kriteria luluh

4
Kriteria Luluh : Suatu logam terdeformasi merupakan hal yang penting dari proses pembentukan logam, menuju deformasi plastis. Secara umum, titik luluh tergantung pada material berhubungan dengan mobilitas geser dari atom-atom. Kriteria luluh dalam proses pembentukan logam, secara umum adalah peristiwa penyusunan kembali atom-atom atau molekul secara permanen. Penyusunan kembali atom-atom ditandai dengan adanya tegangan luluh, (yield) yaitu tegangan dimana logam mulai terdeformasi plastis, yang merupakan salah satu sifat material yang sensitive terhadap mikrostruktur. Pada logam khususnya, kekuatan luluh tergantung pada susunan-susunan atom di dalam Kristal dan mekanisme deformasi geser yang terjadi. Fakta penting dari kriteria luluh, adalah tidak boleh tergantungnya sumbu atau orientasi bidang terhadap bahan isotropis. Artinya, kriteria luluh haruslah merupakan fungsi invariant tegangan yang tidak tergantun pada pilihan sumbu atau bidang orientasi yang kita pilih. Pada proses pembentukan logam besarnya tegangan luluh penting dalam hal memprediksi gaya atau energi yang diperlukan untuk mendeformasi logas secara plastis. Di dalam desain rekayasa, tegangan luluh diperlukan untuk menentukan batas gaya eksternal atau tegangan internal yang dapat ditahan oleh material. Di samping itu, pengendalian luluh, melalui pengendalian proses adalah aspek yang penting di dalam rekayasa material. Hal ini misalnya, telah digunakan untuk meningkatkan sifat-sifat rekayasa dari plastik atau polymer. Pada pengujian tarik satu sumbu (uniaksial), kita dapat langsung mengkorelasikan hubungan antara tegangan yang tercatat pada titik luluh, pada saat logam mulai mulai terdeformasi plastis, dengan karakteristik material, yaitu kekuatan luluh. Sebagian logam menunjukkan fenomena luluh atau yielding sehingga tegangan

Upload: yusuff-pratama

Post on 05-Aug-2015

448 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Page 1: Kriteria Luluh

Kriteria Luluh :Suatu logam terdeformasi merupakan hal yang penting dari proses pembentukan logam, menuju deformasi plastis. Secara umum, titik luluh tergantung pada material berhubungan dengan mobilitas geser dari atom-atom.Kriteria luluh dalam proses pembentukan logam, secara umum adalah peristiwa penyusunan kembali atom-atom atau molekul secara permanen. Penyusunan kembali atom-atom ditandai dengan adanya tegangan luluh, (yield) yaitu tegangan dimana logam mulai terdeformasi plastis, yang merupakan salah satu sifat material yang sensitive terhadap mikrostruktur. Pada logam khususnya, kekuatan luluh tergantung pada susunan-susunan atom di dalam Kristal dan mekanisme deformasi geser yang terjadi.Fakta penting dari kriteria luluh, adalah tidak boleh tergantungnya sumbu atau orientasi bidang terhadap bahan isotropis. Artinya, kriteria luluh haruslah merupakan fungsi invariant tegangan yang tidak tergantun pada pilihan sumbu atau bidang orientasi yang kita pilih. Pada proses pembentukan logam besarnya tegangan luluh penting dalam halmemprediksi gaya atau energi yang diperlukan untuk mendeformasi logas secaraplastis. Di dalam desain rekayasa, tegangan luluh diperlukan untuk menentukanbatas gaya eksternal atau tegangan internal yang dapat ditahan oleh material. Disamping itu, pengendalian luluh, melalui pengendalian proses adalah aspek yangpenting di dalam rekayasa material. Hal ini misalnya, telah digunakan untukmeningkatkan sifat-sifat rekayasa dari plastik atau polymer.Pada pengujian tarik satu sumbu (uniaksial), kita dapat langsung mengkorelasikanhubungan antara tegangan yang tercatat pada titik luluh, pada saat logam mulaimulai terdeformasi plastis, dengan karakteristik material, yaitu kekuatan luluh.Sebagian logam menunjukkan fenomena luluh atau yielding sehingga teganganluluh, dan oleh karena itu juga kekuatan luluh dari material dapat dengan mudahditentukan. Logam lain tidak menunjukkan fenomena tersebut, sehingga lebih sulitditentukan tegangan luluhnya. Beberapa titik-titik penting pada kurva uji tarik yangmengandung informasi penting tentang kapan logam mulai terdeformasi plastisdapat diamati pada pengujian tarik dengan alat ukur regangan yang lebih teliti(ekstensometer). Dari kurva tarik kita dapat menentukan batas proporsionalitas dimana hingga titik tersebut hubungan antara tegangan dan regangan masihproporsional sesuai dengan hukum Hooke. Setelah batas ini terlewati kita kemudianmelihat batas elastis, yang biasanya menjadi perhatian bidang metalurgi fisika yang

