BAB II TINJAUAN PUSTAKA. pembuatan suatu komponen material dan untuk menganalisa kekuatan

dokumen-dokumen yang mirip
(b) Tekuk Gambar 7.1. Pembebanan Normal Negatif

T E K U K A N. Gambar 7.1. Pembebanan Normal Negatif

TEGANGAN (YIELD) Gambar 1: Gambaran singkat uji tarik dan datanya. rasio tegangan (stress) dan regangan (strain) adalah konstan

PENENTUAN CADANGAN PREMI MENGGUNAKAN METODE FACKLER PADA ASURANSI JIWA DWI GUNA

KONSEP TEGANGAN DAN REGANGAN NORMAL

KUAT GESER BAJA KOMPOSIT DENGAN VARIASI TINGGI PENGHUBUNG GESER TIPE-T DITINJAU DARI UJI GESER MURNI

Pembebanan Batang Secara Aksial. Bahan Ajar Mekanika Bahan Mulyati, MT

Water Hammer Press Untuk Pengurangan Kadar Air Komoditas Onggok

Frekuensi Alami Rangka Batang Semi-Kaku dengan Efek Gaya Aksial Ruly Irawan 1,a*

Analisis Pengaruh Semen Konduktif Sebagai Media Pembumian Elektroda Batang

PENGATURAN FUNGSI PENYERAPAN DARI MODEL DIFUSI KADAR AIR PENYIMPANAN PADI DENGAN METODE BEDA HINGGA SKEMA IMPLISIT

ANALISIS FOURIER. Kusnanto Mukti W./ M Jurusan Fisika Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret. Abstrak

Bab II STUDI PUSTAKA

PANJANG PENYALURAN TULANGAN

Pertemuan I,II,III I. Tegangan dan Regangan

PERHITUNGAN CADANGAN PADA ASURANSI JIWA BERJANGKA MENGGUNAKAN METODE FACKLER DENGAN PRINSIP PROSPEKTIF

Mengenal Uji Tarik dan Sifat-sifat Mekanik Logam

MANAJEMEN KINERJA. Pokok Bahasan: Proses Manajemen Kinerja

bermanfaat. sifat. berubah juga pembebanan siklis,

Laporan Praktikum Laboratorium Teknik Material 1 Modul A Uji Tarik

PEMODELAN TARIKAN PERJALANAN PADA RUMAH SAKIT DI KOTA PADANG

FOURIER Oktober 2014, Vol. 3, No. 2,

RANCANG BANGUN BENT MONOCHROMATOR UNTUK PENINGKATAN INTENSITAS NEUTRON PADA SAMPEL HRPD

BAB 1. PENGUJIAN MEKANIS

ANALISIS DANA TABARRU ASURANSI JIWA SYARIAH MENGGUNAKAN PERHITUNGAN COST OF INSURANCE

Heat Treatment Pada Logam. Posted on 13 Januari 2013 by Andar Kusuma. Proses Perlakuan Panas Pada Baja

BAB. 6 DINAMIKA ROTASI DAN KESETIMBAGAN BENDA TEGAR A. MOMEN GAYA DAN MOMEN INERSIA

Model Optimasi Penjadwalan Proses Slitting Material Roll dengan Multi Objective Programming

BAB IV SIFAT MEKANIK LOGAM

SMA NEGERI 14 JAKARTA Jalan SMA Barat, Cililitan, Kramatjati, Jakarta Timur Tlp

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Jawaban Tugas 02 Program Pendidikan Fisika. [Setiya Utari]

SOAL LATIHAN 5 TEORI KEJURUAN PEMESINAN

BAB IV Persamaan Matematika IV.1 Model Perkiraan Limpasan Permukaan

BAB III TINJAUAN PUSTAKA

RINGKASAN MATERI TEGANGAN DAN TAHANAN LISTRIK

NUMERICAL APPROACH OF BOUNDED STATE AND CRITICAL PHENOMENON OF YUKAWA POTENTIAL AT TWO NUCLEON INTERACTION USING FINITE DIFFERENCE METHOD

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB III METODE PENELITIAN

ek SIPIL MESIN ARSITEKTUR ELEKTRO

SIMAK UI 2011 Fisika. Kode Soal

BAB I PENDAHULUAN. Salah satu material yang sangat penting bagi kebutuhan manusia adalah

Sifat Sifat Material

Modul Praktikum Fisika Matematika: Mengukur Koefisien Gesekan pada Osilasi Teredam Bandul Matematika.

Manajemen Kinerja Pokok Bahasan:

PENGARUH PRESTRAIN BERTINGKAT TERHADAP KEKERASAN DAN KEKUATAN TARIK BAJA KARBON SEDANG

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Waktu dan pelaksanaan percobaan serta analisis sebagai berikut:

RANCANGAN ANIMASI INTERAKTIF PENGENALAN ALAT-ALAT TRANSPORTASI UNTUK SISWA TAMAN KANAK-KANAK ISLAM AL AZZAM CILEDUK TANGERANG

Semoga Tidak Mengantuk!!!

