Laporan Praktikum Material Teknik (uji Tarik).docx

LAPORAN PRAKTIKUM MATERIAL TEKNIK “UJI TARIK”

Disusun Oleh : KELOMPOK 2 JURUSAN TEKNIK INDUSTRI SEMESTER 3 TAHUN AJARAN 2017 KELAS B3 / R2

NAMA-NAMA ANGGOTA : Septian Setia Gunansyah Ujang Suhardi Varenza Pasha Yudistira Astri Meganingrum Abby Dwi Saputro Irvan Slamet Nurkhozim Sarifudin

21216039 21216014 21216048 21215054 21216203 21216246 21216086

Erik Endrian Eko Kuswandi Humaidi Setiawan Julius Kristian Pasaribu Permana Putra Raden Wahyu Agil

FAKULTAS TEKNIK INDUSTRI UNIVERSITAS SERANG RAYA (UNSERA) SERANG - 2017

21216081 21216022 21216176 21216011 21216002 21216183

LEMBAR PENGESAHAN

LAPORAN PRAKTIKUM MATERIAL TEKNIK UJI TARIK Disusun Oleh: Kelompok 2 Kelas B3 / R2 Telah disahkan pada : Hari/Tanggal

:

Tempat

:

Pukul

:

Oleh

:

Serang,

Desember 2017

Mengetahui dan menyetujui Dosen Mata Kuliah

Ketua Kelompok

Suryani ST., MT

Septian Setia Gunansyah

ii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................................................ii DAFTAR ISI............................................................................................................................ iii DAFTAR TABEL ...................................................................................................................... v DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................ vi DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................................................vii BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................................... 8 1.1

Latar Belakang ............................................................................................................ 8

1.2

Tujuan Percobaan ........................................................................................................ 9

1.3

Batasan Masalah .......................................................................................................... 9

1.4

Sistematka Penulisan ................................................................................................. 10

BAB II...................................................................................................................................... 11 TINJUAN PUSTAKA ............................................................................................................. 11 2.1

Dasar Pengujian Logam ............................................................................................ 11

2.2

Kekuatan Tarik .......................................................................................................... 15

2.3

Kekuatan Luluh ......................................................................................................... 17

2.4

Keuletan .................................................................................................................... 18

2.5

Modulus Elastisitas ................................................................................................... 18

2.6

Kelentingan ............................................................................................................... 19

2.7

Ketangguhan.............................................................................................................. 19

2.8

Polimer ...................................................................................................................... 20

2.9

Zinculame .................................................................................................................. 23

BAB III .................................................................................................................................... 25 METODE PERCOBAAN ........................................................................................................ 25 3.1

Diagram Alir Percobaan ............................................................................................ 25

3.2

Alat dan Bahan .......................................................................................................... 26

3.1.1

Alat ..................................................................................................................... 26

3.1.2

Bahan ................................................................................................................. 26

3.3

Prosedur Percobaan ................................................................................................... 27

BAB IV .................................................................................................................................... 28 iii

HASIL DAN PEMBAHASAN................................................................................................ 28 4.1

Data Hasil Percobaan ................................................................................................ 28

4.2

Hasil Perhitungan ...................................................................................................... 28

4.2.1

Spesimen Polimer .............................................................................................. 28

4.2.2

Spesimen Zincalume .......................................................................................... 32

4.3

Pembahasan ............................................................................................................... 35

4.3.1

Uji Tarik Polimer ............................................................................................... 36

4.3.2

Uji Tarik Zincalume ........................................................................................... 36

BAB V ..................................................................................................................................... 37 KESIMPULAN DAN SARAN................................................................................................ 37 5.1

Kesimpulan................................................................................................................ 37

5.2

Saran .......................................................................................................................... 37

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................................. 38 LAMPIRAN ............................................................................................................................. 39

iv

DAFTAR TABEL

Tabel 4. 1 Data Percobaan ....................................................................................................... 28 Tabel 4. 2 Perhitungan Spesimen Polimer ............................................................................... 29 Tabel 4. 3 Perhitungan Spesimen Zinc .................................................................................... 33

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Mesin uji tarik dilengkapi spesimen ukuran standar ........................................... 11 Gambar 2. 2 Dimensi dan ukuran spesimen uji tarik ............................................................... 12 Gambar 2. 3 Contoh grafik uji tarik ......................................................................................... 12 Gambar 2. 4 Grafik proses Tegangan Tarik............................................................................. 13 Gambar 3. 1 Diagram Alir Percobaan...................................................................................... 25 Gambar 3. 2 Alat Uji Tarik ...................................................................................................... 26 Gambar 3. 3 Jangka Sorong ..................................................................................................... 26 Gambar 3. 4 Polimer ................................................................................................................ 26 Gambar 3. 5 Zincalume............................................................................................................ 26 Gambar 4. 1 Spesimen Polimer ............................................................................................... 28 Gambar 4. 2 Spesimen Zinc ..................................................................................................... 28 Gambar 4. 3 Kurva Tegangan dan Regangan Polimer ............................................................ 30 Gambar 4. 4 Kurva Tegangan dan Regangan Zinc .................................................................. 33

vi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Perhitungan Spesimen Polimer ............................................................................ 39 Lampiran 2 Perhitungan Spesimen Zinc .................................................................................. 41 Lampiran 3 Blangko Praktikum ............................................................................................... 45 Lampiran 4 Dokumentasi Selama Praktikum .......................................................................... 46

vii

BAB I PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang Material adalah sebuah masukan dalam produksi. Material seringkali adalah bahan

mentah yang belum diproses, tetapi kadang kala telah diproses sebelum digunakan untuk proses produksi lebih lanjut. Material teknik adalah jenis material yang banyak dipakai dalam proses rekaya dan industri. Material teknik memiliki 6 golongan : Logam, Polimer, Karet, Gelas, Keramik, Hibrida. Material teknik tersebut memilki sifatnya masing-masing yang meliputi kekuatan tarik dan tekan, elastisitas, kekuatan kejut, konduktivitas panas, temperature kerja maksimum, magnetisia dll.

Sifat mekanik tersebut yang dijadikan dasar untuk melakukan proses

selanjutnya terhadap suatu material, contohnya untuk dibentuk dan dilakukan proses permesinan. Untuk mengetahui sifat mekanik pada suatu logam harus dilakukan pengujian terhadap logam tersebut. Salah satu pengujian yang dilakukan adalah pengujian tarik. Pengujian tarik sangat dibutuhkan untuk menentukan desain suatu produk karena menghasilkan data kekuatan material. Pengujian tarik banyak dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan. Pengujian tarik ini merupakan salah satu pengujian yang penting untuk dilakukan, karena dengan pengujian ini dapat memberikan berbagai informasi mengenai sifat-sifat logam. Dalam bidang industri juga diperlukan pengujian tarik ini untuk mempertimbangkan faktor metalurgi dan faktor mekanis yang tercakup dalam proses perlakuan terhadap logam jadi, untuk memenuhi proses selanjutnya. Besaran-besaran atau data yang mendapatkan dari pengujian ini adalah modulus elastisitas, kekuatan tarik, kekuatan mulur, kekuatan patah, ketangguhan, dan renggangan. Pengujian ini bermaksud agar kita dapat mengetahui besar sifat mekanik dari material, sehingga dapat dlihat kelebihan dan kekurangannya. Material yang mempunyai sifat mekanik lebih baik dapat memperbaiki sifat mekanik dari material dengan sifat yang kurang baik dengan cara alloying. Hal ini dilakukan sesuai kebutuhan konstruksi dan pesanan. Uji tarik adalah suatu metode yang digunakan untuk menguji kekuatan suatu bahan/material dengan cara memberikan beban gaya yang sesumbu. Hasil yang didapatkan dari pengujian 8

tarik sangat penting untuk rekayasa teknik dan desain produk karena mengahsilkan data kekuatan material. Pengujian uji tarik digunakan untuk mengukur ketahanan suatu material terhadap gaya statis yang diberikan secara lambat.Salah satu cara untuk mengetahui besaran sifat mekanik dari logam adalah dengan uji tarik. Sifat mekanik yang dapat diketahui adalah kekuatan dan elastisitas dari logam tersebut. Uji tarik banyak dilakukan untuk melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan suatu bahan dan sebagai data pendukung bagi spesifikasi bahan. Nilai kekuatan dan elastisitas dari material uji dapat dilihat dari kurva uji tarik. 1.2

