modul d 2 hilmy darmawan 1306413555
DESCRIPTION
TestTRANSCRIPT
MODUL D1
THE BENDING SYSTEM
I. TUJUAN
Untuk mengukur tegangan pada suatu objek yang melentur dan
membandingkannya dengan hasil teori.
II. TEORI
Bending Moment
Gaya luar yang mengakibatkan lenturnya suatu balok, biasanya terdapat pada
kantilever. Persamaannya
M = F(l-x)
F = Gaya
L = Load position
X = Datum
Pengukuran Regangan Struktur |
Momen Inersia
Ukuran kelembaman suatu benda untuk berotasi pada porosnya.
Dapat diketahui dengan rumus I=b d3
12
b = panjang balok
d = lebar balok
Stress (σ )
Dari bending moment, tegangan teoritis pada titik sepanjang balok, adalah
σ=MyI
Strain (𝜀)
Regangan teoritis diambil dari persamaan dari Young’s Modulus:
ε= σE
Young’s Modulus (E)
Young’s Modulus adalah rasio antara tegangan tarik dibandingkan dengan
regangan tarik pada material. Seorang fisikawan Inggris, Thomas Young, adalah
orang yang menemukannya. Young’s Modulus menentukan kekakuan sebuah material
(material yang lebih tebal memiliki harga Young’s Modulus yang lebih besar). dan
dituliskan dengan persamaan E=σε
Pengukuran Regangan Struktur |
III. PERALATAN
The Strain Gauge Trainer SM1009
Satu set beban besar
Satu set beban kecil
IV. CARA KERJA
1. Membuat table seperti di bawah ini
Beam Dimension
Young’s Modulus for the Beam
Second Moment of Area
Bridge Connection: Full
Load Position: 360 mm
Load
(gr)
Force
(N)
Strain
Reading
(𝜇𝜀)
Output
voltage
(𝜇V)
Bending
Moment
(Nm)
Calculated
Stress
(MN.m2)
Calculated
Strain
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
2. Mengukur benda uji, kemudian menuliskan hasilnya dalam tabel
3. Menyambungkan kabel penghubung tegangan pada soket output dari The Bending
System.
4. Menyambungkan gauge merah (kabel merah dan steker) dan gauge biru (kabel biru
dan steker), ke soket yang berlawanan.
Pengukuran Regangan Struktur |
5. Menyambungkan gauge kuning( kabel kuning dan steker) dan gauge hijau (kabel
hijau dan steker), ke soket yang berlawanan.
6. Mengubah tombol configuration menjadi pada posisi 4.
7. Secara perlahan menggeser ujung gantungan pada balok, sampai posisi 360mm.
8. Membiarkan peralatan hingga stabil, sekitar satu menit, kemudian menekan dan
menahan tombol nol sampai display menunjukkan angka 0 (nol).
9. Mencatat hasil tegangan pada display.
10. Memasang gantungan beban kecil.
11. Menambahkan beban 10 gram. Menambahkan 4 x 10 gram beban pada gantungan
untuk memberikan beban total 50 gram. Mencatat pembacaan regangan pada tabel.
