MAKALAH UJI TARIK/TENSIL ROUNDBAR

 

BAB I

DASAR TEORI

 

1.1 Definisi Tensile Test

Kekuatan tarik adalah salah satu sifat mekanik yang sangat penting dan dominan dalam suatu perancangan konstruksi dan proses manufaktur. Setiap material atau bahan memiliki sifat (kekerasan, kelenturan, dan lain lain) yang berbeda-beda. Untuk dapat mengetahui sifat mekanik dari suatu material maka diperlukan suatu pengujian, salah satu pengujian yang paling sering dilakukan yaitu uji tarik (tensile test). Pengujian ini memiliki fungsi untuk mengetahui tingkat kekuatan suatu material dan untuk mengenali karakteristik pada material tersebut.

Kekuatan tarik adalah kemampuan suatu bahan untuk menerima beban atau tegangan tanpa menyebabkan material tersebut menjadi patah. Kekuatan tarik suatu bahan didapat dari hasil uji tarik (tensile test) yang dilaksanakan berdasarkan standart pengujian yang telah baku seperti ASTM, JIS, DIN dan yang lainnya. Untuk melakukan pengujian tarik, dibuat spesimen dari material yang akan diuji terlebih dahulu sesuai standart yang digunakan.

Pada pengujian tarik, spesimen diberi beban yang semakin besar secara kontinu dengan arah tegak lurus penampang melintangnya, Sebagai akibat pembebanan  tersebut, spesimen mengalami perubahan panjang. Perubahan beban (P) dan perubahan panjang ( ) akan tercatat pada mesin uji tarik berupa grafik yang merupakan fungsi beban dan pertambahan atau lebih dikenal sebagai grafik P. P merupakan batas berlakunya hukum tersebut. Oleh karena itu titik p disebut juga batas proporsional. Sedikit di atas titik p terdapat titik e yang merupakan batas elastis dimana bila beban di hilangkan maka belum terjadi pertambahan panjang permanen dan spesimen kembali ke panjang semula. Daerah di bawah titik e disebut daerah elastis. Sedangkan di atasnya disebut daerah plastis.

Terdapat beberapa spesimen pada uji tarik. Uji Tarik (Tensile Test) adalah suatu metode yang digunakan untuk menguji kekuatan (tensile strength) suatu material/bahan dengan cara memberikan beban (gaya statis) yang sesumbu dan diberikan secara lambat atau cepat. Diperoleh hasil sifat mekanik dari pengujian ini berupa kekuatan dan elastisitas dari material/bahan.

Nilai kekuatan dan elastisitas dari material uji dapat dilihat dari kurva hasil uji tarik. Selain kekuatan dan elastisitas, sifat lain yang dapat diketahui adalah sebagai berikut :

1. Kekuatan luluh dari material

2. Keuletan dari material

3. Kelentingan dari suatu material

Pengujian dilakukan dengan tujuan untuk melengkapi informasi rancangan dasar kekuatan suatu material/bahan dan juga sebagai referensi pendukung untuk spesifikasi material/bahan. Kekuatan ini ada beberapa macam, tergantung pada jenis beban yang bekerja, yaitu kekuatan tarik, kekuatan geser, kekuatan tekan kekuatan torsi dan kekuatan lengkung. Sifat Mekanik yang didapat dari uji tarik meliputi :

 

1. Tegangan Tarik

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 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.

2. Pengukuran Batas Luluh (Yielding)

Batas luluh adalah titik yang menunjukkan perubahan dari deformasi elastis ke deformasi plastis.Tegangan dimana deformasi atau batas luluh mulai teramati tergantung pada kepekaan pengukuran regangan.

3. Pengukuran Keuletan.

Keuleten adalah kemampuan suatu bahan untuk menahan beban pada daerah plastis tanpa terjadi perpatahan. Secara umum pengukuran keliatan dilakukan untuk memenuhi kepentingan tiga buah hal:

1. Untuk menunjukan perpanjangan 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.

 

4. 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.