Tujuan Percobaan Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui sifat-sifat mekanik pada material

antara lain : 1. Kekuatan Tarik Tegangan maksimum yang bisa ditahan oleh sebuah material sebelum material tersebut patah. 2. Kekuatan Luluh Kemapuan material untuk menahan deformasi plastis secara menyeluruh. 3. Keuletan Kemampuan material untuk menahan deformasi plastis maksimum sampai material itu patah. 4. Modulus Elastisitas Merupakan ukuran kekakuan material 5. Kelentingan Besarnya energi yang diserap material selama deformasi elastis berlangsung 6. Ketangguhan Besarnya energi yang diserap material sampai material tersebut patah. 1.3

Batasan Masalah Batasan masalah dalam percobaan ini yaitu melakukan pengujian pada sampel yang

berbentuk Zincalume dan Polimer sampai sampel tersebut putus.

9

1.4

Sistematika Penulisan

Penulisan laporan praktikum ini dibagi menjadi lima BAB. BAB I PENDAHULUAN Menjelaskan mengenai latar belakang, tujuan percobaan, batasan masalah, dan sistematika penulisan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Menjelaskan mengenai tinjauan pustaka yang berisi mengenai teori dari percobaan yang akan dilakukan. BAB III METODE PERCOBAAN Menjelaskan mengenai metode percobaan seperti diagram alir percobaan, alat dan bahan serta prosedur percobaan. BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Menjelaskan mengenai hasil dan pembahasan yang mana terdapat data percobaan, hasil perhitungan dan pembahasan mengenai hasil praktikum. BAB V PENUTUP Menjelaskan mengenai kesimpulan dan saran. DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

10

BAB II TINJUAN PUSTAKA

2.1

Dasar Pengujian Logam Uji tarik adalah pemberian gaya atau tegangan tarik kepada material dengan maksud

untuk mengetahui atau mendeteksi kekuatan dari suatu material. Tegangan tarik yang digunakan adalah tegangan actual eksternal atau perpanjangan sumbu benda uji. Pengujian uji tarik digunakan untuk mengukur ketahanan suatu material terhadap gaya statis yang diberikan secara lambat.

Gambar 2. 1 Mesin uji tarik dilengkapi spesimen ukuran standar Pengujian tarik relatif sederhana, murah dan sangat terstandarisasi dibanding pengujian lain. Hal-hal yang perlu diperhatikan agar pengujian menghasilkan nilai yang valid adalah; bentuk dan dimensi spesimen uji, pemilihan grips dan lain-lain. 1. Bentuk dan Dimensi Spesimen uji Spesimen uji harus memenuhi standar dan spesifikasi dari ASTM E8 atau D638. Bentuk dari spesimen penting karena kita harus menghindari terjadinya patah atau retak pada daerah grip atau yang lainnya. Jadi standarisasi dari bentuk spesimen uji dimaksudkan agar retak dan patahan terjadi di daerah gage length.

11

2. Grip and Face Selection Face dan grip adalah faktor penting. Dengan pemilihan setting yang tidak tepat, spesimen uji akan terjadi slip atau bahkan pecah dalam daerah grip (jaw break). Ini akan menghasilkan hasil yang tidak valid. Face harus selalu tertutupi di seluruh permukaan yang kontak dengan grip. Agar spesimen uji tidak bergesekan langsung dengan face. Beban yang diberikan pada bahan yang di uji ditransmisikan pada pegangan bahan yang di uji. Dimensi dan ukuran pada benda uji disesuaikan dengan stándar baku pengujian.

Gambar 2. 2 Dimensi dan ukuran spesimen uji tarik Setelah melakukan pengujian uji tarik terhadap spesimen yang akan diuji didapatkan grafik Tegangan dan Regangannya, seperti yang terdapat pada grafik dibawah.

Gambar 2. 3 Contoh grafik uji tarik

12

Gambar 2. 4 Grafik proses Tegangan Tarik Tegangan yang digunakan pada kurva adalah tegangan membujur rata-rata dari pengujian tarik. Tegangan teknik tersebut diperoleh dengan cara membagi beban yang diberikan dibagi dengan luas awal penampang benda uji. Dituliskan seperti dalam persamaan 2.1 berikut:

𝜎= Keterangan ;

𝐹 𝐴0

s : besarnya tegangan (kg/mm2)

F : beban yang diberikan (kg) A0 : Luas penampang awal benda uji (mm2) Regangan yang digunakan untuk kurva tegangan-regangan teknik adalah regangan linier rata-rata, yang diperoleh dengan cara membagi perpanjangan yang dihasilkan setelah pengujian dilakukan dengan panjang awal. Dituliskan seperti dalam persamaan 2.2 berikut.

𝑒=

𝐿 − 𝐿𝑜 𝐿0

Keterangan ; e : Besar regangan L : Panjang benda uji setelah pengujian (mm)

13

Lo : Panjang awal benda uji (mm) Bentuk dan besaran pada kurva tegangan-regangan suatu logam tergantung pada komposisi, perlakuan panas, deformasi plastik, laju regangan, temperatur dan keadaan tegangan yang menentukan selama pengujian. Parameter-parameter yang digunakan untuk menggambarkan kurva tegangan-regangan logam adalah kekuatan tarik, kekuatan luluh atau titik luluh, persen perpanjangan dan pengurangan luas. Dan parameter pertama adalah parameter kekuatan, sedangkan dua yang terakhir menyatakan keuletan bahan. Bentuk kurva tegangan-regangan pada daerah elastis tegangan berbanding lurus terhadap regangan. Deformasi tidak berubah pada pembebanan, daerah remangan yang tidak menimbulkan deformasi apabila beban dihilangkan disebut daerah elastis. Apabila beban melampaui nilai yang berkaitan dengan kekuatan luluh, benda mengalami deformasi plastis bruto. Deformasi pada daerah ini bersifat permanen, meskipun bebannya dihilangkan. Tegangan yang dibutuhkan untuk menghasilkan deformasi plastis akan bertambah besar dengan bertambahnya regangan plastik. Pada tegangan dan regangan yang dihasilkan, dapat diketahui nilai modulus elastisitas. Persamaannya dituliskan dalam persamaan

Keterangan ;