12. Menambahkan beban 50 gram, kemudian mencatat pembacaan.
13. Mengulangi langkah 12 sampai total beban 500 gram.
Pengukuran Regangan Struktur |
0.4 cm
1.97 cm cm
V. PENGOLAHAN DATA
Mengubah beban menjadi gaya
Asumsi nilai gravitasi sebesar 9.81 m/s2
Beban (gr)
Gaya (N)
0 050 0.4905
100 0.981
150 1.4715
200 1.962
250 2.4525
300 2.943
350 3.4335
400 3.924
450 4.4145
500 4.905
Menghitung momen inersia penampang balok
b = 0.0197 m
d = 0.004 m
I =0.0197 ×0.0043
12=1.05x 10−10
Menghitung Bending Moment
l = 360 mm = 0.36 m x = 15 mm = 0.015 m
dengan rumus M = F(l-x)
Menghitung Tegangan Teoritis
y = 0.5 x 0.5 = 0.25 cm = 0.0025 m I = 1.05 x10−10 m4
Contoh:
σ=MyI
= 0.1692225 ×0.0025
1.05 x10−10 = 4029107.143 N.m2
Pengukuran Regangan Struktur |
Menghitung Regangan Teoritis
E = 207 GPa = 207 x 109 N/m2
ε= σE
= 4029107.143
207 x 109 =1.94643 10−5
Tabel
Tabel 4.1.2. Gaya, Bending Moment, Tegangan Teoritis, dan Regangan Teoritis
Load
(gr)
Force (N) Strain
Reading
(𝜇𝜀)
Output
voltage
(𝜇V)
Bending
Moment
(Nm)
Calculated
Stress (N.m2)
Calculated
Strain
0 0 0 0 0 0 0
50 0.4905 10 112 0.1692225 4029107.143 1.94643E-05
100 0.981 21 230 0.338445 8058214.286 3.89286E-05
150 1.4715 32 351 0.5076675 12087321.43 5.83929E-05
200 1.962 44 466 0.67689 16116428.57 7.78571E-05
250 2.4525 55 588 0.8461125 20145535.71 9.73214E-05
300 2.943 67 707 1.015335 24174642.86 0.000116786
350 3.4335 77 820 1.1845575 28203750 0.00013625
400 3.924 89 940 1.35378 32232857.14 0.000155714
450 4.4145 100 1065 1.5230025 36261964.29 0.000175179
500 4.905 111 1179 1.692225 40291071.43 0.000194643
Pengukuran Regangan Struktur |
Grafik Regangan terhadap Tegangan Teoritis
f(x) = 207000000000 xR² = 1
Grafik Regangan vs Tegangan
Series2Linear (Series2)
Regangan
Tega
ngan
Kesalahan Relatif
Epraktikum−EliteraturEliteratur
×100 % = 3,38%
2.07 ×1011−2.00 ×1011
2.07 × 1011 ×100 % = 3,38%
Pengukuran Regangan Struktur |
Kesalahan Relatif Regangan Percobaan terhadap Regangan Teoritis
Pengukuran Regangan Struktur |
Load (gr) Strain Reading (𝜇𝜀) Calculated Strain
(𝜇𝜀)KR
(%)
0 0 0 0
50 10 19 47.37%
100 21 38 44.74%
150 32 58 44.83%
200 44 77 42.86%
250 55 97 43.30%
300 67 116 42.24%
350 77 136 43.38%
400 89 155 42.58%
450 100 175 42.86%
500 111 194 42.79%
Rata−rata 40%
VI. ANALISA
a. Analisa Percobaan
Percobaan mekanika benda padat modul D tentang pengukuran regangan
strukur ini bertujuan untuk mencari besar regangan pada suatu obyek yang melentur
dan membandingkannya dengan hasil teori. Percobaan ini menggunakan beberapa alat
yaitu The Strain Gauge Trainer SM1009 sebagai alat praktikum utama, satu set beban
besar dan kecil. Struktur yang digunakan pada percobaan ini adalah balok sepanjang
470 mm yang dibebani pada jarak 360 mm dengan 5 mm. Variasi beban yang
digunakan adalah 50 gram sampai 500 gram.
Hal yang dilakukan oleh praktikan adalah menyambungkan kabel penghubung
tegangan ke soket pengujian Bending System. Setelah itu menyambungkan gauge
sesuai prosedur yaitu merah dan biru secara berlawanan dan kuning dan hijau secara
berlawanan. Setelah memastikan semua tersusun praktikan menyalakan alat
praktikum, yang diperhatikan pada praktikum pertama adalah panel konfigurasi harus
berada diposisi 4 untuk percobaan The Bending System. setelah panel terkonfigurasi,
Gauge factor diubah ke angka 2.11. alat yang digunakan dikalibrasi terlebih dahulu
agar pembacaan regangan dan output voltage dimulai dari 0. Setelah alat siap
digunakan, praktikan menyiapkan set beban yang akan digunakan. Beban kemudian
digantungkan pada lengan struktur dengan bertahap yaitu 50 gram, 100 gram,150
gram, 200 gram, 250 gram, 300 gram, 350 gram, 400 gram, 450 gram, 500 gram.
Penambahan beban dilakukan dengan perlahan agar tidak menyebabkan beban kaget
dari alat percobaan. Pada masing-masing beban data yang diambil adalah strain
reading dan output voltage. Pada praktikum ini sebaiknya data yang diambil adalah
data pada saat alat percobaan sudah dalam keadaan stabil. Namun praktikan tidak
mengikuti prosedur tersebut sehingga kemungkinan besar alat yang digunakan tidak
akurat.