 

5. Kelentingan (Resilience)

Kelentingan adalah kemampuan suatu bahan untuk menyerap energi pada waktu berdeformasi secara elastis dan kembali ke bentuk awal apabila bebannya dihilangkan. Kelentingan biasanya dinyatakan sebagai modulus kelentingan, yakni energi regangan tiap satuan volume yang dibutuhkan untuk menekan bahan dari tegangan nol hingga tegangan luluh σ0

 

 

6. Ketangguhan (Toughness)

Ketangguhan (Toughness) adalah kemampuan menyerap energi pada daerah plastik. Kemampuan untuk menahan beban yang kadang-kadang diatas tegangan luluh tanpa terjadi patah, dan khususnya diperlukan pada bagian–bagian rantai, roda gigi, kopling mobil barang, dan cangkuk kran. Pada umumnya ketangguhan menggunakan konsep yang sukar dibuktikan atau didefinisikan. Salah satu menyatakan ketangguhan adalah meninjau luas keseluruhan daerah di bawah kurva tegangan-regangan. Luas ini menunjukan jumlah energi tiap satuan volume yang dapat dikenakan kepada bahan tanpa mengakibatkan pecah. Baja pegas karbon tinggi mempunyai kekuatan luluh dan kekuatan tarik lebih tinggi dibandingkan baja struktur karbon menengah. Akan tetapi baja struktur lebih liat dan memiliki perpanjangan total lebih besar. Luas keseluruhan daerah dibawah kurva tegangan-regangan lebih besar untuk baja struktur, oleh karena itu baja struktur merupakan bahan yang lebih tangguh. Hal ini menunjukan bahwa ketangguhan adalah parameter yang terdiri dari dua hal yakni tegangan dan keliatan. Terdapat beberapa cara pendekatan matematik untuk menentukan luas daerah di bawah kurva tegangan- regangan.

 

 

Prosedur Pengujian Tarik :

Terdapat beberapa bentuk spesimen pada pengujian tarik. Adapun bentuk dari spesimen tersebut adalah sebagai berikut :

a. Spesimen Bentuk Pelat (Plate Form)

Dalam ASTM E8 (Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials) telah diatur mengenai bentuk spesimen uji tarik yang baku. Dalam standar tersebut, sebuah spesimen uji tarik harus memiliki spesifikasi tertentu meliputi Gauge Length (G), Width (W), Thickness (T), Radius (R), Over all length (L), Length of Reduced (A), Length of Grip Section (B), dan Width of Grip Section (C).

Dalam ASTM E8 juga diatur dimensi standar dari spesimen uji tarik berbentuk Round Bar, seperti yang terlihat pada Tabel 2 di bawah ini. Tabel 1 Dimensi Spesimen Uji Tarik Pelat Berdasarkan ASTM E8.

Gambar 1 Spesimen Uji Tarik Pelat Berdasarkan ASTM E8

 

Pada Tabel 1 ditunjukkan bahwa dimensi spesimen uji tarik harus memenuhi, panjang Gauge Length (G) sebesar 2 inch (50.8 mm), dimensi Width (W) sebesar 0.5 inch (12.7 mm) dan lebar area cekam sekitar 3/4 in. (19.05 mm). Dibagian tengah dari batang uji (bagian yang paralel) adalah bagian yang menerima tegangan yang uniform dan pada bagian ini disebut panjang ukur (gauge length), yaitu bagian yang dianggap menerima pembebanan, bagian ini selalu diukur panjangnya selama proses pengujian.

b. Spesimen Bentuk Silinder (Round Bar Form).

Jika batang uji berupa round bar maka ditentukan gauge length nya berdasarkan ASTM E8 (Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials) adalah 2 in. (50.8 mm). Disertai pembentukan diameter spesimen uji sebesar 0.5 in. (12.7 mm) , radius of fillet 3/8 in. dan Length of reduced section (A) sebesar 2 ¼ in. Pada Gambar 2 berikut ini, ditunjukkan bentuk spesimen uji round bar sesuai dengan ASTM E8.