E : Besar modulus elastisitas (kg/mm2),

e : regangan σ : Tegangan (kg/mm2) Pada mulanya pengerasan regang lebih besar dari yang dibutuhkan untuk mengimbangi penurunan luas penampang lintang benda uji dan tegangan teknik (sebanding dengan beban F) yang bertambah terus, dengan bertambahnya regangan. Akhirnya dicapai suatu titik di mana pengurangan luas penampang lintang lebih besar dibandingkan pertambahan deformasi beban yang diakibatkan oleh pengerasan regang. Keadaan ini untuk pertama kalinya dicapai pada suatu titik dalam benda uji yang sedikit lebih lemah dibandingkan dengan keadaan tanpa beban. Seluruh deformasi plastis berikutnya terpusat pada daerah tersebut dan benda uji 14

mulai mengalami penyempitan secara lokal. Karena penurunan luas penampang lintang lebih cepat daripada pertambahan deformasi akibat pengerasan regang, beban sebenarnya yang diperlukan untuk mengubah bentuk benda uji akan berkurang dan demikian juga tegangan teknik pada persamaan (1) akan berkurang hingga terjadi patah. Dari kurva uji tarik yang diperoleh dari hasil pengujian akan didapatkan beberapa sifat mekanik yang dimiliki oleh benda uji, sifat-sifat tersebut antara lain [Dieter, 1993]: 1. Kekuatan tarik 2. Kuat luluh dari material 3. Keuletan dari material 4. Modulus elastic dari material 5. Kelentingan dari suatu material 6. Ketangguhan. 2.2

Kekuatan Tarik Kekuatan yang biasanya ditentukan dari suatu hasil pengujian tarik adalah kuat luluh

(Yield Strength) dan kuat tarik (Ultimate Tensile Strength). Kekuatan tarik atau kekuatan tarik maksimum (Ultimate Tensile Strength / UTS), adalah beban maksimum dibagi luas penampang lintang awal benda uji.

𝑆𝑢 = dimana, Su

𝑃𝑚𝑎𝑥 𝐴𝑜

= Kuat tarik

Pmaks = Beban maksimum A0 = Luas penampang awal Untuk logam-logam yang liat kekuatan tariknya harus dikaitkan dengan beban maksimum dimana logam dapat menahan sesumbu untuk keadaan yang sangat terbatas. Tegangan tarik adalah nilai yang paling sering dituliskan sebagai hasil suatu uji tarik, tetapi pada kenyataannya nilai tersebut kurang bersifat mendasar dalam kaitannya dengan kekuatan bahan. Untuk logam-logam yang liat kekuatan tariknya harus dikaitkan dengan

15

beban maksimum, di mana logam dapat menahan beban sesumbu untuk keadaan yang sangat terbatas. Akan ditunjukkan bahwa nilai tersebut kaitannya dengan kekuatan logam kecil sekali kegunaannya untuk tegangan yang lebih kompleks, yakni yang biasanya ditemui. Untuk berapa lama, telah menjadi kebiasaan mendasarkan kekuatan struktur pada kekuatan tarik, dikurangi dengan faktor keamanan yang sesuai. Kecenderungan yang banyak ditemui adalah menggunakan pendekatan yang lebih rasional yakni mendasarkan rancangan statis logam yang liat pada kekuatan luluhnya. Akan tetapi, karena jauh lebih praktis menggunakan kekuatan tarik untuk menentukan kekuatan bahan, maka metode ini lebih banyak dikenal, dan merupakan metode identifikasi bahan yang sangat berguna, mirip dengan kegunaan komposisi kimia untuk mengenali logam atau bahan. Selanjutnya, karena kekuatan tarik mudah ditentukan dan merupakan sifat yang mudah dihasilkan kembali (reproducible). Kekuatan tersebut berguna untuk keperluan spesifikasi dan kontrol kualitas bahan. Korelasi empiris yang diperluas antara kekuatan tarik dan sifatsifat bahan misalnya kekerasan dan kekuatan lelah, sering dipergunakan. Untuk bahan-bahan yang getas, kekuatan tarik merupakan kriteria yang tepat untuk keperluan perancangan. Tegangan di mana deformasi plastik atau batas luluh mulai teramati tergantung pada kepekaan pengukuran regangan. Sebagian besar bahan mengalami perubahan sifat dari elastik menjadi plastik yang berlangsung sedikit demi sedikit, dan titik di mana deformasi plastik mulai terjadi dan sukar ditentukan secara teliti. Telah digunakan berbagai kriteria permulaan batas luluh yang tergantung pada ketelitian pengukuran regangan dan data-data yang akan digunakan. 1. Batas elastik sejati berdasarkan pada pengukuran regangan mikro pada skala regangan 2 X 10-6 inci/inci. Batas elastik nilainya sangat rendah dan dikaitkan dengan gerakan beberapa ratus dislokasi. 2. Batas proporsional adalah tegangan tertinggi untuk daerah hubungan proporsional antara tegangan-regangan. Harga ini diperoleh dengan cara mengamati penyimpangan dari bagian garis lurus kurva tegangan-regangan. 3. Batas elastik adalah tegangan terbesar yang masih dapat ditahan oleh bahan tanpa terjadi regangan sisa permanen yang terukur pada saat beban telah ditiadakan. Dengan bertambahnya ketelitian pengukuran regangan, nilai batas elastiknya menurun hingga suatu batas yang sama dengan batas elastik sejati yang diperoleh dengan cara pengukuran regangan mikro. Dengan ketelitian regangan yang sering digunakan pada 16

kuliah rekayasa (10-4 inci/inci), batas elastik lebih besar daripada batas proporsional. Penentuan batas elastik memerlukan prosedur pengujian yang diberi beban-tak diberi beban (loading-unloading) yang membosankan. 2.3

Kekuatan Luluh Salah satu kekuatan yang biasanya diketahui dari suatu hasil pengujian tarik adalah

kuat luluh (Yield Strength). Kekuatan luluh ( yield strength) merupakan titik yang menunjukan perubahan dari deformasi elastis ke deformasi plastis [Dieter, 1993]. Besar tegangan luluh dituliskan seperti pada persamaan 2.4, sebagai berikut.

𝑌𝑠 =

𝑃𝑦 𝐴𝑜

Keterangan ; Ys : Besarnya tegangan luluh (kg/mm2) Py : Besarnya beban di titik yield (kg) Ao : Luas penampang awal benda uji (mm2) Tegangan di mana deformasi plastis atau batas luluh mulai teramati tergantung pada kepekaan pengukuran regangan. Sebagian besar bahan mengalami perubahan sifat dari elastik menjadi plastis yang berlangsung sedikit demi sedikit, dan titik di mana deformasi plastis mulai terjadi dan sukar ditentukan secara teliti. Kekuatan luluh adalah tegangan yang dibutuhkan untuk menghasilkan sejumlah kecil deformasi plastis yang ditetapkan. Definisi yang sering digunakan untuk sifat ini adalah kekuatan luluh ditentukan oleh tegangan yang berkaitan dengan perpotongan antara kurva tegangan-regangan dengan garis yang sejajar dengan elastis ofset kurva oleh regangan tertentu. Di Amerika Serikat offset biasanya ditentukan sebagai regangan 0,2 atau 0,1 persen (e = 0,002 atau 0,001)

Cara yang baik untuk mengamati kekuatan luluh offset adalah setelah benda uji diberi pembebanan hingga 0,2% kekuatan luluh offset dan kemudian pada saat beban ditiadakan

17

maka benda ujinya akan bertambah panjang 0,1 sampai dengan 0,2%, lebih panjang daripada saat dalam keadaan diam. Tegangan offset di Britania Raya sering dinyatakan sebagai tegangan uji (proff stress), di mana harga ofsetnya 0,1% atau 0,5%. Kekuatan luluh yang diperoleh dengan metode ofset biasanya dipergunakan untuk perancangan dan keperluan spesifikasi, karena metode tersebut terhindar dari kesukaran dalam pengukuran batas elastik atau batas proporsional. 2.4

Keuletan Keuleten adalah kemampuan suatu bahan sewaktu menahan beban pada saat diberikan

penetrasi dan akan kembali ke baentuk semula.Secara umum pengukuran keuletan dilakukan untuk memenuhi kepentingan tiga buah hal [Dieter, 1993]: 1. Untuk menunjukan elongasi di mana suatu logam dapat berdeformasi tanpa terjadi patah dalam suatu proses suatu pembentukan logam, misalnya pengerolan dan ekstrusi. 2. Untuk memberi petunjuk secara umum kepada perancang mengenai kemampuan logam untuk mengalir secara pelastis sebelum patah. 3. Sebagai petunjuk adanya perubahan permukaan kemurnian atau kondisi pengolahan 2.5

Modulus Elastisitas Modulus Elastisitas adalah ukuran kekuatan suatu bahan akan keelastisitasannya.