MODUL PRAKTIKUM METALURGI (LOGAM)

Karakterisasi Baja Karbon Rendah Setelah Perlakuan Bending

Audio/Video. Metode Evaluasi dan Penilaian. Web. Soal-Tugas. a. Writing exam.skor:0-100(pan) b. Tugas : Jelaskan cara membuat diagram teganganregangan

Struktur Baja 2 Kolom tersusun

l l Bab 2 Sifat Bahan, Batang yang Menerima Beban Axial

Bab 5 Puntiran. Gambar 5.1. Contoh batang yang mengalami puntiran

Jurnal Flywheel, Volume 1, Nomor 2, Desember 2008 ISSN :

PENENTUAN MOMEN INERSIA BENDA TEGAR DENGAN METODE BANDUL FISIS. Stepanus Sahala S. Prodi Pend. Fisika, Jurusan PMIPA FKIP Untan.

Abstrak. Kata-kata kunci: pemodelan transportasi, matriks asal-tujuan, metode estimasi, distribusi perjalanan, pemilihan rute

BAB IV SIFAT MEKANIK LOGAM

VII ELASTISITAS Benda Elastis dan Benda Plastis

PENGEMBANGAN MODEL SISTEM DINAMIK TERHADAP KETERSEDIAN AIR BERSIH DI KABUPATEN KUTAI TIMUR PROVINSI KALIMANTAN TIMUR

JEMBATAN WHEATSTONE. , r KEGIATAN BELAJAR 2 A. LANDASAN TEORI

ANALISA KEGAGALAN POROS DENGAN PENDEKATAN METODE ELEMEN HINGGA

PAPER KEKUATAN BAHAN HUBUNGAN TEGANGAN DAN REGANGAN. Oleh : Ni Made Ayoni Gede Panji Cahya Pratama

BERITA ACARA PEMBERIAN PENJELASAN PEKERJAAN Nomor : 38 /ULP-POKJA KONSTRUKSI.II/2011

Kategori Sifat Material

Kajian Peningkatan Akurasi Matriks Asal-Tujuan yang Dihasilkan dari Data Arus Lalulintas pada Kondisi Keseimbangan

I. TEGANGAN NORMAL DAN TEGANGAN GESER

KULIAH PERTEMUAN 9 Analisa struktur statis tak tentu dengan metode consistent deformations pada balok dan portal

BAB I PENDAHULUAN. untuk memenuhi dan memudahkan segala aktifitas manusia, karena aktifitas

Kuliah Mekanika Fluida 21/03/2005. Kuliah Mekanika Fluida Keseimbangan Benda Terapung

SIMULASI PROSES DEEP DRAWING STAINLESS STEEL DENGAN SOFTWARE ABAQUS

Analisis beban pendingin cold storage PT. Sari Tuna Makmur Aertembaga Bitung, Sulawesi Utara

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XII (SNTTM XII) & Lomba Rancang Bangun Mesin Universitas Lampung, Bandar Lampung, Oktober 2013

UJIAN PRAKTEK FISIKA KELAS XII IPA SMAN 1 GIRI BANYUWANGI TAHUN 2010 / 2011 AYUNAN SEDERHANA

Laporan Awal Praktikum Karakterisasi Material 1 PENGUJIAN TARIK. Rahmawan Setiaji Kelompok 9

TEGANGAN DAN REGANGAN

Prosiding Matematika ISSN:

Kata kunci: Fuzzy Adaptif, Air Fuel Ratio, duty cycle, sensor lambda.

Laporan Praktikum MODUL C UJI PUNTIR

PENGUJIAN KEKUATAN TARIK PRODUK COR PROPELER ALUMUNIUM. Hera Setiawan 1* Gondangmanis, PO Box 53, Bae, Kudus 59352

Gambar 2.1 Bagian-bagian mesin press BTPTP [9]

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MEDAN AREA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

SEMINAR NASIONAL PENDIDIKAN FISIKA 2018

BAB II TEORI DASAR. Gambar 2.1 Tipikal struktur mekanika (a) struktur batang (b) struktur bertingkat [2]

TEGANGAN MAKSIMUM DUDUKAN STANG SEPEDA: ANALISIS DAN MODIFIKASI PERANCANGAN

Audio/Video. Metode Evaluasi dan Penilaian. Web. Soal-Tugas. a. Writing exam skor:0-100 (PAN).

