LAPORAN PRAKTIKUMMEKANIKA TEKNIK LANJUTLENTURAN 1

Disusun oleh:

Puji Dwi Utomo 13503241036

Adi Teguh Yuana 13503241038

Triyono 13503241040

Ahmad Kamaludin R. 13503241041

Dosen Pembimbing:Ir. Muh. Khotibul Umam Hasan, M.T.

PENDIDIKAN TEKNIK MESINFAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA2014

1. Kompetensi Mahasiswa memiliki pengetahuan lenturan batang yang terjepit

2. Sub Kompetensi Menentukan besarnya lenturan batang yang terjepit diujungnya Melakukan analisis hasil uji coba pada bahan yang berbeda

3. Dasar TeoriDefleksi adalah perubahan bentuk pada balok dalam arah y akiat adanya pembebanan vertikal

yang diberikan kepada balok atau batang (http://en.wikipedia.org/wiki/Deflection_engineering). Defleksi diukur dari permukaan netral awal ke posisi netral setelah terjadi deformasi. Jarak

perpindahan y didefinisikan sebagai defleksi balok. Pada kriteria kekuatan, desain beam haruslah cukup kuat untuk menahan gaya geser dan momen lentur, sedangkan pada kriteria kekakuan, desain haruslah cukup kaku untuk menahan defleksi yang terjadi agar batang tidak melendut melebihi batas yang telah diizinkan. Adapun hal-hal yang dapat mempengaruhi besar kecilnya defleksi adalah:

a. Besar dan jenis pembebanan.b. Jenis tumpuan.c. Jenis material.d. Kekuatan material.

Salah satu faktor yang sangat mempengaruhi besar kecilnya defleksi adalah jenis tumpuan, dan berikut adalah beberapa jenis tumpuan yang sering digunakan:

a. Tumpuan Jepit.Tumpuan jepitan merupakan tumpuan yang dapat menahan momen dan gaya dalam arah vertikal maupun horizontal.

b. Tumpuan Engsel.Tumpuan engsel merupakan tumpuan yang dapat menahan gaya horizontal maupun gaya vertical yang bekerja padanya.

c. Tumpuan Rol.Tumpuan rol merupakan tumpuan yang bias menahan komponen gaya vertikal yang bekerja padanya.

Untuk setiap batang yang ditumpu akan melendut apabila diberikan beban yang cukup besar. Lendutan batang disetiap titik dapat dihitung dengan menggunakan metode diagram atau cara integral ganda dan untuk mengukur gaya yang digunakan. Lendutan sangat penting dalam konstruksi terutama dalam konstruksi mesin. Dimana pada bagian-bagian terntentu seperti poros lendutan sangat tidak diinginkan, karena adanya lendutan maka operasi mesin menjadi tidak normal sehingga dapat menimbulkan kerusakan pada bagian mesin.

Elastisitas merupakan sifat yang menyebabkan sebuah benda kembali ke bentuk semula apabila gaya yang bekerja padanya dihilangkan. Sebuah benda yang kembali sepenuhnya kepada bentuk semula dikatakan elastic sempurna, sedang benda yang tidak kembali sepenuhnya kepada bentuk semula dikatakan elastic parsial. Dalam hal benda elastis sempurna, usaha yang dilakukan oleh gaya-gaya luar selama deformasi sepenuhnya ditransformasikan menjadi energi potensial regangan, sedangkan dalam hal benda elastis parsial sebagian dari usaha yang dilakukan oleh gaya luar selama deformasi diubah ke dalam bentuk panas yang timbul dalam benda tersebut selama berlangsungnya deformasi non elastis. Sifat di atas dapat diamati melalui pengujian tarik, dimana tegangan berbanding lurus dengan regangan yang terjadi sampai pada batas yang disebut batas elastis dimana hukum Hooke masih berlaku.

