Deformasi Elastis
Deformasi Elastis Figure 6.14 Comparison of the elastic behavior of steel and aluminum. For a given stress, aluminum deforms elastically three times as much as does steel
Deformasi Elastis
Deformasi Plastis • Pada kebanyakan logam, deformasi elastis hanya terjadi sampai regangan 0.005. • Jika bahan berdeformasi melewati batas elastis, tegangan tidak lagi proporsional terhadap regangan. • Daerah ini disebut daerah plastis
0.005
Deformasi Plastis • Pada daerah plastis, bahan tidak bisa kembali ke bentuk semula jika beban dilepaskan. • Pada tinjauan mikro : deformasi plastis mengakibatkan putusnya ikatan atom dengan atom tetangganya dan membentuk ikatan yang baru dengan atom yang lainnya. • Jika beban di lepaskan, atom ini tidak kembali keikatan awalnya.
Deformasi Plastis (Sifat Tarik) Luluh dan Kekuatan Luluh • Titik luluh terjadi pada daerah dimana deformasi plastis pada logam. • Pada grafik σ-ε berbelok secara bertahap sehingga titik luluh ditentukan dari awal perubahan kurva σ-ε dari linier ke lengkung. • Titik ini di sebut batas proporsional ( titik p pada gambar).
Deformasi Plastis (Sifat Tarik) Luluh dan Kekuatan Luluh • Pada kenyataannya titik p ini tidak bisa ditentukan secara pasti. • Kesepakatan di buat dimana di tarik garis lurus paralel, dengan kurva σ-ε dengan harga ε= 0.002. Perpotongan garis ini dengan kurva σ-ε didefinisikan sebagai kekuatan luluh Ty.
Deformasi Plastis (Sifat Tarik) Kekuatan Tarik
• Setelah titik luluh, tegangan terus naik dengan berlanjutnya deformasi plastis sampai titik maksimum dan kemudian menurun sampai akhirnya patah. • Kekuatan tarik adalah tegangan maksimum (titik M) pada kurva σ-ε. • Hal ini berhubungan dengan tegangan maksimum yang bisa di tahan struktur pada kondisi tarik.
Deformasi Plastis (Sifat Tarik) Kekuatan Tarik Kekuatan tarik adalah tegangan maksimum (titik M) pada kurva σ-ε.
Deformasi Plastis (Sifat Tarik) Keuletan • Mengukur derajat deformasi plastis pada saat patah. • Bahan yang mengalami sedikit atau tidak sama sekali deformasi plastis di sebut rapuh.
Deformasi Plastis (Sifat Tarik) Keuletan
Deformasi Plastis (Sifat Tarik) Keuletan
Deformasi Plastis (Sifat Tarik) Resilience • Adalah kapasitas material untuk menyerap energi ketika mengalami deformasi elastis dan ketika beban dilepaskan, energi ini juga dilepaskan. • Modulus resilience, Ur : adalah energi regang persatuan volume yang diperlukan sehingga material mendapat tegangan dari kondisi tidak berbeban ketitik luluh. • Material yang mempunyai sifat resilience adalah material yang mempunyai tegangan luluh tinggi (σy) dan modulus elastisitas rendah. Contoh : alloy untuk pegas.
Deformasi Plastis (Sifat Tarik) Ketangguhan ( Toughness ). • Adalah kemampuan bahan untuk menyerap energi sampai patah. • Satuan ketangguhan = satuan resilience • Bahan ulet -> bahan tangguh • Bahan getas ->bahan tidak tangguh
Deformasi Plastis (Sifat Tarik) Ketangguhan ( Toughness ).
Tegangan dan Regangan Sebenarnya
Tegangan dan Regangan Sebenarnya • Tegangan dan regangan sebenarnya diukur berdasarkan luas penampang sebenarnya pada saat diberikan beban.
Tegangan dan Regangan Sebenarnya
Elastic Recovery During Plastic Deformation •
•
•
If a material is deformed plastically and the stress is then released, the material ends up with a permanent strain. If the stress is reapplied, the material again responds elastically at the beginning up to a new yield point that is higher than the original yield point. The amount of elastic strain that it will take before reaching the yield point is called elastic strain recovery.
Kekerasan (hardness) • Kekerasan adalah mengukur ketahanan material terhadap deformasi plastis yang terlokalisasi (lengkungan kecil atau goresan). • Macam- macam uji kekerasan : • • • •
Uji Uji Uji Uji
kekerasan kekerasan kekerasan kekerasan
Rockwell Brinell Vicker Knoop
Kekerasan (hardness)
Kekerasan (hardness) Brinell Testing (c)
Figure 2.13 Indentation geometry in Brinell testing; (a) annealed metal; (b) work-hardened metal; (c) deformation of mild steel under a spherical indenter. Note that the depth of the permanently deformed zone is about one order of magnitude larger than the depth of indentation. For a hardness test to be valid, this zone should be fully developed in the material. Source: M. C. Shaw and C. T. Yang.
Kekerasan (hardness)
Figure 6-33 A scanning electron micrograph showing crack propagation in a PZT ceramic. (Courtesy of Wang
and Raj N. Singh, Ferroelectrics, 207, 555–575 (1998).)
Konversi Kekerasan
Kekerasan (hardness)
Faktor Keamanan Desain • Pada kenyataannya bahan teknik mempunyai sifat mekanik yang variabel, disamping itu pada aplikasi sering beban pada bahan tidak pasti, sehingga pehitungan tegangan hanya pendekatan. • Karena itu kelonggaran disain harus dibuat untuk mencegah kegagalan yang tidak diharapkan, untuk itu digunakan istilah “tegangan aman” atau “tegangan kerja”.
Faktor Keamanan Desain
Faktor Keamanan Desain
(c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.
Figure 6.16 The effect of temperance (a) on the stress-strain curve and (b) on the tensile properties of an aluminum alloy
Beberapa Sifat Mekanik Lainnya • Uji Bending
Beberapa Sifat Mekanik Lainnya • Uji Fatigue ( Kelelahan)
(c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.
Rotating cantilever beam test - An older test for fatigue testing.
Beberapa Sifat Mekanik Lainnya • Uji Fatigue ( Kelelahan)
Beberapa Sifat Mekanik Lainnya • Uji Fracture Thoughness ( Ketangguhan retak)
Beberapa Sifat Mekanik Lainnya • Uji Impact
(c)2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc. Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.
Referensi 1.
2.
3.
W. D. Callister, Jr. and D. G. Rethwisch, 2010, Materials Science and Engineering: An Introduction, 8th edition, John Wiley. ( Chapter 6 ) Leonid Zhigile, Lecture Note, MSE 209: Introduction to the Science and Engineering of Materials, http://www.people.virginia.edu/~lz2n/mse209/ ( Chapter 6 ) Donald R. Askeland and Pradeep P. Phulé, The Science and Engineering of Materials, 4th edition ( Chapter 6 )