I. PENDAHULUAN. Definisi baja menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) adalah suatu benda

FISIKA EKSPERIMENTAL I 2014

TIN107 - Material Teknik #9 - Metal Alloys 1 METAL ALLOYS (1) TIN107 Material Teknik

Sidang Tugas Akhir (TM091486)

Jurnal Teknika Atw 1

GAYA GESER, MOMEN LENTUR, DAN TEGANGAN

Fakultas Teknologi Industri, Jurusan Teknik Mesin ABSTRAKSI

PENGARUH PEMANASAN DAN PERUBAHAN BENTUK PADA KEKUATAN TARIK POLYVINYL CHLORIDE (PVC)

ANALISIS SIMULASI ELEMEN HINGGA KEKUATAN CRANE HOOK MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK BERBASIS SUMBER TERBUKA

kekuatan dan sifatnya cocok untuk memikul beban. Baja struktur banyak dipakai

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN. Pembahasan hasil penelitian ini secara umum dibagi menjadi lima bagian yaitu

Transkripsi:

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Jurna Sheet Meta dan Software Abaqus Program ABAQUS merupakan saah satu dari program finite eement system yang ada yang digunakan untuk mensimuasi proses pembuatan suatu komponen materia dan untuk menganaisa kekuatan materia tersebut, kemudian ditarik suatu kesimpuan dari hasi simuasi dan anaisa tersebut sebagai hasi pendekatan dari proses produksi yang sebenarnya. ( Edi Jasmani 26 ). Uji tarik ( tensie test ) diakukan untuk mengetahui beban tarik maksimum suatu materia, yaitu beban yang timbu apabia pada bagian benda bekerja beberapa gaya yang arah garis kerjanya bertoak beakang. Kita dapat menentukannya dengan membebani batang tersebut dengan tarikan yang semakin tinggi dan mengukur gaya maksima yang dapat ditahan sebeum batang tersebut menjadi putus. Putus atau patah berarti behwa unsur gaur materi tersebut menjadi terepas pada tempat yang tertentu. ( Groenendijk, 198 ). Sheet meta forming merupakan proses pembentukan terhadap materia dengan bahan dasar pat untuk dijadikan sebuah produk. Satu ha yang paing utama dari proses sheet meta forming adaah proses deformasi, pada saat proses berangsung yang terjadi pertama kai adaah deformasi eastis 1

kemudian deformasi pastis. Ketika beban yang teah diberikan diepas, maka bagian materia yang mengaami deformasi pastis akan mengaami perubahan bentuk yang permanen tetapi bagian materia yang mengaami deformasi eastis akan kembai ke bentuk semua. Dengan memanfaatkan tahap pastis tersebut maka proses pembentukan dapat tercapai dimana bentuk pat dapat sesuai dengan bentuk yang diinginkan. (Rao, 1987). Proses sheet meta forming sebagai kunci efek dari tegangan adaah Forming Limit Stress Diagram ( FLSD ). Maka Forming Limit Stress Diagram sebagai dasar pada tegangan dan juga bisa diapikasikan pada tegangan (strain path) yang kompek, untuk mengetahui kriteria kerusakan / kecacatan hasi proses produksi. ( Jing Zhang, dan Xiantin Zhow, 1999 ). Proses sheet meta forming disesuaikan dengan kompeksitas bentuk komponen yang akan dibuat. Untuk bentuk yang sederhana hanya diperukan satu tahap pembentukan ( singe stage sheet meta forming ) sedang untuk bentuk yang kompek dibutuhkan beberapa tahap pembentukan ( muti stage sheet meta forming ) karena tidak dapat diseesaikan dengan satu kai proses. (Takahashi, 1999 ). 2.2. Dasar Teori 2.21. Baja karbon Baja karbon atau carbon stee adaah paduan antara besi (Fe) dan karbon (C) dimana unsur karbon sangat menentukan sifat -sifatnya. 2

Sedang unsur-unsur paduan ainnya yang biasa terkandung didaamnya terjadi karena proses pembuatannya. Baja merupakan ogam yang paing banyak digunakan daam bidang teknik. Baja daam pencetakannya dapat berbentuk peat ( sheet meta ), batangan, pipa dan ain sebagainya. Berdasarkan kadar karbon, baja karbon dapat dikasifikasikan menjadi tiga jenis, yaitu : a). Baja Karbon Rendah (Hypoeutectoid) Baja dengan kadar karbon (<,3 %). Baja ini disebut baja ringan (mid stee) atau baja perkakas. Baja karbon rendah bukan termasuk baja yang keras karena kandungan karbonnya rendah (<,3 %). Baja ini dapat dijadikan mur, baut, peraatan senjata, aat pengangkat presisi. b). Baja Karbon Sedang (Eutectoid) Baja karbon dengan kadar karbon (,3 %,6 %) dan kandungan karbonnya memungkinkan baja untuk dikeraskan sebagian dengan pengerjaan panas (heat treatment) yang sesuai. Baja karbon sedang digunakan untuk sejumah peraatan mesin seperti roda gigi otomotif, poros bubungan, poros engko,serta peraatan tangan. 3