BEBAN DI B

BEBAN DI C

Sumber;1. Table H-1 Deflections And Slopes Of Cantilever Beams2. Mechanics of Materials by Dr. Ibrahim A. Assakkaf, Department of Civil and

Environmental Engineering University of Maryland, College Park3. Munandar F. repository.unhas.ac.id/bitstream/handle/.../446/BAB%20%20II.pdf

4. Alat Percobaan Satu set alat uji lenturan Dial Indicator Penggaris Tali Beban 2kg, 3kg, 4kg

5. Keselamatan Kerja Berdoa dan pahami lab sheet terlebih dahulu Bekerjalah dengan hati-hati Letakkan peralatan di meja dengan baik Berhati-hatilah saat melakukan pembacaan

6. Langkah Kerja Chek kelurusan batang uji coba (AB) Ukur penampangb atang uji coba (lebar (b) dan tinggi (h). Tentukan moment inersia

batang tersebut sesuai posisi penampang Pasang batang uji coba dengan menjepit salah satu ujung batang uji coba tersebut

pada alat uji lenturan Ukur panjang(L) batang Ukur penurunan di titik B, C dan D ketika diberi beban dititik B Ukur penurunan di titik B, C dan D ketika diberi beban dititik B Ukur besarnya lenturan yang ketika diberi beban 2kg, 3kg, 4kg Ganti benda uji coba ( batang/bahan 2) lakukan dengan langkah kerja yang sama

dengan uji coba bahan 1.

7. Bahan Diskusi Adakah perbedaan antara hasil observasi dengan hasil grafis dan analitis Apa penyebab perbedaan yang terjadi?

8. Data Hasil Praktikum

DATA HASIL PENGAMATAN

NOW (Kg)

L (mm)

Yc (mm)

Yb(mm)

Yd(mm)

Bahan 1

Beban di C2 200 -0,5 -1 03 200 -0,5 -1,5 -0,54 200 -1 -1,5 -0,5

Beban di B2 200 -1 -2,5 -1,53 200 -1,5 -4 -34 200 -2 -5,5 -4,5

Bahan 2

Beban di C2 200 0 -1,5 -0,53 200 0 -1,5 -14 200 -0,5 -2 -1

Beban di B2 200 -1 -2,5 -1,53 200 -1,5 -3,5 -2,54 200 -2 -5 -3,5

NOPENAMPANGB h(mm) (m) (mm) (m)

Bahan 1 20 0,02 4 0,004Bahan 2 25 0,025 4 0,004

9. Data Hasil Perhitungan

E = 205 GPa (Shigley, Mechanical Engineering Design, 1980, McGrawHill)

= 205 . 109 N/m2

Momen inersia

Bahan 1 Bahan 2

b = 20 mm

h = 4 mm

I = 1/12.b.h3

= 1/12. (20 x 10−2) (4 x 10−3 ¿3

= 1,0666667 x10-9 mm4

= 1,0666667 x 103 m4

b = 25 mm

h = 4 mm

I = 1/12.b.h3

= 1/12. (25 x 10−2) (4 x 10−3 ¿3

= 1,3333333 x10-9 mm4

= 1,3333333 x 103 m4

HASIL PERHITUNGAN

NOW L Yc Yb Yd

(N) (Kg)(m)

(mm) (m) (mm) (m) (mm) (m) (mm)