Gambar 2 Spesimen Uji Tarik Bentuk Round Bar Berdasarkan ASTM E8

Dalam ASTM E8 juga diatur dimensi standar dari spesimen uji tarik berbentuk Round Bar, seperti yang terlihat pada Tabel 2 di bawah ini Tabel 2 Dimensi Spesimen Uji Tarik Pelat Berdasarkan ASTM E8.

c. Spesimen Bentuk Baja Tulangan Beton Sirip

Besi beton diproduksi secara umum terdiri dari 2 jenis yaitu besi beton permukaan polos (round bar) dan besi beton ulir (deformed bar). Perbedaan dua jenis besi tersebut adalah terletak pada bagian permukaannya. Besi polos mempunyai penampang bundar dengan permukaan tidak bersirip, sedangkan besi ulir memiliki berbentuk sirip melintang (sirip ikan). Pada Gambar 3 ditunjukkan perbedaan antara besi beton polos dan besi beton ulir.

Gambar 3 Spesimen Uji Tarik Bentuk Besi Beton Ulir

Batang uji berupa deformed diratakan dulu ujung-ujungnya supaya dapat diperoleh pengukuran panjang yang lebih presisi. Dalam menghitung diameter batang uji deformed tidak bisa dilakukan seperti beton polos karena permukaan bidang deformed memiliki bentuk sirip melintang. Melalui Persamaan 1 dan Persamaan 2, penentuan diameter awal (Do) dan gauge length (Lo) dapat dilakukan. Besi beton ulir diukur massanya di timbangan digital, untuk menghitung diameter awal beton ulir.

Selanjutnya diukur panjang total dari batang uji dengan menggunakan jangka sorong. Batang uji diukur pada penampang panjang yang paling rata agar didapatkan nilai hasil uji yang akurat. Langkah berikutnya yakni dengan memasukkan massa jenis dari bahan baja ke Persamaan 1 berikut ini. Persamaan tersebut didasarkan pada perhitungan massa, massa jenis dan panjang total dari batang uji.

Do = √4𝑚 𝜋𝜌𝐿

Dengan :
Do = diameter awal besi beton ulir (mm)
m = massa besi beton ulir (g)
𝜌 = massa jenis besi beton ulir (7.85 g/cm3)
L = panjang total besi beton ulir (mm)

Setelah diketahui diameter awal besi beton ulir dilanjutkan menghitung gauge length (Lo) dengan Persamaan 2 di bawah ini.

Lo = 8 x Do

Dengan :
Lo = panjang gauge length besi beton ulir (mm)
Do = diameter awal besi beton ulir (mm)

Spesimen akan diberi beban uji aksial yang semakin besar secara kontinyu. Akibat dari pembebanan aksial tersebut, spesimen akan mengalami perubahan panjang. Perubahan beban (P) dan perubahan panjang (∆L) tercatat pada mesin uji tarik berupa grafik, yang merupakan fungsi beban dan pertambahan panjang dan disebut sebagai grafik P – ∆L dan kemudian dijadikan grafik Stress-Strain yang menggambarkan sifat bahan secara umum seperti pada Gambar 4 berikut ini.

Gambar 4 Grafik P – ∆L hasil pengujian Tarik

Keterangan :
A = Titik propolsionalitas
B = Titik elastis
C = Titik yield
D = Titik maksimum
E = Titik patah

Dari Gambar 4 di atas tampak bahwa sampai titik A perpanjangan sebanding dengan pertambahan beban. Pada daerah inilah berlaku hukum Hooke, sedangkan titik C merupakan batas berlakunya hukum tersebut. Oleh karena itu titik A di sebut juga batas proporsional. Sedikit di atas titik A terdapat titik B yang merupakan batas elastis di mana bila beban dihilangkan maka belum terjadi pertambahan panjang permanen dan spesimen kembali ke panjang semula.

Daerah di bawah titik B disebut daerah elastis. Sedangkan di atasnya disebut daerah plastis. Di atas titik B terdapat titik C yang merupakan titik yield (luluh) yakni di mana logam mengalami pertambahan panjang tanpa pertambahan beban yang berarti. titik yield merupakan keadaan dimana spesimen terdeformasi dengan beban minimum.