c). Baja Karbon Tinggi (Hypereutectoid) Baja karbon dengan kadar karbon (>,8 %) dibuat dengan cara digiing panas. Apabia baja ini digunakan untuk bahan produksi, maka harus dikerjakan daam keadaan panas dan digunakan untuk peraatan mesin berat, batang-batang pengontro, pegas kumparan dan ain- ain. ( H. Amanto, Daryanto, 1999 ). 2.22. Sifat Mekanik Bahan Daam pemiihan bahan untuk produk, perancang harus memperhatikan sifat-sifat ogam seperti kekuatan (strength), keiatan (ductiity), kekerasan (hardness) atau kekuatan uuh (fatique strength). Sifat mekanik didefinisikan sebagai ukuran kemampuan bahan untuk membawa atau menahan gaya atau tegangan. Pada saat menahan beban, atom-atom atau struktur moeku berada daam kesetimbangan. Gaya ikatan pada struktur menahan setiap usaha untuk mengganggu kesetimbangan ini, misanya gaya uar atau beban. a. Bahan iat (ductie) dan bahan rapuh (britte) Bahan-bahan ogam biasanya dikasifikasikan sebagai bahan iat (ductie) atau bahan rapuh (britte). Bahan iat mempunyai gaya regangan ( tensie strain ) reatif besar sampai dengan titik kerusakan (misa baja atau auminium) sedangkan bahan rapuh mempunyai 4

gaya regangan yang reatif keci sampai dengan titik yang sama. Besi cor dan beton merupakan contoh bahan rapuh. b. Moduus kekerasan (moduus of toughness) Kerja yang diakukan suatu unit voume bahan, seperti misanya gaya tarikan yang dinaikkan dari no sampai suatu niai yang menyebabkan keruntuhan didefinisikan sebagai moduus kekerasan. Ini dapat dihitung sebagai uasan dibawah kurva tegangan-regangan dari origin sampai titik keruntuhan. Kekerasan bahan adaah kemampuan untuk menyerap energi pada seang pastis dari bahan c. Batas uuh bahan Sebenarnya sifat eastis masih terjadi sedikit di atas batas proporsiona, namun hubungan antara tegangan dan regangan tidak inear dan pada umumnya batas daerah eastis dan daerah pastis suit untuk ditentukan. Karena itu, maka didefinisikan kekuatan uuh (yied point). Kekuatan uuh adaah harga tegangan terendah dimana materia muai mengaami deformasi pastis. Pada gambar tegangan-regangan, memperihatkan titik uuh atas dan titik uuh bawah yang ditandai oeh pengurangan beban mendadak, diikuti dengan perpanjangan yang meningkat dan peningkatan beban yang 5

mendadak agi. Gejaa ini disebut meuuhnya bahan, yang ditandai dengan perubahan bentuk yang pastis dan naik turunnya beban. d. Kasifikasi Bahan Sampai saat ini, diskusi kita adaah didasarkan pada asumsi bahwa bahan mempunyai dua karakteristik, yaitu: Homogen, yaitu mempunyai sifat eastis yang sama pada keseuruhan titik pada bahan. Isotropis, yaitu mempunyai sifat eastis yang sama pada semua arah pada setiap titik daam bahan. Daam uji tarik pat pat yang digunakan adaah pat dengan potongan searah serat / fiamen ( Gambar II.1 ). Gambar pat dengan (a) fiamen satu arah. Fiamen Gambar pat dengan (b) Fiamen fiamen dua arah ( Gambar II.1 ), fiamen pat 6

e. Deformasi Deformasi terjadi bia bahan mengaami gaya. Seama deformasi, bahan menyerap energi sebagai akibat adanya gaya yang bekerja sepanjang deformasi. Sekeci apapun gaya yang bekerja, maka benda akan mengaami perubahan bentuk dan ukuran. Perubahan ukuran secara fisik ini disebut deformasi. Deformasi ada dua macam yaitu deformasi eastis dan deformasi pastis. Yang dimaksud deformasi eastis adaah deformasi yang terjadi akibat adanya beban yang jika beban ditiadakan, maka materia akan kembai keukuran semua. Sedangkan deformasi pastis adaah deformasi yang bersifat permanen jika bebannya diepas, ( Edi Jasmani 21 ). Penambahan beban pada bahan yang teah mengaami kekuatan tertinggi tidak dapat diakukan, karena pada kondisi ini bahan teah mengaami deformasi tota. Jika beban tetap diberikan maka regangan akan bertambah dimana materia seakan menguat yang disebut dengan penguatan regangan (strain hardening) yang seanjutnya benda akan mengaami putus pada kekuatan patah (Singer dan Pyte, 1995). Hubungan tegangan-regangan dapat dituiskan sebagai berikut: 7