Bahan 1

Beban di C

19,62

2 0,2 200

-0,0003

-0,2991

-0,0007

-0,7477

-0,0005

-0,5234

29,43

3 0,2 200

-0,0004

-0,4486

-0,0011

-1,1216

-0,0008

-0,7851

39,24

4 0,2 200

-0,0006

-0,5982

-0,0015

-1,4954

-0,0010

-1,0468

Beban di B

19,62

2 0,2 200

-0,0007

-0,7477

-0,0024

-2,3927

-0,0015

-1,5141

29,43

3 0,2 200

-0,0011

-1,1216

-0,0036

-3,5890

-0,0023

-2,2712

39,24

4 0,2 200

-0,0015

-1,4954

-0,0048

-4,7854

-0,0030

-3,0282

Bahan 2

Beban di C

19,62

2 0,2 200

-0,0002

-0,2393

-0,0006

-0,5982

-0,0004

-0,4187

29,43

3 0,2 200 -0,0004

-0,3589

-0,0009

-0,8973

-0,0006

-0,6281

39,24

4 0,2 200

-0,0005

-0,4785

-0,0012

-1,1963

-0,0008

-0,8374

Beban di B

19,62

2 0,2 200

-0,0006

-0,5982

-0,0019

-1,9141

-0,0012

-1,2113

29,43

3 0,2 200

-0,0009

-0,8973

-0,0029

-2,8712

-0,0018

-1,8169

39,24

4 0,2 200

-0,0012

-1,1963

-0,0038

-3,8283

-0,0024

-2,4226

NOselisih hasil pengamatan dengan perhitunganYc (mm) Yb (mm) Yd (mm)

Bahan 1

Beban di C

-0,2009 -0,2523 0,5234-0,0514 -0,3784 0,2851-0,4018 -0,0046 0,5468

Beban di B

-0,2523 -0,1073 0,0141-0,3784 -0,4110 -0,7288-0,5046 -0,7146 -1,4718

Bahan 2

Beban di C

0,2393 -0,9018 -0,08130,3589 -0,6027 -0,3719-0,0215 -0,8037 -0,1626

Beban di B

-0,4018 -0,5859 -0,2887-0,6027 -0,6288 -0,6831-0,8037 -1,1717 -1,0774

10. Pembahasan

Pada praktikum lenturan 1 kami memiliki tujuan untuk menentukan dan menganalisa besar defleksi / lenturan batang yang salah satu ujung batangnya diepit. Batang yang kami uji berjumlah 2 dimana kedua batang memiliki modulus elastisitas yang sama karena terbuat dari bahan yang sama namun memiliki luas penampang yang berbeda

Pada saat praktikum kami mendapat data-data seperti pada tabel. Data hasil praktikum yang kami dapat, menunjukkan bahwa rata-rata lenturan yang terjadi pada bahan/batang 1 lebih besar daripada rata-rata lenturan yang terjadi pada bahan/batang 2. Walaupun ketika bahan/batang 2 diberi beban dititik C, nilai Yb dan Yc pada lebih besar daripada bahan/batang 1. Dari tiga titik yang kami ukur titik B / Yb / paling ujung terjadi defleksi paling besar, sedangkan titik C / Yc/ yang paling dekat dengan yang dijepit terjadi defleksi paling kecil, dan dititik D / Yd nilai defleksinya lebih besar dari dititik C tapi lebih kecil dari titik B.

Kemudian data praktikum yang kami dapat, kami bandingkan dengan nilai defleksi / lenturan hasil perhitungan yang kami lakukan berdasarkan metode superposisi dengan rumus sebagai berikut.

Beban di B

Beban di C

Dari perhitungan yang kami lakukan , menunjukkan bahwa besarnya nilai defleksi / lenturan batang/bahan 1 lebih besar daripada batang/bahan 2 baik itu Yb, Yc, maupun Yd ketika beban berada dititik B ataupun dititik C. Dari ketiga titik yang kami perhitungkan dititik B / Yb / paling ujung terjadi defleksi paling besar, sedangkan titik C / Yc/ yang paling dekat dengan yang dijepit terjadi defleksi paling kecil, dan dititik D / Yd nilai defleksinya lebih besar dari dititik C tapi lebih kecil dari titik B.

