praktikum Modul C

of 13

description

Laporan

Transcript of 72433_Laporan Praktikum Modul C

Laporan PraktikumLaboratorium Teknik Material IModul C Uji Puntir

Oleh:

Nama: Farah Fitria SariNIM: 13713037Kelompok: 11Anggota (NIM): Yohanes Feri Kriswanto (13713012) Adhi Setyo Nugroho (13713025)Muhammad Fidel Adriana (13713034)Farah Fitria Sari (13713037)Suritno (13713040)

Laboratorium Metalurgi dan Teknik MaterialProgram Studi Teknik MaterialFakultas Teknik Mesin dan DirgantaraInstitut Teknologi Bandung2015BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangTorsi adalah momen yang cenderung memuntir suatu benda pada sumbu longitudinal-nya (Hibbeler, 2011). Respon material terhadap torsi adalah tegangan puntiran. Bersama dengan geseran langsung (direct shear), tegangan puntiran (torsional stress) bekerja paralel pada bidang material berbeda dengan tegangan normal yang tegak lurus terhadap bidang.Pengujian puntir berguna sebagai alat untuk mengevaluasi keuletan material karena kondisi tegangan dan regangan kompleks yang terjadi pada pengujian puntir sensitif terhadap perubahan di dalam material. Pengujian puntir juga berguna untuk menentukan sifat-sifat mekanik material seperti modulus elastisitas geser (modulus kekakuan), kekuatan luluh puntir, dan modulus pecah (Dieter, 1988).

1.2 Tujuan Praktikum1. Mampu menghitung besaran-besaran sifat mekanik material dari uji puntir2. Memahami mekanisme terbentuknya patahan material oleh tegangan geser3. Mencari kurva perbandingan reganga

BAB IITEORI DASAR

2.1 Besaran-Besaran Sifat Mekanik Material dari Uji PuntirBesaran-besaran sifat mekanik material yang diukur oleh uji puntir adalah momen putar dan sudut putar dari spesimen. Setelah didapatkan kedua besaran tersebut, akan dapat dihitung besaran-besaran lain seperti regangan geser dan modulus elastisitas gesernya pada daerah elastis maupun plastis. 2.1.1 Sudut PutarSudut putar merupakan perpindahan tersamaratakan yang kongruen terhadap momen T yang diaplikasikan (Roylance, 2000). Pengukuran sudut putar dilakukan oleh troptometer yang ditunjukkan oleh gambar 2.1.

Gambar 2.1 TroptometerSumber: http://www.eeeco.com/eeeco_gifs/img17.gif

Sudut putar () didapatkan dari tan

2.1.2 Momen PutarMomen putar adalah gaya yang bekerja sepanjang jarak tertentu sehingga memberikan gerakan rotasi (Roylance, 2000). Momen putar didapatkan dari persamaan

Karena merupakan inersia momen polar (J) , maka

MT= Momen Torsi (Nm)= Tegangan geser (Pa)r= Jarak radial yang dihitung dari pusat (m)L= Panjang spesimen (m)a= Jari-jari (m)J= Inersia momen polar (m4)

Notasi-notasi yang dipakai dalam persamaan ini dapat dengan mudah dipahami dari gambar 2.2.

Gambar 2.2 Kondisi uji puntir pada spesimen berbentuk rodSumber: Dieter hal. 339Setelah menghitung momen putar dan sudut putar, akan didapatkan hasil kurva dengan momen putar (twisting moment, Nm) di sumbu-y dan sudut putar (angle of twist, deg) di sumbu-x seperti yang ditunjukkan gambar 2.3.

Gambar 2.3 Kurva momen putar dengan sudut putarSumber: Dieter hal. 3402.1.3 Regangan GeserPerubahan sudut yang terjadi antara dua segmen garis yang tadinya tegak lurus satu sama lain adalah regangan geser (Hibbeler, 2011). Regangan geser dapat ditentukan dengan persamaan

2.1.4 Modulus Elastisitas GeserModulus elastisitas geser (G) adalah ukuran kemampuan material untuk menahan deformasi transversal dan merupakan indeks yang valid hanya pada daerah elastis (Encyclopedia Britannica, 2015). Modulus elastisitas geser juga biasa dikenal sebagai modulus kekakuan. Modulus elastisitas geser ditentukan dengan persamaan

Dengan mensubstitusi persamaan ini dengan persamaan pada 2.1.2, maka akan didapatkan

2.1.5 Tegangan Geser pada Daerah PlastisKetika regangan geser sudah semakin besar, sehingga hubungan antara tegangan dan regangan elastis sudah tidak linear lagi, maka persamaan pada 2.1.1, 2.1.3, dan 2.1.4 tidak berlaku lagi. Ketika kondisi regangan begitu besar, dibuat kurva antara momen dengan sudut putar per panjang spesimen. Dari kurva ini akan didapatkan kondisi regangan dan tegangan geser yang sebenarnya.Regangan geser sebenarnya didapatkan dari = r' dengan ' = sedangkan untuk menghitung tegangan geser sebenarnya didapat dengan cara menurunkan persamaan momen torsinya.

Karena sekarang tegangan geser merupakan fungsi dari regangan gesernya,

Maka

Di mana a = a'. Menurunkan persamaan di atas terhadap '

Tegangan geser maksimum di spesimen pada lapisan terluar adalah Maka,

Jika sebuah kurva torsi-puntir tersedia, tegangan geser bisa dihitung dengan persamaan di atas. Gambar 2.4 mengilustrasikan bagaimana persamaan ini dijalankan. Persamaan di atas dapat ditulis dalam bentuk geometri seperti

Gambar 2.4 Kurva momen torsi dengan perubahan sudut per panjangSumber: Dieter hal. 342BAB IIIDATA PERCOBAAN

3.1 Data3.1.3 Data SpesimenJenis Spesimen: ST-37Gage Length Awal: 73,40 mmDiameter: 7,03 mm; 7,02 mm; 7,04 mm7,03 mmKecepatan:Mesin Uji: Torno GrochiKekerasan Awal: 45 HRAKekerasan Akhir: 55 HRAJumlah Puntiran:Panjang Akhir: 74,0 mmDurasi:Diameter Patahan: 7,04 mm; 7,02 mm; 7,01 mm7,023 mm

3.1.2 Kurva3.1.2.1 Kurva mSec terhadap mVolt

3.1.2.2 Kurva Putaran terhadap Newton

3.1.2.3 Kurva terhadap MT

3.1.2.4 Kurva ' terhadap MT

3.1.2.5 Kurva Regangan terhadap Tegangan Geser

3.1.2.6 Kurva ' terhadap Tresca dan Von Mises

Merah: TrescaBiru: Von Mises

3.2 Pengolahan Data