KARAKTERISTIK MEKANIK LOGAM Materi - 4 Dr. Eko Pujiyanto , S.Si., M.T. Homepage : eko.staff.uns.ac.id/3-material-teknik
Isi • Pendahuluan • Konsep tegangan dan regangan Uji tarik , Uji tekan, Regangan Geser dan Torsi
• Deformasi elastis • Deformasi plastis Luluh dan Kekuatan Luluh, Kekuatan Tarik, Keuletan, Resilience , Ketangguhan dan Kekerasan
• Faktor keamanan dalam desain • Sifat mekanik lainnya
Pendahuluan
Figure 6.1 Aircraft, such as the one shown here, makes use of aluminum alloys and carbonfiber-reinforced composites. (Courtesy of Getty Images.)
Figure 6.2 The materials used in sports equipment must be lightweight, stiff, tough, and impact resistant. (Courtesy of Getty Images.)
Pendahuluan • Why Study the Mechanical Properties of Metals? – Define engineering stress and engineering strain – Producing and fabricating materials to meet service requirements as predicted by these stress analyses – Understanding of the relationships between the microstructure of materials and their mechanical properties – Metals are frequently chosen for structural applications because they have desirable combinations of mechanical characteristics
Stress Dan Strain • Sifat mekanik bahan adalah : hubungan antara respons atau deformasi bahan terhadap beban yang bekerja. • Sifat mekanik : berkaitan dengan kekuatan, kekerasan, keuletan, dan kekakuan. • Stress = tegangan • Strain = regangan • Bahan dapat dibebani dengan 4 cara : tarik, tekan, geser dan torsi.
Stress Dan Strain tarik
tekan
F = Tegangan L,A = Regangan geser
torsi
Contoh Kurva Stress Dan Strain
Uji Tarik • Adalah salah satu uji stress-strain mekanik yang bertujuan untuk mengetahui kekuatan bahan terhadap gaya tarik. • Dalam pengujiannya, bahan uji ditarik sampai putus.
Uji Tarik
Alat dan Spesimen Uji Tarik
On line experiment dan video • On line experiment http://www.mtu.edu/materials/k12/experimen ts/tensile/ • Video – Steel – Polyuretan
Standar dan Rumus Uji Tarik • ASTM Standards E 8 and E 8M, “Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials.”
Standar dan Rumus Uji Tarik
Uji tekan • Bahan uji (biasanya material yang getas) diberikan gaya tekan. • Rumus tegangan dan regangan sama dengan yang dipakai pada uji tarik, hanya tanda beban negative (tekan). • Hasil uji akan memberikan harga negative.
Contoh Standar Uji tekan • ASTM Standards E 9, “Standard Test Methods for Compressive Testing of Metallic Materials.”
Contoh Standar Uji tekan • ASTM Standards E 9, “Standard Test Methods for Compressive Testing of Metallic Materials.”
Regangan dan Tegangan geser
Regangan dan Tegangan geser • Rumus Regangan geser
• Rumus Tegangan geser
Regangan dan Tegangan geser
Figure 6.38 Scanning electron micrographs of an annealed 1018 steel exhibiting ductile fracture in a tensile test. (a) Equiaxed dimples at the flat center of the cup and cone, and (b) elongated dimples at the shear lip (x 1250) (c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.
Uji Torsi • Torsi adalah variasi dari gaya geser murni. • Bahan uji diberikan gaya puntir yang akan menimbulkan gerak putar pada sumbu penggerak atau mesin bor.
Standar Uji geser dan torsi • ASTM Standard E 143, “Standard Test Method for Shear Modulus at Room Temperature.”
Sifat stress dan strain
(c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.
Sifat stress dan strain
Figure 6.9 Tensile stress-strain curves for different materials. Note that these are qualitative
Deformasi Elastis • Besarnya deformasi atau regangan pada sebuah material bergantung kepada besarnya tegangan. • Pada sebagian besar metal, tegangan dan regangan adalah proporsional dengan hubungan (Hukum Hooke) : Tegangan (Stress)
Regangan (Strain)
Deformasi Elastis • Untuk logam harga E : 4,5.104 s.d 40,7.104 MPa. • Bahan disebut mengalami DEFORMASI ELASTIS Jika tegangan dan regangan besarnya proporsional. Deformasi elastis adalah tidak permanen, artinya jika beban dilepaskan maka bahan kembali ke bentuk semula.
Deformasi Elastis • Deformasi Elastis Non Linear
Deformasi Elastis • Dalam skala atom, deformasi elastis adalah perubahan jarak antar atom. • Jadi besar modulus elastisitas adalah besarnya tahanan atom-atom yang berikatan.
Deformasi Elastis
Deformasi Elastis
Deformasi Elastis • Rasio poisson
Materials subject to tension shrink laterally. The ratio of lateral and axial strains is called the Poisson's ratio υ.