Selanjutnya kami bandingkan hasil perhitungan dengan hasil perhitungan yang sudah kami lakukan. Ternyata hasil praktikum dan hasil perhitungan kami terdapat perbedaan/selisih. Selisih tersebut bervariasi seperti dalam tabel:

NOSelisih Hasil Pengamatan Dengan PerhitunganYc (mm) Yb (mm) Yd (mm)

Bahan 1

Beban di C

-0,2009 -0,2523 0,5234-0,0514 -0,3784 0,2851-0,4018 -0,0046 0,5468

Beban di B

-0,2523 -0,1073 0,0141-0,3784 -0,4110 -0,7288-0,5046 -0,7146 -1,4718

Bahan 2

Beban di C

0,2393 -0,9018 -0,08130,3589 -0,6027 -0,3719-0,0215 -0,8037 -0,1626

Beban di B

-0,4018 -0,5859 -0,2887-0,6027 -0,6288 -0,6831-0,8037 -1,1717 -1,0774

Berdasarkan data pada tabel diatas selisih terkecil yang terjadi adalah 0,0046 mm sedangkan selisih terbesar yaitu 1,4718 mm dan itu terjadi pada batang/bahan 1. Perbedaan hasil antara praktikum dengan perhitungan memang sangat mungkin terjadi, karena disebabkan oleh beberapa hal, seperti:

a. Kekurang telitian / kurang presisinya alat ukur yang digunakanb. Batang yang digunakan tidak memenuhi syarat untuk praktikum, akibat dari:

Sering digunakannya dalam praktikum sehingga batang tidak benar-benar lurus Batang tidak benar-benar rata (cacat) karena ada benjolan ataupun lekukan Terjadi perubahan sifat batang akibat perlakuan yang diberikan saat praktikum.

c. Ketidaksesuaian nilai Modulus elastisitas batang yang digunakan dalam perhitungan dengan nilai Modulus elastisitas batang yang dimiliki batang yang digunakan untuk praktikum.

d. Faktor manusia / operator Kekurang telitian saat memberikan beban, sehingga terjadi tekanan dan getaran

yang besar. Kekurang telitian membaca ukuran yang ditunjukkan oleh alat ukur

e. Faktor lingkungan dan waktu: Pencahayaan yang kurang Waktu praktikum yang terbatas

11. KesimpulanBerdasarkan praktikum untuk lenturan 1 ini, maka dapat kami ambil kesimpulan

bahwa: a. Defleksi dipengaruhi oleh:

besar beban / gaya yang bekerja penampang batang (momen inersia) modulus elastisitas yang dimiliki bahan jenis tumpuan dan panjang batang.

b. Pada batang yang modulus elastisitas dan penampangnya (momen inersia) sama maka emakin panjang suatu batang, maka semakin besar defleksi / lenturan yang akan terjadi.

c. Sama semakin besar momen inersia penampang suatu batang, maka semakin kaku batang tersebut.

d. Pada batang yang modulus elastisitas dan panjangnya sama semakin kaku (momen inersia semakin besar) suatu batang, maka semakin kecil defleksi yang terjadi.

e. Pada batang yang dijepit satu ujungnya defleksi terbesar terjadi dititik paling ujung (paling jauh dari jepitan) sedangkan defleksi terkecil terjadi dititik paling dekat dengan jepitan atau dapat pula disimpulkan defleksi terkecil terjadi pada jepitan.

f. Defleksi terbesar akan terjadi jikalau pembebanan diberikan dititik paling jauh dari jepitan.

12. Saran

Untuk mendapatkan hasil praktikum yang maksimal, saran dari kami adalah:

Lakukan persiapan sebaik-baiknya sehingga waktu praktikum tidak terbuang percuma Gunakan alat ukur dan alat praktikum yang memenuhi standar. Jangan bergurau pada saat melakukan praktikum. Pastikan membaca nilai alat ukur dengan benar. Jangan lupa cek kelurusan batang sebelum mengambil data. Menggunakan batang yang halus permukaannya.

Daftar PustakaTable H-1 Deflections And Slopes Of Cantilever BeamsMechanics of Materials by Dr. Ibrahim A. Assakkaf, Department of Civil and Environmental Engineering University of Maryland, College ParkMunandar F. repository.unhas.ac.id/bitstream/handle/.../446/BAB%20%20II.pdf(Shigley, Mechanical Engineering Design, 1980, McGrawHill)(http://en.wikipedia.org/wiki/Deflection_engineering )