Setelah melakukan semua pengambilan data, dilakukan pengukuran
penampang struktur yang digunakan untuk mendapatkan nilai momen inersia.
b. Analisa Hasil
Pada praktikum ini, praktikan memperoleh dua data yaitu pengukuran
regangan dan pengukuran voltase. Selain itu juga dilakukan pengukuran panjang dan
Pengukuran Regangan Struktur |
lebar penampang yang digunakan untuk menahan beban. data tersebut akan
digunakan sebagai penghitungan momen inersia penampang. Berdasarkan hasil
perhitungan, momen inersia yang dihasilkan adalah sebesar 1 .05 x 10−10 m4.
Setelah itu, yang dilakukan adalah menghitung hasil dari Bending moment dengan
rumus M = F(l-x), x adalah titik acuan awal pada perletakan jepit. gaya momen yang
dihasilkan pada struktur akan berbanding lurus dengan jarak beban gaya. dengan
mendapatkan hasil Bending moment maka akan didapatkan hasil dari tegangan teoritis
dengan menggunakan persamaan My/I. setelah itu melakukan penghitungan regangan
dengan menggunakan rumus modulus young. modulus elastisitas yang digunakan
sebesar 207 GPa.
Dari tabel diketahui bahwa penambahan strain berbanding lurus dengan beban
yang diberi. Hal itu juga tetrjadi pada bending moment dan tegangan teoritisnya. Jadi
dapat dikatakan bahwa semakin berat beban maka akan menghasilkan tegangan dan
bending moment yang besar. Hal tersebut bisa terjadi akibat beban yang dikenakan
pada obyek mengkasilkan gaya dalam serta momen lentur.
Pada percobaan ini diperoleh grafik regangan dan tegangan, pada grafik
menghasilkan perbandingan lurus. Dari grafik diperoleh persamaan garis lurus y = 2x
1011x yang selanjutnya melalui penghitungan akan didapatkan nilai Epercobaan = .
Setelah dibandingkan dengan nilai Eliteratur didapatkan kesalahan relatif sebesar 3.38%.
c. Analisa Kesalahan
Ada beberapa penyebab ketidakakuratan percobaan ini, diantaranya:
1. Kesalahan Paralaks
Dalam percobaan ini kesalahan paralaks yang terjadi adalah pada saat
pengukurat plat yang digunakan dan pada saat menaruh gantungan beban di jarak
360 mm. kesalahan ini dapat terjadi apabila praktikan tidak melihat dengan tegak
lurus benda
2. Kesalahan Praktikan
Kesalahan dalam menentukan nilai regangan rata-rata yang terdisplay pada
alat karena nilai dari regangan berubah-ubah. Selain itu praktikan mungkin
melakukan kesalahan pada penghitungan penampang, hal tersebut diakibatkan
karena jangka sorong tidak dikunci oleh praktikan.
VII.KESIMPULAN
Pengukuran Regangan Struktur |
a. Tegangan dan Regangan berbanding lurus
b. Obyek akan menyebabkan terjadinya gaya dalam aksial pada balok serta momen
lentur.
c. Pada percobaan ini diperoleh nilai E sebesar 200 GPa.
d. Kesalahan relatif E pada percobaan ini adalah sebesar 3.3 %.
e. Kesalahan relatif regangan pada percobaan ini adalah sebesar 40%
Pengukuran Regangan Struktur |
MODUL D2
THE TENSION SYSTEM
I. TUJUAN
Untuk menunjukkan bagaimana cara untuk menghubungkan dan menggunakan
pengukur regangan untuk mengukur regangan dalam dua dimensi.
Untuk menunjukkan bagaimana cara membandingkan hasil praktikum regangan
tarik dalam dua dimensi dengan teori dan membuktikan poisson’s ratio.
II. TEORI
Tensile Stress and Strain, and Poisson’s ratio
Ketika balok di atas ditekan atau ditarik oleh sebuah gaya, tegangan yang
terjadi pada benda uji sama dengan gaya yang terjadi pada luasan benda uji. Untuk
penampang balok:
σ= Fx . z
Regangan yang terjadi pada arah gaya sama dengan tegangan dibagi dengan
Young’s Modulus jenis material:
Pengukuran Regangan Struktur |
Poisson’s ratio (v)
Gambar di atas adalah rasio dari regangan ‘transverse’ pada material, dibagi
dengan regangan longitudinal. Seorang matematikawan Perancis – Simeon Poisson,
menemukannya ketika dia sadar bahwa cross-section sebuah material berkurang
ketika material tersebut ditarik.
