Matakuliah Tahun Versi : S0024/Mekanika Bahan : September 2005 : 1/1 Pertemuan 8 Tegangan danRegangan Normal 1 Learning Outcomes Pada akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa akan mampu : • Mengetahui diagram tegangan dan regangan serta hubungannya TIK - 6 2 Outline Materi • Tegangan normal • Regangan normal • Hubungan tegangan dan regangan 3 Tegangan Normal • Suatu batang lurus mengalami perubahan panjang bila dibebani secara aksial yaitu menjadi panjang jika mengalami tarik dan menjadi pendek jika mengalami tekan. 4 = perpanjangan adalah hasil kumulatif dari perpanjangan semua elemen bahan diseluruh volume batang = regangan = perpanjangan persatuan panjang L • Jika batang mengalami tarik maka regangannya regangan tarik dan batang memanjang 5 • Jika batang mengalami tekan maka regangannya regangan tekan dan batang memendek = regangan disebut regangan normal karena berkaitan dengan tegangan normal dan regangan ini tak berdimensi / tidak ada satuan 6 • Batang baja panjang L = 2 m dapat memanjang 1,4 mm bila dibebani tarik 1,4 mm 0,0007 700 x 10 -6 (0,07%) L 2m 7 Besaran Mekanika Bahan • Untuk memahami perilaku mekanis dari bahan yang digunakan caranya dengan melakukan eksperimen di laboratorium • Tegangan aksial pada benda uji dihitung dengan = beban aksial P luas penampang A 8 • Jika luas benda uji digunakan dalam perhitungan maka tegangannya disebut tegangan nominal • Harga tegangan sebenarnya dihitung dengan luas penampang batang sebenarnya pada saat kegagalan terjadi dimana luas aktual lebih kecil dari luas awal 9 • Sesudah melakukan uji tarik / tekan dan menentukan tegangan dan regangan pada berbagai taraf beban maka dapat diplot diagram tegangan versus regangan • Diagram tegangan regangan merupakan karakteristik dari bahan yang diuji dan memberi informasi penting tentang besaran mekanis dan jenis perilaku 10 Tegangan dan Regangan • Contoh : Bahan baja lunak / baja struktural yang mengalami tarik dapat dibuat diagram tegangan regangan tegangan ultimate tegangan luluh limit proporsional D .A B O daerah linier C luluh atau plastis sempurna Strani Necking hardening E 11 – Mulai dari O ke A = garis lurus berarti linier atau proporsional disebut modulus elastisitas E – Titik B titik luluh – Antara B dan C terjadi perpanjangan tanpa ada pertambahan gaya tarik disebut plastis sempurna 12 – Perpanjangan dari C ke D membutuhkan peningkatan beban tarik sampai harga max di D disebut tegangan ultimate – Penarikan lagi dengan pengurangan beban akan terjadi putus / patah di titik E 13 • Hubungan linier antara tegangan dan regangan (untuk batang mengalami tarik/tekan) E • Disebut sebagai hukum Hooke E = modulus elastisitas disebut modulus Young = tegangan aksial = regangan aksial 14 • Bila suatu batang prismatis dibebani tarik perpanjangan aksial disertai degan kontraksi lateral (tegak lurus arah beban) mengalami perubahan bentuk (lihat gbr) 15 • Gaya aksial harus konstan diseluruh panjang batang demikian hingga regangan aksial konstan, bahannya homogen (bahan mempunyai komposisi sama sehingga besaran elastis sama disetiap titik) agar regangan lateral seragam besaran elastis harus sama disemua arah yang tegak lurus sumbu longitudinal • Bahan yang mempunyai besaran yang sama dalam semua arah (aksial,lateral) disebut isotropik. Jika besarannya berbeda pada berbagai arah maka bahan disebut anisotropik / aelotropik 16 • Kasus khusus dari anisotropik terjadi jika besaran pada arah tertentu diseluruh bahan dan besaran disemua arah yang tegak lurus arah tersebut sama maka bahan ini disebut ortotropik I • Rasio regangan lateral terhadap regangan aksial dikenal dengan I lateral strain Poisson ratio aksial strain 17 • Untuk batang yang mengalami tarik, regangan aksial adalah positif dan regangan lateral negatif I (karena lebar batang berkurang ) untuk batang yang mengalami tekanan, regangan aksial adalah negatif dan regangan lateral positif (batang lebih pendek) • Untuk bahan biasa Poisson Ratio selalu positif 18
© Copyright 2024 Paperzz