Makin besar modulus, makin kecil regangan elastik yang dihasilkan akibat pemberian tegangan. Modulus elastisitas ditentukan oleh gaya ikat antar atom, karena gaya-gaya ini tidak dapat dirubah tanpa terjadi perubahan mendasar pada sifat bahannya. Maka modulus elastisitas salah satu sifat-sifat mekanik yang tidak dapat diubah. Sifat ini hanya sedikit berubah oleh adanya penambahan paduan, perlakuan panas, atau pengerjaan dingin. Secara matematis persamaan modulus elastic dapat ditulis sebagai berikut. 𝑀𝑜 = Dimana, s = tegangan ε = regangan 18

𝜎 𝜖

Tabel 2. 1Harga modulus elastisitas pada berbagai suhu [Askeland, 1985]

2.6

Kelentingan Kelentingan adalah kemampuan suatu bahan untuk menyerap energi pada waktu

berdeformasi secara elastis dan kembali kebentuk awal apabila bebannya dihilangkan [Dieter, 1993]. Kelentingan biasanya dinyatakan sebagai modulus kelentingan, yakni energi regangan tiap satuan volume yang dibutuhkan untuk menekan bahan dari tegangan nol hingga tegangan luluh σo. Energi regangan tiap satuan volume untuk beban tarik satu sumbu adalah : 𝜇𝑜 = 1⁄2 . 𝜎. 𝑒 Dari definisi diatas, modulus kelentingan adalah :

Persamaan ini menunjukan bahwa bahan ideal untuk menahan beban energi pada pemakaian di mana bahan tidak mengalami deformasi permanen, misal pegas mekanik, adalah data bahan yang memiliki tegangan luluh tinggi dan modulus elastisitas rendah. 2.7

Ketangguhan Ketangguhan (Toughness) adalah kemampuan menyerap energi pada daerah plastik.

Pada umumnya ketangguhan menggunakan konsep yang sukar dibuktikan atau didefinisikan. Salah satu menyatakan ketangguhan adalah meninjau luas keseluruhan daerah di bawah

19

kurva tegangan-regangan. Luas ini menunjukan jumlah energi tiap satuan volume yang dapat dikenakan kepada bahan tanpa mengakibatkan pecah. Ketangguhan (S0) adalh perbandingan antara kekuatan dan kueletan. Persamaan sebagai berikut. UT ≈ su ef atau

Untuk material yang getas

Keterangan;

UT : Jumlah unit volume

Tegangan patah sejati adalah beban pada waktu patah, dibagi luas penampang lintang. Tegangan ini harus dikoreksi untuk keadaan tegangan tiga sumbu yang terjadi pada benda uji tarik saat terjadi patah. Karena data yang diperlukan untuk koreksi seringkali tidak diperoleh, maka tegangan patah sejati sering tidak tepat nilai. 2.8

Polimer Polimer adalah senyawa molekul besar berbentuk rantai atau jaringan yang tersusun

dari gabungan ribuan hingga jutaan unit pembangunan yang berulang. Plastik pembungkus, botol plastik, styrofom, nilon dan pipa paralon termasuk material yang disebut polimer. Unit kecil berulang yang membangun polimer disebut monomer. Polimer memiliki karakteristik atau sifat yang didasarkan pada empat hal yaitu, panjang rantai, gaya antarmolekul, percabangan dan ikatan silang antar rantai polimer. Sehingga apabila semakin panjang rantai polimer, maka kekuatan dan titik leleh senyawanya semakin tinggi. Jika semakin besar gaya antarmolekul pada rantai polimernya, maka senyawa polimer akan semakin kuat dan semakin sulit leleh. Polimer memiliki berat molekul diatas 1000 yang disebabkan oleh jumlah atom pebentuk yang besar. Karena berat molekul yang besar serta jumlah atom pembentuk yang besat pula, polimer disebut juga sebagai makromolekul. Setiap atom dari pasangan yang 20

terikat polimer di ikat oleh gaya tarik-menarik yang kuat yang disebut ikatan kovalen. Gaya tarik-menarik antar molekul dalam polimer antara lain ikatan hidrogen dan gaya van der waals, namun lebih lemah dari pada ikatan kovalen. Rantai polimer yang memiliki cabang banyak akan memiliki daya regang rendah yang disertai mudahnya meleleh. Polimer yang mempunyai ikatan silang akan bersifat termosetting, sedangkan polimer yang tidak mempunyai ikatan silang akan bersifat termoplastik. - Termosetting merupakan jenis polimer yang tetap keras dan tidak bisa lunak ketika dikenai panas, contoh jenis ini adalah bakelit. - Termoplastik merupakan jenis polimer yang dapat melunak ketika dikenai panas dan mengeras kembali setelah didinginkan. Polimer jenis inidapat dipanaskan berulang-ulang. Contoh jenis polimer ini adalah polietilena PE, Plastik poliproilena PP dll. Dalam sifat mekaniknya bahan polimer memiliki perilaku viskoelastisitas. ontohnya adalah mudah terjadinya pemelaran (creep) dan relaksasi, serta pada pengujian tarik sifatnya sangat dipengaruhi oleh laju pengujian tarik. Kekuatan tarik adalah salah satu sifat dasar dari bahan. Hubungan tegangan-regangan pada tarikan memberikan nilai yang cukup berubah tergantung pada laju tegangan, temperatur, serta kelembaban. Nilai kekuatan tarik diperoleh melalui persamaan (1)

Persamaan (1) dengan σ adalah tensile strength , sedangkan F adalah gaya tarik dan A0 adalah luas penampang awal. Pada bahan termoplastik besaran nilai kekuatan tarik berubah dengan penyearahan molekul rantai dalam bahan. Umumnya kekuatan tarik bahan polimer lebih rendah daripada bahan lain, misalnya baja. Kekuatan tarik nilon 66 adalah 6,5-8,4 kgf/mm2, PVC adalah 3,56,3 kgf/mm2, dan resin polietilen memiliki kekuatan tarik antara 0,7-8,4 kgf/mm2, sedangkan baja memiliki kuat tarik hingga 70 kgf/mm2 . Gambar 2.2 menunjukkan kelakuan tarikan dari bahan polimer dalam bentuk kurva tegangan regangan menurut karakteristiknya lunak atau keras, lemah atau kuat, dan getas atau liat.

21

Polimer juga memiliki daya perpanjangan (elongasi) bila dikenai gaya tarikan sesuai dengan sifat viskoelastisnya. Daya perpanjangan diperoleh melalui persamaan (2),

persamaan (2) dengan ε adalah daya elongasi, ∆l adalah perubahan panjang dan l0 adalah panjang mula-mula. Perbandingan antara tegangan/kuat tarik (σ) dan regangan/perpanjangan (ε) disebut modulus Young (E), seperti yang terlihat pada persamaan (3).