Persamaannya adalah
v=−εxεy
Untuk logam kebanyakan, besar Poisson’s ratio nya biasanya 0.3.
Ketika sebuah logam ditarik, regangan transverse bernilai negatif (tekan). Begitu pula
jika bekerja sebaliknya.
III. PERALATAN
The Strain Gauge Trainer SM1009
Satu set beban besar
Satu set beban kecil
IV. CARA KERJA
Prosedur 1 – Tension Strains Only:
1. Membuat tabel seperti di bawah ini:
Red and Yellow Gauges:
Gauges Factor:
Specimen Dimensions (lebar dan tebal):
Pengukuran Regangan Struktur |
Specimen Cross Section:
Young’s Modulus:
Load
(Kg)Force (N)
Tensile Strain
(𝜇𝜀)
Tensile Stress
(N.m-2)
Calc. Tensile
Strain
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2. Mengukur benda uji yang akan digunakan dan kemudian memasukkan ke dalam
tabel.
3. Menghubungkan pengukur merah dan kuning pada tension system pada strain
display, dengan cara bersebrangan seperti pada gambar di bawah ini, ganti control
konfigurasi menjadi 2.
Pengukuran Regangan Struktur |
0.15 cm
1.0 cm
4. Membiarkan peralatan hingga stabil, sekitar satu menit, kemudian menekan dan
menahan tombol nol sampai display menunjukkan angka 0 (nol).
5. Mencatat pembacaan regangan pada tabel.
6. Memasang penggantung beban besar pada bagian bawah batang tension system.
Massa sebuah penggantung besar adalah 500 gram. Menambahkan 500 gram pada
penggantung beban untuk mendapatkan total beban 1 kilogram.
7. Mencatat pembacaan regangan pada tabel.
8. Menambahkan beban 1 kg, kemudian mencatat hasil pembacaan.
9. Mengulangi langkah di atas hingga beban total 10 kg.
10. Melepaskan beban kembali.
V. PENGOLAHAN DATA
Menghitung Cross Sectional Area
Pengukuran Regangan Struktur |
Menghitung Tegangan pada Benda Uji
g = 9.81 m/s2
σ= Fx . z
= 9.81
0.01× 0.0015 = 654000
`
Menghitung Regangan Teoritis
Bahan penampang yang digunakan adalah alumunium.
E = 69 GPa = 69x109 N/m2 ε= σE
ε= σE
= 654000
69 x 109 = 9.48x10−9
Tabel 2.1
Load (Kg) Force (N) Tensile
Strain
(𝜇𝜀)
Tensile Stress (N.m-2) Calc. Tensile Strain
1 9.81 8 654000 9.48
2 19.62 16 1308000 19
3 29.43 24 1962000 28.4
4 39.24 32 2616000 37.9
5 49.05 40 3270000 47.4
6 58.86 48 3924000 56.9
7 68.67 56 4578000 66.3
8 78.48 63 5232000 75.8
9 88.29 71 5886000 85.3
10 98.1 79 6540000 94.8
Pengukuran Regangan Struktur |
Grafik Regangan vs Tegangan
f(x) = 654000 xR² = 1
Grafik Regangan vs Tegangan
Series2
Linear (Series2)
Regangan ( )𝜇𝜀
Tega
ngan
(N.m
-2)
Epraktikum−EliteraturEliteratur
×100 % = 65.4−69
69×100 % = 5.21%
Perbandingan Hasil Teoritis dengan Hasil
Pengukuran Regangan Struktur |
Praktikum
Tabel Perbandingan regangan percobaan dengan regangan teoritisDapat dilihat bahwa hasil pengukuran yang dilakukan lebih besar dari regangan hasil penghitungan.