Pada kenyataannya karena perbedaan antara ketiga titik A, B dan C sangat kecil maka untuk perhitungan teknik seringkali keberadaan ketiga titik tersebut cukup diwakili dengan titik C saja. Dalam kurva titik yield ditunjukkan pada bagian kurva yang mendatar atau beban relatif tetap. Titik C ini tidak sama untuk semua logam. Pada material yang ulet misalkan besi murni dan baja karbon rendah, titik C tampak sangat jelas. Namun pada umumnya penampakan titik C tidak tampak jelas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BAB II

METODE PRAKTIKUM

 

2.1 Alat dan Bahan Tensile Test

1.      Grip untuk pelat

2.      Grip untuk silinder 

3.      Spesimen pelat

4.      Baja tulangan bentuk sirip

5.      Rounded bar

6.      Jangka sorong

7.      Penitik

8.      Palu

9.      Kertas millimeter

10.  Pena 

11.  Neraca digital

12.  Universal testing mesin dengan kapasitas 100.000 newton, dengan 2 bagian

·         Bagian pertama, untuk penjepit pada material uji 

·         Bagian kedua, mesin yang digunakan untuk control parameter atau pelaksanaan pengujian 

 

2.2 Langkah kerja Uji Tarik (Tensile Test) :

Urutan langkah kerja yang dilakukan dalam pengujian ini adalah:

1.    Menyiapkan spesimen.

Langkah yang dilakukan dalam menyiapkan spesimen adalah:
Ambil spesimen dan jepit pada ragum.
Siapkan kikir, dan kikir bekas machining pada spesimen yang memungkinkan menyebabkan salah ukur.
Ulangi langkah di atas untuk seluruh spesimen.

2.    Pembuatan gauge length.

Langkah yang dilakukan dalam pembuatan gauge length adalah:
Siapkan penitik dan tandai spesimen dengan dua titikan sejuh 60 mm untuk spesimen plate bar dan round bar. Sedangkan untuk beton neser gauge lenghtnya 8 x diameter. Dimana gauge lenght untuk beton neser diperoleh:
ℓ = 78.40 mm
m = 177.38 gram
ρbaja = 0,00785 gram/mm3
d= √((4 m)/(π ρ l))
d= √((4 x 177.38)/(π 0,00785 x 78.40))
= 9,816 mm
Sehingga gauge lenght beton neser
ℓ0 = 8 x 9,816
= 78,526 mm
Ulangi langkah di atas untuk seluruh spesimen.

3.    Pengukuran dimensi

Langkah yang dilakukan dalam pengukuran dimensi adalah:
Ambil spesimen dan ukur dimensinya.
Catat jenis spesimen dan data pengukurannya pada lembar kerja.
Ulangi langkah di atas untuk seluruh spesimen.

4.    Pengujian pada mesin uji tarik.

Langkah yang dilakukan dalam pengujian pada mesin uji tarik adalah:
Catat data mesin pada lembar kerja.
Ambil kertas milimeter dan pasang pada tempatnya.
Ambil spesimen dan letakkan pada tempatnya secara tepat.
Setting beban dan pencatat grafik pada mesin tarik.
Berikan beban secara kontinyu sampai spesimen patah.
Catat besarnya beban pada saat yield, ultimate dan ketika patah yang nilainya tampak pada monitor beban.
Setelah patah, ambil spesimen dan ukur panjang dan luasan penampang yang patah .
Ulangi langkah di atas untuk seluruh spesimen. Untuk pengujian pada mesin uji tarik bisa dilihat pada

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BAB III

PEMBAHASAN DAN KESIMPULAN

 

3.1 Pembahasan dan Kesimpulan

Uji Tarik (Tensile Test) adalah suatu metode yang digunakan untuk menguji kekuatan (tensile strength) suatu material/bahan dengan cara memberikan beban (gaya statis) yang sesumbu dan diberikan secara lambat atau cepat. Sifat-sifat mekanis yang dapat diketahui dari hasil pengujian tarik adalah kekuatan tarik, kuat luluh dari material, keuletan dari material, modulus elastic dari material, kelentingan dari suatu material, ketangguhan.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

 

Firmansyah. 2020.  “Tensile Test”. https://www.detech.co.id/tensile-test/. Diakses pada 16 September 2021

 

Marine Engineering, 2017, Uji Tarik (Tensile Test), http://d4meppns.blogspot.com/, Diakses pada 16 September 2021

 

Kurniawan, Eka. 2020.  “Tensile Test”, http://ekakurniawanput.blogspot.com/p/uji-tarik.html, Diakses pada 16 September 2021

 

https://www.alatuji.com/index.php?/article/detail/490/menguji-kekuatan-tarik-dengan-alat-tensile-strength