Persamaan (3) Modulus Young bahan polimer terletak di daerah 0,1-21×102 kgf/mm2 yang jauh lebih rendah daripada baja sebesar 200 x102 kgf/mm2 . Deformasi oleh penarikan sampai patah berbeda-beda tergantung pada jenis dan temperatur.

22

Tabel 2. 2 Sifat Mekanis Beberapa Film Polimer Sintesis dan Biopolimer (Sanjaya, 2011) Bahan Film

Tensile

Elongasi

Modulus

strength

(%)

Young (MPa)

(MPa) LDPE

10

620

166

HDPE

15– 40

500

800

Plastik Pati

22,85

6,05

377,686

12,12-43,22

1,27-2,6

465,99-3412,39

Pisang-Gelatin Pati Kulit SingkongGliserol Dalam kaitannya dengan kemasan plastik pula, akhir-akhir ini para pemerhati lingkungan meningkatkan perhatiannya terhadap sampah polimer yang merusak lingkungan. Oleh karena itu banyak sintesis polimer tahan lama (durable) yang beralih ke sintesis polimer yang dapat diurai (degradable) oleh lingkungan seperti sinar matahari dan mikroorganisme tanah. Polimer terdegradasi dari sinar matahari (fotodegradable) dapat terurai dengan menginkorporasi gugus-gugus karbonil yang menyerap radiasi ultraviolet (UV) sebagai energi untuk pembelahan ikatan (Stevens, 2001). Selain itu, mikroorganisme dapat menguraikan polimer-polimer dengan mengkatalisis hidrolisis (hidro-biodgradable) dan oksidasi

(oxo-biodegradable),

sedangkan

polimer

yang

murni

terdegradasi

oleh

mikroorganisme disebut biodegradable dimana polimer tersebut biasanya terbuat dari polimer alami. 2.9

Zinculame Zincalume Steel memiliki komposisi terbaik yaitu 55% aluminium, 43.5% Zinc dan

1.5% silicon. Kandungan aluminium memiliki daya tahan yang sangat baik terhadap korosi sedangkan kandungan zinc memiliki kelebihan akan kemampuannya dalam melindungi bagian pinggiran yang terpotong (cut edge protection). Mekanisme proteksi ganda inilah yang menjadi rahasia terbesar di balik kemampuan superior zincalume steel dalam menghadapi korosi. Korosi yang terjadi bada baja lapis sangat tergantung kepada material dasar yang digunakan serta wilayah dimana produk tersebut digunakan.

23

Kekuatan gaya tarik baja ringan tergantung kadar karbon yang dikandungnya dan cara pemproseskannya (Lisensi Teknologi). Baja ringan dengan tipe G 550 MPA artinya baja tersebut mempunyai kekuatan gaya tarik di atas 550 MPA. Tipe baja ringan G 550 MPA saat ini banyak beredar dipasar dengan kekuatan gaya tarik berkisar 650 MPA hingga 920 MPA. Baja lentur Hi-Ten memang sangat luar biasa dengan kemampuan gaya tariknya, bayangkan dengan diameter beberapa centimeter saja (kabel) mampu menarik tongkang (kapal tambahan) yang bederet dengan panjang lebih dari 1 km. Tapi ia mempunyai 2 kelemahann yaitu lemah pada gaya tekan, sebagai contoh, jika kabel baja ditekan, maka ia gampang sekali melengkung an mudah berkarat.

24

BAB III METODE PERCOBAAN

3.1

Diagram Alir Percobaan Start

Preparasi simple berupa Polimer dan Zincalume

Menempatkan bahan uji pada alat uji

Memberikan pembebanan sampai bahan uji putus

Mencatat beban maksimum dari beban luluhnya

Literatur

Data

Pembahasan

Kesimpulan

Selesai

Gambar 3. 1 Diagram Alir Percobaan 25

3.2

Alat dan Bahan

3.1.1 Alat Peralatan-peralatan yang digunakan dalam pengujian ini adalah : 1. Alat Uji Tarik

Gambar 3. 2 Alat Uji Tarik 2. Jangka Sorong

Gambar 3. 3 Jangka Sorong

3.1.2 Bahan

1. Polimer

Gambar 3. 4 Polimer 2. Zincalume

Gambar 3. 5 Zincalume 26

3.3

Prosedur Percobaan 1. Mengukur benda uji. 2. Mengukur panjang awal (Lo) atau gage length dan luas penampang benda uji. 3. Putar alat uji tarik sehingga terjadi pembebanan tarik sampai benda uji putus. 4. Melepaskan benda uji pada pegangan atas dan bawah, kemudian satukan keduanya seperti semula. 5. Mengukur panjang regangan yang terjadi.

27

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1

Data Hasil Percobaan Tabel 4. 1 Data Percobaan Benda Uji Diameter/tebal benda uji (mm) Luas area/luas penampang (mm)

Polimer 2 mm 10,14 mm Beban Panjang (kg) (mm) 0 122 1,2 122,3 3,380 122,7 5,195 123 7,565 123,6 8,960 124,4 7,950 124,8 7,170 125 6,120 125,6 5,035 126 4,020 126,3 3,070 126,9 2,315 127,2 1,760 127,7 1,02 128

Gambar 4. 1 Spesimen Polimer

Gambar 4. 2 Spesimen Zinc

4.2

Zincalume 2,24 mm 14,685 mm Beban Panjang (kg) (mm) 0 109 4,87 109,7 11,52 110,4 14,16 110,8 17,77 111,2 19,96 111,6 22,19 111,9 28 112,3 31,41 112,5 33,83 112,9 36,5 113,1 37,74 113,4 39,95 113,6 40,25 113,7 40,10 114

Hasil Perhitungan

4.2.1 Spesimen Polimer Dari data percobaan di atas, maka di peroleh perhitungan sebagai berikut: a. Luas Penampang (A0) A0 = P x L

Keterangan ; A0 = Luas penampang awal benda uji (mm2) P = Panjang penampang (mm) L = Lebar penampang (mm)

A0 = 0,39 x 0, 26 = 10,14 mm2

28

b. Tegangan σ=

F A0

Keterangan ; s = besarnya tegangan (kg/mm2) F = beban yang diberikan (kg) A0 =Luas penampang awal benda uji (mm2)

σ=

0 =0 Kg/mm2 10,14

σ=

5,195 7,565 8,960 =0,512 Kg/mm2 σ = =0,746 Kg/mm2 σ = =0,883 Kg/mm2 10,14 10,14 10,14

σ=

1,2 3,380 =0,118 Kg/mm2 σ = =0,333 Kg/mm2 10,14 10,14

c. Regangan 𝑒=

𝐿 − 𝐿𝑜 𝐿0

Keterangan ; e = Besar regangan L = Panjang benda uji setelah pengujian (mm) Lo = Panjang awal benda uji (mm)

𝑒=

122,3-122 122 e = 0,00245

𝑒=

122,7-122 122 e = 0,00573

𝑒=

123,6-122 122 e = 0,01311

𝑒=

124,4-122 122 e = 0,01967

𝑒=

𝑒=

123-122 122 e= 0,00819

124,8-122 122 e = 0,02295

Tabel 4. 2 Perhitungan Spesimen Polimer Beban (kg) 0 1,2 3,38 5,195 7,565 8,96 7,95 7,17 6,12

Panjang (mm) 122 122,3 122,7 123 123,6 124,4 124,8 125 125,6

A0 (mm2)

10,14

29

Tegangan (Kg/mm2) 0 0,118343 0,333333 0,512327 0,746055 0,883629 0,784024 0,707101 0,60355