Tabel 2.2
Load
(Kg)
Tensile Strain
(𝜇𝜀)
Calc. Tensile
Strain
(𝜇𝜀)
1 8 9.4
2 16 19.6
3 24 28.4
4 32 37.9
5 40 47.5
6 48 56.8
7 56 66.3
8 63 75.8
9 71 85.3
10 79 94.8
Kesalahan RelatifTabel 2.3
Load
(Kg)
Tensile Strain
(𝜇𝜀)
Calc. Tensile
Strain
(𝜇𝜀)
Kesalahan
Relatif
(%)
1 8 9.4 14.89%
2 16 19.6 18.37%
3 24 28.4 15.49%
4 32 37.9 15.57%
5 40 47.5 15.79%
6 48 56.8 15.49%
Pengukuran Regangan Struktur |
7 56 66.3 15.54%
8 63 75.8 16.89%
9 71 85.3 16.76%
10 79 94.8 16.67%
Rata-rata = 14.6%
VI. ANALISISa. Analisa Percobaan
Percobaan ini bertujuan untuk menunjukkan bagaimana cara untuk
menghubungkan dan menggunakan pengukur regangan untuk mengukur regangan
dalam dua dimensi, juga untuk menunjukkan bagaimana cara membandingkan hasil
praktikum regangan tarik dalam dua dimensi dengan teori dan membuktikan
poisson’s ratio. Pada percobaan ini alat yang digunakan adalah The Strain Gauge
Trainer SM1009 dan satu set beban.
Hal yang dilakukan oleh praktikan adalah memastikan alat dalam keadaan
mati, kemudian praktikan menyambungkan kabel penghubung tegangan dengan
soket output pengujian The Tension System, Setelah itu praktikan menghubungkan
gauge seperti yang ada dalam prosedur, yaitu gauge merah bersebrangan dengan
gauge kuning. Soket yang tidak dipakai harus tetepa dalama keadaan tertutup, maka
soket tersebut ditutup dengan alat yang dinamakan dummy. Setelah soket tertutup,
maka dilakukan pengaturan konfigurasi yaitu dengan memindahkan ke nomer 2.
Setelah itu dilakukan penyesuaian gauge factor, yaitu sebesar 2.08.
Setelah alat tersusun dengan baik, alat dinyalakan dengan. Sebelum
melakukan praktikum, harus dilakukan kalibrasi terlebih dahulu agar pembacaan
pada alat lebih akurat dengan menekan tombol zero. Setelah alat dirasa sudah stabil,
Praktikan melakukan pemasangan gantungan beban dengan nilai 500 gram dan
ditambahkan lagi hingga beban sebesar 1 kg. Pada percobaan ini digunakan 10
variasi beban, yaitu 1 kg sampai dengan 10 kg. hal ini dilakukan agar praktikan dapat
menyimpulkan tegangan yang diakibatkan benda.
Setelah percobaan selesai, praktikan mengukur panjang dan lebar penampang
yang digunakan untuk mencari tensile stress dari suatu struktur
Pengukuran Regangan Struktur |
b. Analisa Hasil
Percobaan ini menghasilkan dua data, yaitu pengukuran strain oleh the Strain
Gauge Trainer, selain itu juga diperoleh data panjang dan lebar penampang balok
untuk memperoleh nilai cross sectional area, yang selanjutnya akan digunakan untuk
mengukur tegangan dan regangan teoritis. Berdasarkan hasil penghitungan didapat
nilai cross sectional area penampang .
Selanjutnya, dilakukan penghitungan tegangan teoritis yang terjadi pada benda
uji. Penghitungan dilakukan dengan menggunakan rumus F
x . zuntuk masing-masing
pembebanan dari 1 kg hingga 10 kg. kemudian melakukan penghitungan regangan
dengan persamaan young. Hasil percobaan dapat dilihat pada tabel 2.1.
Dari tabel dapat diketahui bahwa nilai strain akan berbanding lurus dengan
beban yang pada hasil percobaan, setiap kali dilakukan penambahan beban atau gaya
akan menyebabkan penambahan strain yang terukur.
c. Analisa Kesalahan
Terdapat beberapa kesalahan dalam praktikum ini yang menyebabkan hasil
praktikum memiliki kesalahan relatif yang tinggi, yaitu:
1. Kesalahan Paralaks
Kesalahan pada saat pengukuran penampang, karena ukurannya sangat kecil
2. Kesalahan Praktikan
Kesalahan ketika melakukan percobaan dimana kemungkinan praktikan tidak
melakukan prosedur yang ditetapkan seperti memastikan alat stabil
Kesalahan praktikan saat pemngambilan data karena angka pada alat slelau
berubah-ubah
VII. KESIMPULANa. Penambahan beban menyebabkan regangan dan tegangan semakin tinggi.b. Kesalahan relatif praktikum rata-rata adalah sebesar 16.23%
Pengukuran Regangan Struktur |
MODUL D3
THE TORSION SYSTEM
I. TUJUAN
Untuk mengukur regangan pada suatu objek yang berputar.
