mekanika bahan 2

7/30/2019 mekanika bahan 2

http://slidepdf.com/reader/full/mekanika-bahan-2 1/20

MEKANIKA BAHANTEGANGAN DAN REGANGAN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNIK

JURUSAN TEKNIK, PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN

Hamdani, S.T, S.Pdi, M.Eng



1. Tegangan normal ialah tegangan yang bekerjategak lurus terhadap bidang

2. Apabila gaya-gaya dikenakan pada ujung-ujung batangsedemikian sehingga batang dalam kondisi tertarik,maka terjadi suatu tegangan tarik pada batang; jikabatang dalam kondisi tertekan maka terjadi tegangantekan

P

P

P P

P

P

P

P

(a)

(b)

a

a

Tarik

Tekan



tegangan geser ialah tegangan yang bekerja sejajar dengan bidang

pembebanan

Tegangan geser terjadi jika suatu benda bekerja dengan dua gaya yang berlawanan arah, tegak lurus sumbu batang, gaya tidak segaris

namun pada penampangnya tidak terjadi momen. Tegangan ini banyak

terjadi pada konstruksi seperti sambungan keling, gunting, dan

sambungan baut.



Pertambahan panjang diukur secara mekanik maupun optik (ekstensometer)atau dengan melekatkan suatu tipe tahanan elektrik yang biasa disebut strain gage pada permukaan bahan. Tahanan strain gage berisi sejumlah kawat halus yang dipasang pada arah aksial terhadap batang. Degan pertambahan panjangpada batang maka tahanan listrik kawat-kawat akan berubah dan perubahanini dideteksi pada suatu jembatan Wheatstone dan diinterpretasikan sebagaiperpanjangan

203 mm 51 mm



t e g a n g a n

reganganO

A B

C

D

E

F

G

Grafik hubungan tegangan dan regangan pada salah satu material yaitu baja



Gambar 1 adalah kurva tegangan regangan untuk baja karbon-medium, Gb. 2 untuk baja campuran, dan Gb.3 untuk bajakarbon-tinggi dengan campuran bahan nonferrous. Untukcampuran nonferrous dengan besi kasar diagramnyaditunjukkan pada Gb. 4, sementara untuk karet ditunjukkan

pada Gb. 5.

σ σ σ

ε ε ε O O O

P

P

P Y

U B

● ●

●

σ σ

ε ε

O O

Y ●

ε1 O’

Gb. 1 Gb. 2 Gb. 3

Gb. 4 Gb. 5



Proportional Limit

Titik O hingga A dinamakandaerah proporsional limit. Padaarea ini regangan yang terbentukproporsional dengan tegangan yang bekerja.

Definisi: tegangan yang

membentuk kurva teganganregangan mulai terdeviasi darigaris lurus.



Elastic Limit

Titik A hingga B dinamakandaerah elastic limit. Pada areaini material akan kembalikebentuk semula ketikategangan dihilangkan.

Definisi: tegangan yangbekerja pada material tanpamenyebabkan deformasipermanen.



Yield Point

Jika material terus diberikantegangan hingga di atas titik B,keadaan plastis akan tercapai, danpada titik ini ketika bebandihilangkan material tidak akanbisa kembali ke bentuk semula.Diatas titik B, regangan yangterjadi akan bertambah dengancepat, sedangkan pertambahantegangannya kecil hingga tercapaititik C, dan terjadi penurunankecil tegangan pada titik D, segerasetelah proses peluluhan

berhenti. Sehingga ada dua titikluluh, yaitu titik C (titik luluhatas) dan titik D (titik luluhbawah). Tegangan yang bekerjapada titik luluh ini dinamakantegangan luluh (yield stress)



Ultimate stress

Titik E dinamakan titik Ultimatestress, yaitu titik dimana teganganmaksimum terjadi, yang didefinisikansebagai beban terbesar dibagi denganluas area mula-mula (origin) dari

bahan.