Regangan 0 0,00245902 0,0057377 0,00819672 0,01311475 0,01967213 0,02295082 0,02459016 0,0295082

5,035 4,02 3,07 2,315 1,76 1,02

126 126,3 126,9 127,2 127,7 128

0,496548 0,39645 0,302761 0,228304 0,17357 0,100592

0,03278689 0,0352459 0,04016393 0,04262295 0,04672131 0,04918033

Berdasarkan perhitungan pada tabel 4.2 maka didapatkan grafik sebagai berikut :

Kurva Tegangan-Regangan

1 0.9 0.8

T e g a n g a n

0.7 0.6 0.5 0.4

0.3 0.2 0.1 0 0

0.01

0.02

0.03 Regangan

0.04

0.05

0.06

Gambar 4. 3 Kurva Tegangan dan Regangan Polimer Dari kurva tegangan dan regangan pada gambar 4.3 diperoleh data-data sebagai berikut : a. Kekuatan Tarik Su =

Pmax Ao

Keterangan ; Su

= Kekuatan tarik

Pmax = Besarnya tegangan maksimal (kg/mm2) A0 Su=

= Luas penampang awal benda uji (mm2)

8,96 10,14

= 0,883 kg/mm2 b. Kekuatan Luluh Ys=

Py Ao

Keterangan ; Ys = Besarnya tegangan luluh (kg/mm2) 30

Py = Besarnya beban di titik yield (kg) A0 = Luas penampang awal benda uji (mm2)

Ys=

7,565 10,14

= 0,746 Kg/mm2 c. Modulus elatisitas 𝑀𝑜 = 𝜏̅. 𝑒̅

Keterangan ; 𝜏̅ = Rata-rata tegangan 𝑒̅ = Rata-rata regangan

𝑀𝑜 = 0,426 x 0,0249 = 0,011 Kg/mm2 d. Tegangan Patah Pf=

Pt Ao

Keterangan ; Pf = Besarnya tegangan Patah (kg/mm2) Pt = Besarnya beban Saat Patah (kg) A0 = Luas penampang awal benda uji (mm2)

Pf=

1,02 10,14

= 0,1 Kg/mm2 e. Elongasi ef =

Lf - Lo x 100 % Lo

Keterangan ; ef = Besarnya tegangan Patah (kg/mm2) Lf = Panjang akhir benda uji (mm) L0 = Panjang awal benda uji (mm)

ef

– 122 = 128122

x 100 %

= 0,049 % f. Kelentingan 𝜇𝑜 = 1⁄2 𝜏̅. 𝑒̅

Keterangan ; 𝜏̅ = Tegangan luluh 𝑒̅ = Regangan luluh

𝜇𝑜 = 1⁄2 x 0,746 x 0,0131 = 0,0049 Kg/mm2

31

4.2.2 Spesimen Zincalume Dari data percobaan di atas, maka di peroleh perhitungan sebagai berikut: a. Luas Penampang (A0) A0 = P x L

Keterangan ; A0 = Luas penampang awal benda uji (mm2) P = Panjang penampang (mm) L = Lebar penampang (mm)

A0 = 0,33 x 0, 445 = 14,685 mm2 b. Tegangan 𝜎=

𝐹 𝐴0

Keterangan ; s = besarnya tegangan (kg/mm2) F = beban yang diberikan (kg) A0= Luas penampang awal benda uji (mm2)

σ=

0 14,685

= 0 Kg/mm2 σ=

14,16 14,685

= 0,964 Kg/mm2

σ=

4,87 14,685

= 0,331 Kg/mm2 σ=

17,77 14,685

= 1,210 Kg/mm2

σ=

11,52 14,685

= 0,784 Kg/mm2 σ=

19,96 14,685

= 1,359 Kg/mm2

c. Regangan 𝑒=

𝐿 − 𝐿𝑜 𝐿0

Keterangan ; e

= Besar regangan

L = Panjang benda uji setelah pengujian (mm) Lo =Panjang awal benda uji (mm)

𝑒=

109,7 -109 109 e = 0,0064

𝑒=

110,4-109 109 e = 0,0128

𝑒=

111,2-109 109 e = 0,020

𝑒=

111,6-109 109 e = 0,0238

𝑒=

𝑒=

32

110,8-109 109 e = 0,0165 111,9-109 109 e= 0,0266

Tabel 4. 3 Perhitungan Spesimen Zinc Beban (kg)

Panjang (mm)

0 4,87 11,52 14,16 17,77 19,96 22,19 28 31,41 33,83 36,5 37,74 39,95 41,25 40,1

109 109,7 110,4 110,8 111,2 111,6 111,9 112,3 112,5 112,9 113,1 113,4 113,6 113,7 114

A0 (mm2)

14,685

Tegangan (Kg/mm2)

Regangan

0 0,331631 0,784474 0,964249 1,210078 1,35921 1,511066 1,906708 2,138917 2,303711 2,485529 2,569969

0 0,006422 0,012844 0,0165138 0,0201835 0,0238532 0,0266055 0,0302752 0,0321101 0,0357798 0,0376147 0,040367

2,720463 0,0422018 2,808989 0,0431193 2,730678 0,0458716

Berasarkan perhitungan pada tabel 4.3 maka didapatkan grafik sebagai berikut :

Kurva Tegangan-Regangan

3 T 2.5 e 2 g a 1.5 n g 1 a n 0.5 0 0

0.01

0.02 0.03 Regangan

0.04

Gambar 4. 4 Kurva Tegangan dan Regangan Zinc

33

0.05

Dari kurva tegangan dan regangan pada gambar 4.4 diperoleh data-data sebagai berikut : a. Kekuatan Tarik Su=

Pmax Ao

Keterangan ; Su

= Kekuatan tarik

Pmax = Besarnya tegangan maksimal (kg/mm2) A0

= Luas penampang awal benda uji (mm2)

41,25 14,685

Su=

= 2,80 kg/mm2 b. Kekuatan Luluh Ys=

Py Ao

Keterangan ; Ys = Besarnya tegangan luluh (kg/mm2) Py = Besarnya beban di titik yield (kg) A0 = Luas penampang awal benda uji (mm2)

Ys=

39,95 14,685

= 0,746 Kg/mm2 c. Modulus elatisitas 𝑀𝑜 = 𝜏̅. 𝑒̅

Keterangan ; 𝜏̅ = Rata-rata tegangan 𝑒̅ = Rata-rata regangan

𝑀𝑜 = 1,721 x 0,0274 = 0,047 Kg/mm2 d. Tegangan Patah Pf=

Pt Ao

Keterangan ; Pf = Besarnya tegangan Patah (kg/mm2) Pt = Besarnya beban Saat Patah (kg) A0 = Luas penampang awal benda uji (mm2)