E P σ = = A ε δ L Sehingga deformasi (δ) dapat dikeahui : δ = P L A E Dimana : P = Beban (N) A = Luas permukaan (mm 2 ) L E = Panjang awa (mm) = Moduus Eastisitas Sebuah pat yang diberi beban secara terus-menerus, secara bertahap akan mengaami deformasi. Pada awa pembebanan akan terjadi deformsi eastis sampai pada kondisi tertentu bahan akan mengaami deformasi pastis. Pada awa pembebanan bahan di bawah kekuatan uuh bahan akan kembai kebentuk semua, ha ini dikarenakan sifat eastis bahan. Peningkatan beban meebihi kekuatan uuh (yied point) yang dimiiki pat akan mengakibatkan airan deformasi pastis sehingga pat tidak akan kembai ke bentuk semua, ha ini bisa diihat daam diagram tegangan-regangan pada gambar II.2. 8

Batas eastisitas σ max C Batas Proporsiona σ e B σ y atas D σ patah σ p A σ y bawah Kekuatan tarik Tegangan σ O eastis Regangan ε pastis pastis taksempurna Gambar II.2. Diagram Tegangan Regangan Kesebandingan antara gaya tarik dan eongasi yang timbu sebenarnya hanya beraku sampai pada harga batas tegangan tarik tertentu, yang biasa kita sebut batas proporsiona, batas ini tergantung pada sifat sifat bahan. Didaam penyeidikan sifat sifat mekanis diatas batas proporsiona, hubungan antara regangan tegangan biasanya diukiskan secara grafik dengan suatu diagram pengujian tarik. 9

Disini eongasi diukiskan sebagai sumbu horisonta dan tegangan-regangan yang terjadi diukiskan dengan ordinat ordinat OABCD. Tegangan dari O hingga A adaah merupakan daerah proporsiona. Diatas A muai terjadi penyimpangan, jadi titik A merupakan batas proporsiona. Pembebanan yang berkeanjutan menyebabkan pertambahan panjang ( eongasi ) pada titik B sehingga diagram menjadi meengkung, pada titik B eongasi pat berangsung dengan penambahan gaya tarik yang ebih sedikit sehingga mengaami uuh yang biasa disebut dengan titik umer (yied point). Penarikan pat yang ebih jauh agi akan menyebabkan adanya perawanan interna oeh moeku pat hingga dicapai titik C, pada titik iniah gaya tarik memperoeh harga maksimum. Tegangan yang ditimbukan merupakan kekuatan tertinggi (utimate strength) dari bahan yang dipakai. Seteah meewati titik C eongasi pat masih berangsung meskipun beban semakin berkurang dan akhirnya batang mengaami pengecian dan akhirnya patah (fracture), ditunjukkan oeh titik D. Kekuatan uuh adaah harga tegangan terendah dimana materia muai mengaami deformasi pastis. Titik σ y atas adaah titik uuh atas dan titik σ y bawah adaah titik uuh bawah yang ditandai oeh pengurangan beban yang mendadak, diikuti dengan perpanjangan yang meningkat dan peningkatan beban yang 1

mendadak agi. Gejaa ini disebut meuuhnya bahan, yang ditandai dengan perubahan bentuk yang pastik dan naik-turunnya beban Pada titik muur hubungan tegangan-regangan sudah tidak inier, namun sifat eastis masih terjadi sedikit diatas batas proporsiona. Pada umumnya batas daerah eastis dan daerah pastis suit untuk ditentukan. Karena itu, maka didefinisikan kekuatan uuh (yied strength). Batas proporsiona merupakan tegangan tertinggi dimana materia masih mengaami deformasi eastis dan beum mengaami deformasi pastis. Titik muur atau yang biasa disebut dengan titik uuh (yied point) adaah titik transisi dari eastis ke daerah pastis. Pada titik muur ini materia muai mengaami deformasi pastis yang bersifat permanen jika beban muai diepas. 2.23. Eastisitas dan Pastisitas Pat Daam pemiihan materia seperti embaran pat untuk pembuatan komponen yang harus diperhatikan adaah sifat-sifat materia antar ain; kekuatan (strength), keiatan (ductiity), kekerasan dan kekuatan eah. Sifat mekanik materia untuk membawa atau menahan gaya atau tegangan. Pada saat menahan beban, struktur moeku berada daam keseimbangan. Gaya uar pada proses penarikan akan mengakibatkan materia mengaami tegangan. 11

a. Eastisitas Sebuah benda terdiri dari partike partike keci atau moeku moeku. Diantara moeku moeku ini bekerjaah gaya gaya yang biasa disebut gaya moekuer. Gaya gaya moekuer ini memberi perawanan terhadap gaya gaya uar yang berusaha mengubah bentuk benda itu sampai terjadi suatu keseimbangan antara gaya gaya uar dan gaya gaya daam. Seanjutnya benda itu dikatakan berada daam keadaan regang ( state of strain ). Eastisitas adaah sifat yang dimiiki oeh suatu materia yang menyebabkan benda / materia akan kembai ke bentuk seperti semua seteah diberi beban dan mengaami perubahan bentuk kemudian beban dihiangkan. Sebuah benda yang kembai sepenuhnya kepada bentuk semua kita namakan eastis sempurna, sedangkan apabia tidak sepenuhnya kembai kepada bentuk semua kita namakan eastis parsia (sebagian). ( S. Timoshenko dan Goodier. 1986 ). Eastisitas bahan sangat ditentukan oeh moduus eastisitas, moduus eastisitas suatu bahan didapat dari hasi bagi antara tegangan dan regangan σ E = ε 12