Untuk membandingkan regangan percobaan dengan regangan teori pada balok
puntir.
II. TEORI
Torsional Stress and Strain
Polar Moment Of Inertia
Pada dasarnya sama dengan momen inersia balok, akan tetapi polar moment of inertia
bekerja pada balok yang melingkar.
Ј= π d4
32
Persamaan umum untuk torsi balok
TЈ=Gθ
l
Torsi
Gaya puntir pada ujung batang adalah gaya momen pada lengan torsi:
τ=F ×Torque Arm Lengt h(m)
Shear Stress
Tegangan geser teoritis adalah:
T= τD2 Ј
Pengukuran Regangan Struktur |
Shear Strain
Rumus teoritis untuk batang melingkar adalah
γ= TG
= rθl
Direct strain
Pengukur regangan mengukur Direct strain pada permukaan objek pada saat tes
dilakukan, oleh karena itu untuk membandingkan hasil tes dengan hasil teori, hasil
regangan geser harus dikonversikan menjadi regangan langsung (direct strain). Hal ini
harus dimengerti untuk mengkonversikan shear strain menjadi direct strain.
Ketika gaya merubah panjang suatu objek, regangan langsungnya adalah:
Jadi, direct strain disebabkan oleh perubahan panjang, sedangkan shear strain
disebabkan oleh tegangan pada 2 dimensi (perubahan bentuk).
Untuk menghubungkan hal tersebut, gambar di atas memperlihatkan bagaimana suatu
gaya merubah suatu bentuk persegi. Gaya menyebabkan regangan dalam dua dimensi
untuk merubah panjang diagonal dan persegi. Regangan geser merupakan besarnya
perubahan batang diagonal. Untuk sudut yang kecil, perkiraannya adalah .
Dari rumus Pythagoras, panjang asli diagonal (unstrained)2 = 12 + 12
Jadi panjang diagonal unstrained = 2
Pengukuran Regangan Struktur |
Panjang diagonal strained2 = 12 + (1 + )2
=
Pada aplikasi tipe regangan kecil ini, merupakan kecil, sehingga 2 dapat dihapus
kemudian persamaannya menjadi
dimanadan hasilnya sekitar
Jadi, sebagaimana regangan langsung = perubahan panjang / panjang asli, maka
regangan langsung apda diagonal adalah
Jadi, pada kasus ini regangan langsung adalah setengah dari regangan geser. Atau:
III. PERALATAN
The Strain Gauge Trainer SM1009
Satu set beban besar
Satu set beban kecil
IV. CARA KERJA
Prosedur 1 – Menggunakan Pengukur Regangan Torsi dan Geser
1. Menempelkan pengukur regangan searah dengan elemen yang akan diuji seperti
gambar di bawaah ini
Atau menempelkan pengukur regangan dengan cara rosette seperti gambar di
bawah ini.
Pengukuran Regangan Struktur |
Pembacaan positif menunjukkan elemen dalam keadaan tarik, dan pembacaan
negatif menunjukkan elemen dalam keadaan tekan.
2. Membuat tabel seperti di bawah ini.
Gauge Factor:
Strain Gauge Strain Reading
(𝜇𝜀)
Polarity (+/-) Type of Strain
(Tekan/Tarik)
Blue
Red
Yellow
Green
3. Menyambungkan gauge biru (kabel biru dan steker) dan memasukkan tiga steker
dummy ke tiga soket lainnya
4. Mengubah tombol configuration menjadi pada posisi 1.
5. Memasukkan lengan puntir ke dalam lubang pada ujung sistem torsi
6. Membiarkan peralatan hingga stabil, sekitar satu menit, kemudian menekan dan
menahan tombol nol sampai display menunjukkan angka 0(nol).
7. Menambahkan beban kecil pada ujung lengan puntir.
8. Memasang gantungan beban kecil.
9. Beban kecil sebesar 10 gram. Menambahkan 49 x 10 gram beban pada gantungan
untuk memberikan beban total 500 gram. Catat pembacaan regangan dan
polaritinya pada tabel.