Pf=

40,1 14,685

= 2,73 Kg/mm2

34

e. Elongasi ef =

Lf - Lo x 100 % Lo

Keterangan ; ef = Besarnya tegangan Patah (kg/mm2) Lf = Panjang akhir benda uji (mm) L0 = Panjang awal benda uji (mm)

ef

– 109 = 114109

x 100 %

= 0,046 % g. Kelentingan 𝜇𝑜 = 1⁄2 𝜏̅. 𝑒̅

Keterangan ; 𝜏̅ = Tegangan luluh 𝑒̅ = Regangan luluh

𝜇𝑜 = 1⁄2 x 2,72 x 0,042 = 0,0571 Kg/mm2 4.3

Pembahasan Pada percobaan uji tarik ini, menggunakan bahan Polimer dan Zincalume. Proses

pengujiannya adalah dengan cara memasangkan specimen pada alat uji tarik. Dengan diberi gaya pengujian hingga dapat mengukur keelastisan dan karakter material sampai terjadi fracture. Spesimen ini berbentuk penampang persegi panjang. Pertama-tama, alat uji tarik dipersiapkan terlebih dahulu. Kemudian, spesimen ditempatkan pada pengait yang ada di bagian atas dan bagian bawah alat uji. Setelah itu putar tuas pembebanan pada alat untuk menentukan beban dan panjang. Putar dan amati hingga spesimen yang diuji putus. Setelah spesimen putus dapat diambil data dan dapat dianalisis. Data yang didapat adalah : 1. Luas Penampang (A0) Luas Penampang yang digunakan adalah pesegi panjang. Dapat diketahui dengan menggunakan rumus luas pesegi panjang yaitu: L=pxl Keterangan

: p = panjang l = lebar

2. Panjang Awal (L0) hingga Panjang Akhir (Lt) Satuan panjang yang digunakan pada spesimen ini adalah mm.

35

3. Beban Awal (F0) hingga Beban Akhir (Ft) Satuan beban yang digunakan adalah Kg. 4. Menentukan perhitungan tegangan regangan dan 6 sifat mekanis dari material. 4.3.1 Uji Tarik Polimer Berdasarkan hasil pengujian tarik pada bahan Polimer yang dilakukan, didapat kurva tegangan dan regangan yang ada pada gambar 4.3 dan didapatkan perubahan grafik dari deformasi elastis menjadi deformasi plastis, perubahan tersebut terjadi pada saat beban gaya mencapai 7,565 Kg dan fenomena fracture terjadi pada saat regangan bertambah 0,343 mm. Kuat tarik (Tensile Strengh) yang dicapai oleh polimer dicapai pada saat nilai mencapai 0,883 Kg/mm2 dimana tensile strength ini adalah nilai akhir sebelum terjadinya patahan. Pertambahan panjang ini terjadi akibat gaya yang diberikan hingga mencapai putus dan terbukti makin besar tegangan maka makin panjang regangan yang didapat. 4.3.2 Uji Tarik Zincalume Berdasarkan hasil pengujian tarik pada bahan Zincalume yang dilakukan, didapat kurva tegangan dan regangan yang ada pada gambar 4.4. Dari gambar 4.4 tersebut didapat titik yang menunjukan perubahan dari deformasi elastis ke deformasi plastis berada pada pemberian beban sebesar 39,95 Kg, dapat diketahui bahwa nilai yang berada pada tittik tersebut menunjukkan kekuatan luluh (yield strength) dimana didapat kekutan luluh pada titik tersebut adalah 2,72 Kg/mm2. Sedangkan nilai kekuatan tarik (tensile strength) pada spesimen polimer adalah 2,808 Kg/mm2, yang mana merupakan titik akhir pengujian tarik yang ditandai dengan perpatahan berada pada pemberian beban.

36

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1

Kesimpulan Prinsip dasar uji tarik yaitu dengan menarik suatu spesimen/benda kerja dengan alat

yang telah di atur sehingga gaya atau beban mengalami deformasi plastis.selain itu pada kurva 𝑓 − ∆𝑙 dan 𝜎 − 𝑒 menunjukan setiap material mengalami penurunan beban setelah mencapai necking dan sampai benda/material putus. Berdasarkan hasil dari pengujian tarik yang telah dilakukan. Maka telah didapat datadata perhitungan dari dua spesimen. a. Polimer -

Kekuatan Tarik

= 0,883 Kg/mm2

-

Kekuatan Luluh

= 0,746 Kg/mm2

-

Modulus elatisitas

= 0,011 Kg/mm2

-

Elongasi

= 0,49 %

-

Kelentingan

= 0,0489 Kg/mm2

-

Tegangan Patah

= 0,1 Kg/mm2

b. Zincalume

5.2

-

Kekuatan Tarik

= 2,808 Kg/mm2

-

Kekuatan Luluh

= 2,72 Kg/mm2

-

Modulus elatisitas

= 0,047 Kg/mm2

-

Elongasi

= 0,46 %

-

Kelentingan

= 0,0571 Kg/mm2

-

Tegangan Patah

= 2,73 Kg/mm2

Saran Dari kedua spesimen yang telah dilakukan pengambilan data percobaan tersebut

merupakan sebuah material yang mempunyai sifat mekanis yang berbeda. Keduanya memiliki fungsi masing-masing dalam penggunaan bahan material. Dalam halnya Polimer, polimer sangat baik penggunaannya dalam pembuatan material seperti plastik, pvc, jas hujan dan pembungkus makanan. Sedangkan Zincalume penggunaannya bisa dalam pembuatan material seperti kontruksi atap rumah dan pembungkus glasswool. 37

DAFTAR PUSTAKA

Ashby, Michael, 2007, “Materials – Engineering, Science, Processing and Design”, Shercliff: Elsevier Askeland., D. R., 1985, “The Science and Engineering of Material”, Alternate Edition, PWS Engineering, Boston, USA Dieter, E. George, 1993, “Metalurgi Mekanik”, Jakarta: PT. Gelora Aksara Pratama. Hajime Shudo. Uchidarokakuho, 1983, “Material Testing (Zairyou Shiken)” Steven, Malcolm. P. 2001. “Kimia Polimer”. Diterjemahkan oleh Dr. Ir. Iis S. Jakarta: Pradnya Paramita. Tim Laboratorium metalurgi, 2009, “Panduan Praktikum Laboratorium Metalurgi II”, Cilegon: FT. Untirta. William. D, Callister, 2004, “Material Science and Engineering: An Introduction” William Nash. Schaum’s Outlines, 1998. “Strength of Materials”.

38

LAMPIRAN

Lampiran 1 Perhitungan Spesimen Polimer a. Luas Penampang (A0) A0 = P x L

Keterangan ; A0 = Luas penampang awal benda uji (mm2) P = Panjang penampang (mm) L = Lebar penampang (mm)

A0 = 0,39 x 0, 26 = 10,14 mm2

b. Tegangan σ=

F A0

Keterangan ; s = besarnya tegangan (kg/mm2) F = beban yang diberikan (kg) A0 =Luas penampang awal benda uji (mm2)

σ=

0 =0 Kg/mm2 10,14

σ=

5,195 7,565 8,960 =0,512 Kg/mm2 σ = =0,746 Kg/mm2 σ = =0,883 Kg/mm2 10,14 10,14 10,14

σ=

7,95 7,17 6,12 =0,784 Kg/mm2 σ = =0,707 Kg/mm2 σ = =0,603 Kg/mm2 10,14 10,14 10,14

σ=

5,035 4,02 3,07 =0,496 Kg/mm2 σ = =0,396 Kg/mm2 σ = =0,303 Kg/mm2 10,14 10,14 10,14

σ=

2,315 1,76 =0,228 Kg/mm2 σ = =0,173 Kg/mm2 10,14 10,14

σ=

1,2 3,380 =0,118 Kg/mm2 σ = =0,333 Kg/mm2 10,14 10,14

σ=

1,02 =0,1 Kg/mm2 10,14

c. Regangan 𝑒=

𝐿 − 𝐿𝑜 𝐿0

Keterangan ; e = Besar regangan L = Panjang benda uji setelah pengujian (mm) 39

Lo = Panjang awal benda uji (mm)