Dimana : E = Moduus eastisitas ( Mpa ) σ ε = Tegangan (Mpa) = Regangan Garis moduus berupa garis urus pada kurva beban dan perpanjangan, yang menunjukkan bahwa beban berbanding urus dengan perpanjangan seperti gambar II.3. ( Gambar II.3 ) Garis Moduus Bia garis moduus itu membuat sudut besar dengan sumbu horizonta, berarti bahan itu sangat tahan terhadap perubahan bentuk eastik (kaku), memiiki moduus eastisitas tinggi sehingga tahan terhadap perubahan bentuk (deformasi) eastis. 13

b. Pastisitas Pastisitas adaah sifat yang dimiiki oeh suatu materia, yaitu ketika beban yang diberikan kepada suatu benda / materia hingga mengaami perubahan bentuk kemudian dihiangkan au benda tidak bisa kembai sepenuhnya ke bentuk semua. Peningkatan pembebanan yang meebihi kekuatan uuh (yied strength) yang dimiiki pat mengakibatkan airan deformasi permanen yang disebut pastisitas. Menurut Mondeson (1983) teori pastis terbagi menjadi dua kategori: 1). Teori fisik Teori fisik menjeaskan airan bagaimana ogam akan menjadi pastis. Meninjau terhadap kandungan mikroskopik materia seperti hanya pengerasan krista atom dan disokasi butir kandungan materia saat mengaami tahap pastisitas. 2). Teori matematik Teori matematik berdasarkan pada fenomena ogis aami dari materia dan kemudian dideterminasikan ke daam rumus yang digunakan untuk acuan perhitungan pengujian materia tanpa mengabaikan sifat dasar materia. 14

a. Tegangan ( Stress ) Tegangan adaah tahanan materia terhadap gaya atau beban. Tegangan diukur daam bentuk gaya per uas. Tegangan norma adaah tegangan yang tegak urus terhadap permukaan dimana tegangan tersebut diterapkan. Tegangan norma berupa tarikan atau tekanan. Satuan SI untuk tegangan norma adaah Newton per meter kuadrat (N/m 2 ) atau Pasca (Pa). Tegangan dihasikan dari gaya seperti : tarikan, tekanan atau geseran yang menarik, mendorong, meintir, memotong atau mengubah bentuk potongan bahan dengan berbagai cara. Perubahan bentuk yang terjadi sering sangat keci dan hanya testing machine adaah contoh peraatan yang dapat digunakan untuk mendeteksi perubahan bentuk yang keci dari bahan yang dikenai beban. Cara ain untuk mendefinisikan tegangan adaah dengan menyatakan bahwa tegangan adaah jumah gaya dibagi uas permukaan dimana gaya tersebut bereaksi. Tegangan norma dianggap positif jika menimbukan suatu tarikan (tensie) dan dianggap negatif jika menimbukan penekanan (compression). 15

Tegangan norma (σ) adaah tegangan yang bekerja tegak urus terhadap bidang uas (Timoshenko dan Goodier, 1986) : F σ = n A Tegangan adaah besaran pengukuran intensitas gaya atau reaksi daam yang timbu persatuan uas. Tegangan menurut Marciniak dkk. (22) dibedakan menjadi dua yaitu, Engineering stress dan true stress. Engineering stress dapat dirumuskan sebagai berikut : σ eng = F A Dimana : σ eng F = Engineering stress (MPa) = Gaya (N) A = Luas permukaan awa (mm 2 ) Sedangkan True stress adaah tegangan hasi pengukuran intensitas gaya reaksi yang dibagi dengan uas permukaan sebenarnya (actua). True stress dapat dihitung dengan : F σ = A 16

Dimana : σ F = True stress ( MPa) = Gaya (N) A = Luas permukaan sebenarnya (mm 2 ) Tegangan norma dianggap positif jika menimbukan suatu tarikan (tensie) dan dianggap negatif jika menimbukan penekanan. b. Regangan ( Strain ) Regangan didefinisikan sebagai perubahan ukuran atau bentuk materia dari panjang awa sebagai hasi dari gaya yang menarik atau yang menekan pada materia. Apabia suatu spesimen struktur materia diikat pada jepitan mesin penguji dan beban serta pertambahan panjang spesifikasi diamati serempak, maka dapat digambarkan pengamatan pada grafik dimana ordinat menyatakan beban dan absis menyatakan pertambahan panjang. Batasan sifat eastis perbandingan regangan dan tegangan akan inier akan berakhir sampai pada titik muur. Hubungan tegangan dan regangan tidak agi inier pada saat materia mencapai pada batasan fase sifat pastis. Menurut Marciniak dkk. (22) regangan dibedakan menjadi dua, yaitu : engineering strain dan true strain. 17