10. Mengulangi langkah di atas dengan gauge merah, kuning, dan hijau.
Prosedur 2 – Regangan Perbandingan
1. Membuat tabel seperti di bawah ini.
Pengukuran Regangan Struktur |
Gauge Factor:
Beam Diameter:
Beam Radius:
Shear Modulus for the Beam:
Bridge Connection: Full
Torque arm length:
Polar moment of inertia:
Load
(Kg)
Force
(N)
Torque
(Nm)
Output
voltage
(𝜇V)
Strain
Reading
(𝜇𝜀)
Shear
Stress
(MN.m2)
Direct
strain
(𝜇𝜀)
0
0.25
0.5
2. Mengukur dimensi balok.
3. Menghubungkan pengukur merah dan hijau puntir tarik dengan arah berlawanan.
4. Membiarkan peralatan hingga stabil, sekitar satu menit, kemudian tekan dan tahan
tombol nol sampai display menunjukkan angka 0(nol).
5. Mencatat pembacaan regangan.
6. Menambahkan penggantung beban kecil pada ujung batang.
7. Menambahkan 24 x 10 gram beban hingga tercapai total beban 250 gram. Mencatat
hasil pembacaan.
8. Menambahkan beban hingga 500 gram. Mencatat hasil pembacaan.
9. Melepaskan beban dan melepaskan lengan moment.
Pengukuran Regangan Struktur |
V. PENGOLAHAN DATA
Tabel Percobaan 1
Tabel 3.1
Gauge Factor: 2.03
Strain
Gauge
Strain Reading
(𝜇𝜀)
Polarity (+/-) Type of Strain
(Tekan/Tarik)
Blue 1 - Tekan
Red 22 + Tarik
Yellow 22 - Tekan
Green 1 + Tarik
Gauge biru dan kuning menunjukkan polaritas negatif, maka tipe tegangannya adalah tekan. Gauge merah dan hijau menunjukkan polaritas positif, maka tipe tegannya adalah tarikPercobaan 2Menghitung Gaya setiap PembebananAsumsi nilai gravitasi = 9.81 m/s2
Pada saat beban 0.25 kg
F=mxg = = 0.25 x 9.81= 2.4525
Menghitung TorsiPanjang lengan momen = 0.15 mPada saat beban 0.25 kg
τ=F ×l=2.4525 ×0.15=¿0.367875
Menghitung Momen Inersia Polar balokDiameter = 1 cm = 0.01 m
Ј= π d4
32=3.14×0.014
32=¿9.8125E-10
Pengukuran Regangan Struktur |
Mencari Tegangan Geser Balok
Pada saat beban 0.25 kg
T= τD2 Ј
=τD2 Ј
=¿ 0.367875 ×0.012× 9.8125 E−10
= 0.005
Mencari Regangan BalokG = 79.6 GPa = 79.6 x 109 N/m2
Pada saat beban 0.25 kg
γ= TG
=¿ 1874649
79.6 x10 9=¿ 2.3551E-05
Mencari Direct Strain
Pada saat beban 0.25 kg
ϵ= γ2=6.28173 E−11
2=¿3.14086E-11
Pengukuran Regangan Struktur |
Tabel 3.2
Load
(Kg)
Force
(N)
Torque
(Nm)
Output
voltage
(𝜇V)
Strain Reading
(𝜇𝜀)
Shear Stress
(MN.m2)
Direct
strain
(𝜇𝜀)
0 0 0 0 0 0 0
0.25 2.4525 0.3679 64 1 1874649.68 1.1775E-05
0.5 4.905 0.7358 123 2 3749299.36 2.3551E-05
Rata-rata strain reading = 1
Rata-rata direct strain = 1.17754E-05
Kesalahan Relatif = ϵ Praktikum−ϵ iteratur
ϵ Literatu×100%= 100 %
G Praktikum= 1.592E+11
Kesalahan Relatif = G Praktikum−G Literatur
G Literatux100 %=
159−79.679.6
x100 %=99 %
VI. ANALISAa. Analisa Percobaan
Percobaan ini bertujuan untuk mencari tegangan pada suatu obyek berputar,
Percobaanr ini dilakukan dengan alat The Strain Gauge Trainer SM1009. Percobaan
ini dilakukan dalam 2 tahap, yaitu percobaan pada regangan torsi dan geser dan
percobaan perbandingan regangan.