Page 2: Kriteria Luluh

mempelajari fenomena deformasi pada skala yang lebih mikro.Untuk keperluan praktis bidang rekayasa, penentuan kekuatan luluh biasanyadilakukan dengan suatu konvensi, yaitu dengan menarik garis sejajar dengan gariselastis dari kurva tegangan-regangan pada regangan 0.2% (e = 0.002). Titikpotong garis offset 0.2% tersebut dengan kurva tegangan regangan ditetapkansebagai titik luluh, dan tegangan pada titik luluh tersebut sama kekuatan luluh darimaterial tersebut.

Untuk logam ulet (ductile) terdapat dua buah kriteria luluh yang penting, yaitu Kriteria Von Mises dan Kriteria Tresca.2. Kriterial luluh Tresca :Teori Tegangan Geser Maksimum, atau Tresca berisi bahwa luluh akan terjadi pada saat tegangan geser maksimum (terbesar) mencapai nilai kritisnya. Criteria luluh tresca tidak semata-mata tergantung pada nilai tegangan normal, tetapi tergantung pada tegangan geser maksimum yang dihasilkan oleh suatu system tegangan tertentu.Kriteria luluh tresca dengan mudah dijelaskan menggunakan lingkaran Mohr dari suatu system tegangan. Peluluhan akan tergantun pada ukuran dari lingkaran Mohr, tidak pada posisinya.3. Kriteria luluh Von Mises :Pada tahun 1913 Von Mises mengajukan pendapatnya bahwa luluh pada system tegangan yang kompleks akan terjadi pada saat deviator kedua dari invariant tegangannya melewati suatu nilai kritis tertentu. Persamaan ini adalah persamaan matematis yang ternyata konsisten dengan fakta empiris. Hasil percobaan menunjukkan bahwa material yang bersifat anisotropis, kriteria luluh tidak tergantung pada sumbu atau orientasi bidang, atau dengan kata lain merupakan suatu fungsi invarian dari tegangan.Sedangkan, Hencky (1924) memberikan tafsir persamaan matematis yang telah diajukan oleh Von Mises tersebut. Hencky mengajukan pendapatnya bahwa luluh akan terjadi pada saat energi distorsi atau energi regangan geser dari material mencapai suatu nilai kritis tertentu. Secara sederhana dapat dikatakan bahwa energi distorsi adalah bagian dari energi regangan total per unit volume yang terlibat di dalam perubahan bentuk. Bagian lain adalah bagian yang berhubungan dengan perubahan volume.4. Perbedaan Antara Kriteria Luluh Tresca Dengan Kriteria Von Mises :Perbandingan/perbedaan keduanya secara umum dapat dilihat dari superposisi lokus luluh untuk kedua kriteria tersebut. Walaupun pada beberapa titik kedua kurva tersebut saling berhimpit, tampak bahwa titik-titik luluh untuk Tresca lebih kecil nilainya pada titiktitik yang lain jika dibandingkan dengan Von Mises. Dengan selisih terbesar pada keadaan tegangan geser murni, yaitu sebesar 115.5%.Secara umum di dalam konteks desain, dapat dikatakan bahwa kriteria Tresca lebih bersifat konservatif, karena memprediksi luluh pada nilai yang sama atau lebih rendah dari pada criteria Von Mises. Atau dengan kata lain,

Page 3: Kriteria Luluh

di dalam desain, di mana tidak diharapkan terjadi luluh, kriteria Tresca lebih memberikan ’jaminan’. Namun sebaliknya, di dalam proses pembentukan logam, di mana yang diharapkan adalah deformasi plastis, terlihat bahwa kriteria Von Mises akan lebih memberikan kepastian.