Engineering strain adaah regangan yang dihitung menurut dimensi benda asinya (panjang awa). Sehingga untuk mengetahui besarnya regangan yang terjadi adaah dengan membagi perpanjangan dengan panjang semua. ε eng = 1% = 1% Dimana : ε eng = Engineering strain = Perubahan panjang o = Panjang mua-mua = Panjang seteah diberi gaya True strain regangan yang dihitung secara bertahap (increment strain), dimana regangan dihitung pada kondisi dimensi benda saat itu (sebenarnya) dan bukan dihitung berdasarkan panjang awa dimensi benda. Maka persamaan regangan untuk true strain (ε) adaah ε = d = n Dimana : ε = True strain 18

c. Kurva Tegangan Regangan Menurut Marciniak dkk. (22) ada beberapa ha yang harus diketahui daam ha Tegangan-Regangan pada mekanis bahan yaitu : 1. Kurva True stress and True strain Proses pengepresan (stamping) atau sheet meta forming menggunakan sifat pastis (pasticity) dari materia ogam yang akan menyebabkan bahan peat menjadi bentuk baru apabia diregang meebihi batas eastis (easticity) sehingga deformasinya permanen. Ha yang mendasar dari proses pengepresan adaah memanfaatkan sifat pastisitas dari materia saat peat diberi gaya. Dengan memanfaatkan tahap pastisitas tersebut maka proses pembentukan dapat dicapai, dimana bentuk peat akan sesuai dengan bentuk cetakan yang diinginkan (Rao, 1987). Konsep ini terdapat pada kurva tegangan-regangan sebenarnya (true strain-stress curve) pada Gambar II.4. Daerah pastis terdapat pada garis kurva diatas titik muur batas tegangan dimana materia tidak akan kembai ke bentuk semua apabia beban diepas, dan akan mengaami 19

deformasi tetap yang disebut permanent set (Timoshenko dan Goodier, 1986). Persamaan kurva Tegangan Regangan daam bentuk eksponensia adaah sebagai berikut: n σ = K ε Dimana : K = Strenght coefficient n = Hardening exponent True stress K Yf Y True strain ( Gambar II.4 ) Kurva True stress and True strain Prinsip tegangan pada kondisi pastis dengan teori von mises Stress. Kriteria ukuran terjadinya keuuhan yang digunakan secara uas adaah ketika uasan bidang muai terdeformasi pastis sampai 2

tegangan pada permukaan uasan mencapai niai maksimum (kritis). Beberapa peneiti teah menyatakan menggunakan kriteria ini. Teori ini disebut dengan teori batas uuh tegangan sisa (von mises yied theory) (Marciniak dkk. 22). Kriteria uuh (yied) pada peneitian ini menggunakan persamaan Von Mises yied condition (Marciniak dkk. 22) sebagai berikut : 1 2 2 2 {( σ σ ) + ( σ σ ) + ( σ σ ) } 2 1 dimana : = σ f 2 σ, σ σ = Principe Stresses. 1 2, 3 2 3 3 1 σ f = Fow Stress Kondisi uuh pada suatu bidang menggunakan angka perbandingan tegangan (stress ratio) α. 2. Jenis jenis kurva Stress Strain Setiap materia mempunyai kurva Stress-Strain yang berbeda beda tergantung dari komposisi dan beberapa faktor seperti perakukan panas. Beberapa jenis kurva Stress - Strain sebagai berikut: ( Gambar II.5 ). 21

1. Perfecty eastic 2. Rigid, perfecty pastic 3. Eastic, perfecty pastic 4. Rigid, ineary strain hardening 5. Eastic, ineary strain hardening σ σ σ ε ε ε (a) (b) (c) σ σ ε ε (d) (e) ( Gambar II.5 ) Jenis Kurva Stress Strain Kurva tegangan regangan dipengaruhi oeh : 22

Temperatur Faktor temperatur sangat mempengaruhi bentuk kurva Tegangan - Regangan. Secara umum hubungan dari temperatur terhadap materia biasanya semakin meningkatnya temperatur materia akan meningkatkan keuetan (ductiity) dan ketangguhan (toughness) materia, menurunkan moduus eastisitas, titik uuh, dan UTS-nya. Strain rate Strain rate adaah aju deformasi benda ketika mendapat beban. Daam proses manufaktur, benda kerja akan meregang terdeformasi sesuai dengan kecepatan beban yang diterimanya. Strain rate merupakan fungsi perubahan geometri benda / spesimennya. Efek dari strain rate pada fow stress adaah semakin tinggi strain rate, makin tinggi fow stress. Efek ini adaah kebaikan dari efek temperature pada fow stress. 23