𝑒=

122,3-122 122 e = 0,00245

𝑒=

122,7-122 122 e = 0,00573

𝑒=

𝑒=

123,6-122 122 e = 0,01311

𝑒=

124,4-122 122 e = 0,01967

𝑒=

𝑒=

125-122 122 e = 0,0295

𝑒=

125,6-122 122 e = 0,0327

𝑒=

𝑒=

126,3-122 122 e = 0,0352

𝑒=

126,9-122 122 e = 0,0401

𝑒=

127,7-122 122 e = 0,0467

𝑒=

𝑒=

123-122 122 e= 0,00819

124,8-122 122 e = 0,02295 126-122 122 e= 0,0352

127,2-122 122 e = 0,0426

128-122 122 e = 0,0491

d. Kekuatan Tarik Su =

Pmax Ao

Keterangan ; Su

= Kekuatan tarik

Pmax = Besarnya tegangan maksimal (kg/mm2) A0 Su=

= Luas penampang awal benda uji (mm2)

8,96 10,14

= 0,883 kg/mm2

e. Kekuatan Luluh Ys=

Py Ao

Keterangan ; Ys = Besarnya tegangan luluh (kg/mm2) Py = Besarnya beban di titik yield (kg) A0 = Luas penampang awal benda uji (mm2)

Ys=

7,565 10,14

= 0,746 Kg/mm2

40

f. Modulus elatisitas 𝑀𝑜 = 𝜏̅. 𝑒̅

Keterangan ; 𝜏̅ = Rata-rata tegangan 𝑒̅ = Rata-rata regangan

𝑀𝑜 = 0,426 x 0,0249 = 0,011 Kg/mm2

g. Tegangan Patah Pf=

Pt Ao

Keterangan ; Pf = Besarnya tegangan Patah (kg/mm2) Pt = Besarnya beban Saat Patah (kg) A0 = Luas penampang awal benda uji (mm2)

Pf=

1,02 10,14

= 0,1 Kg/mm2 h. Elongasi ef =

Lf - Lo x 100 % Lo

Keterangan ; ef = Besarnya tegangan Patah (kg/mm2) Lf = Panjang akhir benda uji (mm) L0 = Panjang awal benda uji (mm)

ef

– 122 = 128122

x 100 %

= 0,049 %

i. Kelentingan 𝜇𝑜 = 1⁄2 𝜏̅. 𝑒̅

Keterangan ; 𝜏̅ = Tegangan luluh 𝑒̅ = Regangan luluh

𝜇𝑜 = 1⁄2 x 0,746 x 0,0131 = 0,0049 Kg/mm2

Lampiran 2 Perhitungan Spesimen Zinc 41

a. Luas Penampang (A0) A0 = P x L

Keterangan ; A0 = Luas penampang awal benda uji (mm2) P = Panjang penampang (mm) L = Lebar penampang (mm)

A0 = 0,33 x 0, 445 = 14,685 mm2

b. Tegangan 𝜎=

𝐹 𝐴0

Keterangan ; s = besarnya tegangan (kg/mm2) F = beban yang diberikan (kg) A0= Luas penampang awal benda uji (mm2)

σ=

0 14,685

= 0 Kg/mm2 σ=

14,16 14,685

= 0,964 Kg/mm2 σ=

22,19 14,685

= 1,511 Kg/mm2 σ=

14,16 14,685

= 0,964 Kg/mm2 σ=

33,83 14,685

= 2,303 Kg/mm2 σ=

39,95 14,685

= 2,720 Kg/mm2

σ=

4,87 14,685

= 0,331 Kg/mm2 σ=

17,77 14,685

= 1,210 Kg/mm2 σ=

28 14,685

= 1,907 Kg/mm2 σ=

17,77 14,685

= 1,210 Kg/mm2 σ=

36,5 14,685

= 2,48 Kg/mm2 σ=

41,25 14,685

= 2,808 Kg/mm2

c. Regangan 42

σ=

11,52 14,685

= 0,784 Kg/mm2 σ=

19,96 14,685

= 1,359 Kg/mm2 σ=

31,41 14,685

= 2,138 Kg/mm2 σ=

19,96 14,685

= 1,359 Kg/mm2 σ=

37,74 14,685

= 2,569 Kg/mm2 σ=

40,1 14,685

= 2,730 Kg/mm2

𝑒=

𝐿 − 𝐿𝑜 𝐿0

Keterangan ; e

= Besar regangan

L = Panjang benda uji setelah pengujian (mm) Lo =Panjang awal benda uji (mm)

𝑒=

109,7 -109 109 e = 0,0064

𝑒=

110,4-109 109 e = 0,0128

𝑒=

𝑒=

111,2-109 109 e = 0,020

𝑒=

111,6-109 109 e = 0,0238

𝑒=

𝑒=

112,3 -109 109 e = 0,0302

𝑒=

112,5-109 109 e = 0,0321

𝑒=

𝑒=

113,1-109 109 e = 0,0376

𝑒=

113,4-109 109 e = 0,0403

𝑒=

113,7 -109 109 e = 0,0431

𝑒=

𝑒=

110,8-109 109 e = 0,0165 111,9-109 109 e= 0,0266

112,9-109 109 e = 0,0357 113,6-109 109 e= 0,0422

114-109 109 e = 0,458

d. Kekuatan Tarik Su=

Pmax Ao

Keterangan ; Su

= Kekuatan tarik

Pmax = Besarnya tegangan maksimal (kg/mm2) A0 Su=

= Luas penampang awal benda uji (mm2)

41,25 14,685

= 2,80 kg/mm2

e. Kekuatan Luluh Ys=

Py Ao

Keterangan ; Ys = Besarnya tegangan luluh (kg/mm2) Py = Besarnya beban di titik yield (kg) A0 = Luas penampang awal benda uji (mm2)

43

Ys=

39,95 14,685

= 0,746 Kg/mm2

f. Modulus elatisitas 𝑀𝑜 = 𝜏̅. 𝑒̅

Keterangan ; 𝜏̅ = Rata-rata tegangan 𝑒̅ = Rata-rata regangan

𝑀𝑜 = 1,721 x 0,0274 = 0,047 Kg/mm2

g. Tegangan Patah Pf=

Pt Ao

Keterangan ; Pf = Besarnya tegangan Patah (kg/mm2) Pt = Besarnya beban Saat Patah (kg) A0 = Luas penampang awal benda uji (mm2)

Pf=

40,1 14,685

= 2,73 Kg/mm2

h. Elongasi ef =

Lf - Lo x 100 % Lo

Keterangan ; ef = Besarnya tegangan Patah (kg/mm2) Lf = Panjang akhir benda uji (mm) L0 = Panjang awal benda uji (mm)

ef

– 109 = 114109

x 100 %

= 0,046 %

i. Kelentingan 𝜇𝑜 = 1⁄2 𝜏̅. 𝑒̅

Keterangan ; 𝜏̅ = Tegangan luluh 𝑒̅ = Regangan luluh

𝜇𝑜 = 1⁄2 x 2,72 x 0,042 = 0,0571 Kg/mm2 44

Lampiran 3 Blangko Praktikum

PRAKTIKUM MATERIAL TEKNIK Laboratoium Teknik Industri FT.UNSERA

BLANGKO PENGAMATAN UJI TARIK Kelompok:

Nama dan NIM

Tanggal Praktikum: Benda Uji Diameter/tebal benda uji (mm) Luas area/luas penampang (mm)

Spesimen 1

Beban (kg)

Panjang (mm)

Spesimen 2

Beban (kg)

Panjang (mm)

Gambar Spesimen 1

Gambar Spesimen 2

Dosen/Assisten :……………………………….………..

45

Paraf : …………………………………….

Lampiran 4 Dokumentasi Selama Praktikum

46

47

48