Breaking stress

Setelah spesimen mencapai titikultimate, akan terjadi prosesnecking, yaitu pengecilan luaspenampang area.

Tegangan kemudian terusberkurang hingga spesimen patahpada titik F.



Sifat-sifat bahan teknik pada 20°C

Bahan

Berat spesifik

KN/m3

Modulus Young

Gpa

Teganganmaksimum

kPa

Koefisien ekspansi 10e-6/ C Rasio Poisson

I. Metal dalam bentuk papan, batang atau blok

Aluminium campuran

Kuningan

Tembaga Nikel

Baja

Titanium campuran

27

84

87 87

77

44

70-79

96-110

112-120 210

195-210

105-210

310-550

300-590

230-380 310-760

550-1400

900-970

23

20

17 13

12

8-10

0.33

0.34

0.33 0.31

0.30

0.33

II. Non-metal dalam bentuk papan, batang atau blok

Beton

Kaca

24

26

25

48-83

24-81

70

11

5-11 0.23

III. Bahan dengan filamen (diameter < 0.025 mm)

Aluminium oksida

Barium carbide

Kaca

Grafit

38

25

22

690-2410

450

345

980

13800-27600

6900

7000-20000

20000

IV. Bahan komposit (campuran)

Boron epoksi Kaca-S diperkuat epoksi

19 21

210 66.2

1365 1900

4.5



Persentase pengurangan luas area

(pria)

100 x A

a A pria

A = luas area awal

a = luas area pada neck



Persentase elongation (pe)

100 x L

l LPE

L = panjang spesimen awal

l = panjang spesimen akhir



CONTOH

Sebuah batangan baja lunak dengan diameter 12 mm,diuji tarik dengan panjang mula-mula 60 mm. Datahasil pengujian :

Panjang akhir : 80 mm

Diameter akhir : 7 mmBeban luluh : 3,4 ton

Beban ultimate: 6,1 ton.

Hitung (a) tegangan luluh, (b) tegangan tarikmaksimum, (c) PRIA dan (d) PE.



JAWAB

Luas penampang batang mula-mula :

Luas penampang batang akhir :

a. Tegangan luluh (yield stress) :

b. Tegangan tarik Maksimum (UTS):

c. PRIA :

d. PE :

22 13,1)2,1(4

cm x A

22385,0)7,0(

4cm x A

2

/ 01,313,1

4,3

cmT areaorigin

luluhbeban y

2 / 4,5

13,1

1,6cmT

areaorigin

maksimumbebanu

%6610013,1

385,013,1100

x x

A

a APRIA

%67,661008

68100

x x

L

l LPE



HUBUNGAN TEGANGAN DAN REGANGAN

(HUKUM HOOKE)

tankons B

SB

B

SA

s

gangan

Tegangan E

Re

hubungan tegangan-regangan untuk nilai regangan yang cukup kecil adalah linier.Hubungan linier antara pertambahan panjang dan gaya aksial yangmenyebabkannya pertama kali dinyatakan oleh Robert Hooke pada 1678 yangkemudian disebut Hukum Hooke.

dimana E menyatakan kemiringan (slope) garis lurus OP pada kurva-kurva



SIFAT SIFAT MEKANIS BAHAN

Kekakuan (stiffnes): Sifat bahan mampu renggang padategangan tinggi tanpa diikuti regangan yang besar. Contohbaja

Kekuatan (strength): sifat bahan yang ditentukan olehtegangan paling besar material mampu renggang sebelumresak ( failure) ini dapat didefinisikan sebagai batasproporsionalitas.

Elastisitas (elasticity): sifat material yang dapat kembali kedimensi awal setelah beban dihilangkan.

Keuletan (ductility): sifat bahan yang mampu deformasiterhadap beban tarik sebelum benar-benar patah(rupture).Analogi material yang dapat ditarik menjadikawat tipis tanpa rusak.



SAMPAI SINI DULU YA…

MATURNUWUN

mekanika bahan 2

Documents