Hal pertama yang dilakukan praktikan pada percobaan ini adalah memasang
gauge dengan warna salah satu dari empat warna, 3 lainnya ditutup oleh dummy.
Setelah itu, pastikan konfigurasi terletak pada panel 1, setelah itu melakukan
pengaturan gauge factor untuk percobaan ini sebesar 2.03.
Setelah alat tersusun, maka di alat boleh dinyalakan, sebelum melakukan
percobaan, alat di kalibrasi terlebih dahulu agar pembacaan alat dimulai dari nol.
Setelah dikalibrasi, alat diberi pembebanan sebesar 0.5 kg dan dicatat hasilnya.
Pengukuran Regangan Struktur |
Percobaan dilakukan 4 kali dengan gauge yang berbeda-beda yaitu merah kuning
biru hijau.
Pada percobaan selanjutnya hamper sama dengan percobaan selanjutnya, akan
tetapi gauge yang dipakai adalah warna merah dan hijau yang dipasang scara
berlawanan, dan soket yang terbuka ditutup oleh dummy. Setelah itu pastikan lengan
momen stabil, dan mengkalibrasi alat ke nol.
Setelah alat tersusun dengan baik, maka dilakukan pembebanan alat yaitu
dengan beban sebesar 250 gram terlebih dahulu, kemudian dilakukan juga
pembebanan 500 gram. Pada penaruhan beban, praktikan melakukannya dengan
perlahan agar tidak ada beban impact yang mengakibatkan kerusakan alat. Setelah
praktikan selesai melakukan percobaan, alat dimatikan terlebih dahulu dan
selanjutnya diukur diameter penampangnya.
b. Analisa Hasil
Prosedur 1
Percobaan pertama adalah mengetahui besarnya regangan yang terbaca apabila
menggunakan masing-masing kabel. Pada alat akan terbaca angka output negatif
atau positif pada alat yang menunjukan jenis gayanya. Apabila menunjukan negatif
maka gaya yang diakibatkan adalah tekan dan tarik apabila pembacaan alat
menunjukkan nilai positif.
Hasil pengukuran polaritas menunjukkan hasil yang sudah benar apabila
melihat kabel biru dan kuning yang menunjukan nilai positif dan merah dan hijau
menunjukkan nilai negatif, akan tetapi, besarnya nilai polaritas tersebut praktikan
anggap kurang baik karena nilai polaritas tidak saling menghilangkan antara muatan
positif dan negatif.
Prosedur 2
Percobaan akan melakukan analisa perbandingan regangan puntir percobaan
degan regananga puntir menggunakan teori.
Pada percobaan ini yang harus dicari adalah momen yang akan dialaim oleh
sistem. Hal pertama yang dilakukan adalah dengan menghitung gaya pada
pembebanan. Setelah itu dapat kita ketahui nilai torsi dengan mengkalikan beban
dengan lengannya. Nilai torsi digunakan untuk mencari momen inersia polar balok.
Setelah itu dilakukan penghitungan tegangan geser yang diakibatkan oleh balok.
Setelah itu dilakukan penghitungan regangan balok. Setelah regangan didapatkan,
maka dapat diketahui nilai direct strain.
Pengukuran Regangan Struktur |
+
Setelah mendapatkan perhitungan direct strain, maka dilakukan perhitungan
kesalahan relatif, maka kesalahan rata-rata pada percobaan ini adalah sebesar…., dan
kesalahan modulus elastisitas pada percobaan ini sebesar 99%
c. Analisa Kesalahan
Kesalahan yang cukup besar pada percobaan ini dapat diakibatkan oleh.
1. Kesalahan alat
Pada percobaan ini, kesalahan alat sudah terlihat pada saat mencari jenis gaya
yang diakibatkan, pada percobaan pertama, muatan negatif dan positif tidak
saling menghilangkan, dan pada percobaan dua, regangan yang terukur tidak
berubah saat pemberian beban pada alat
2. Kesalahan Praktikan
Kesalahan penghitungan nilai regangan pada prosedur.
VII. KESIMPULAN
Hasil dari prosedur satu mengetahui bahwa kabel biru dan kuning menunjukkan gaya tekan, sedangkan merah dan hijau menunjukkan gaya tarik.
Pengukuran Regangan Struktur |
VIII. LAMPIRAN
Pengukuran Regangan Struktur |