Stress Increasing Strain Rate Increasing Temperature Strain ( Gambar II.6 ), Grafik Strain Rate Secara umum, dengan naiknya strain rate, maka kekuatan materia akan meningkat. Efek tekanan hidrostatik Efek tekanan hidrostatik mempengaruhi dari sifat materia sebagai berikut: 1. Meningkatkan strain rate 2. Punya efek keci (dapat diabaikan) terhadap kurva Tegangan-Regangan 3. Tak ada efek pada strain atau beban maksimum saat necking. Efek radiasi Perubahan sifat materia karena efek radiasi mengakibatkan kondisi materia sebagai berikut: 24

1. Yied stress naik 2. Tensie strength dan hardness meningkat 3. Ductiity dan toughness menurun 3. Ductiity Keuetan suatu bahan menggambarkan seberapa besar ketahanan meregang suatu bahan sampai tidak terjadi kerusakan. Jika materia dibebani sampai mencapai UTS, maka regangan akan merata. Regangan yang terjadi sampai titik UTS-nya dinamakan uniform strain, sedangkan memanjangnya materia sampai terjadi retak disebut tota eongation. Dua kuantitas yang umum dipakai untuk mendefinisikan ductiity suatu bahan daam uji tarik adaah eongation dan reduction of area adaah: Eongation = ( f o ) o x 1% Dimana: f = Panjang akhir o = Panjang mua-mua Reduction of area = (A o A f )A o x 1% Dimana: A f = Luas penampang akhir A o = Luas penampang mua-mua 25

d. Konversi Engineering Strain ke True Strain Sifat pastis suatu materia bisa dtunjukkan oeh yied point dan post yied. Pergeseran dari eastis ke pastis terjadi pada suatu titik tertentu yang biasanya dikena sebagai batas regang. ketika ogam mengaami pembebanan maka akan mengaami regangan yang apabia beranjut maka tegangan yang terjadi menjadi tidak inier dengan pertambahan regangan, ha ini bisa diihat pada gambar dibawah ini. ( Gambar II.7 ), Karakteristik hubungan Tegangan (strees) Regangan (strain) 26

Ketika kita mendefinisikan pastisitas daam ABAQUS maka harus menggunakan true stess dan true strain. Tetapi sering kai data yang disediakan bentuk nomina stress dan nomina strain. Sehingga daam penggunaannya harus dikonversikan terebih dahuu ke bentuk true strees dan true strain. Nomina strain dihitung dari persamaan ε nom = = = 1 True strain kemudian dihitung dari nomina strain menggunakan : ( ) ε = In 1 + ε nom hubungan antara true stress dan nomina strain dibentuk dengan menggangap voumetric deformation diabaikan, maka A. A. = sehingga penampang yang terjadi dari penampang awa menjadi A = A dengan demikian dapat diperoeh definisi true stress menjadi. σ = F A = F A. = σ nom 27

maka true stress dapat dihitung dari nomina stress dan nomina strain : ( ) σ = σ nom 1 + ε nom e. Dekomposisi pastic strain Regangan yang diperoeh dari materia tes yang digunakan untuk mendefinisikan periaku pastik bukanah pastik strain pada materia, tetapi berupa tota strain yang terjadi. Oeh karena itu harus diakukan dekomposisi terhadap tota strain menjadi komponen eastic strain dan pastic strain. Ha ini bisa diihat pada gambar... komponen pastic strain dengan eastic strain yang besarnya adaah true stress dibagi dengan Young s moduus. ε p = ε ε e = ε σ E dimana : p ε = true pastic strain ε = true tota strain e ε = true eastic strain σ = true stress 28

E = young s moduus ( Gambar II.8 ), Dekomposisi tota strain kekomponen pastik dan eastik f. Perbandingan tegangan dan regangan (Stress and strain ratio) Perbandingan tegangan dan regangan (Stress and strain ratio) Perbandingan tegangan dan regangan pada kondisi materia terdeformasi Pada gambar II.9 menggambarkan tentang prinsip tegangan yang bekerja pada suatu eemen pada saat uji tarik. Prinsip tegangan dan regangan untuk eemen yang terdeformasi untuk uniaxia tension 29

( Gambar II.9 ), Principa Stress 2.24. Metode Eemen Hingga Metode Eemen Hingga (MEH) dipergunakan sebagai sousi pendekatan yang dapat memecahkan persoaan-persoaan mekanika dengan geometri maupun pembebanan yang kompek (Cook, 199) Digunakan metode pembagian meshing (pemodean mesh) sebagai pendekatan, yaitu dengan membuat partition daam bidang materia dan penentuan node didaamnya. 3

Metode ini memiiki sifat yang sama dengan metode numerik yang ainnya, yaitu untuk mendapatkan niai pendekatan. Metode ini senantiasa dipergunakan sebagai iterasi untuk memperoeh harga yang paing mendekati harga eksak. Secara eksak Metode Eemen Hingga diakukan asumsi peraihan pada setiap eemennya dengan angkah-angkah sebagai berikut: 1. Membagi struktur menjadi beberapa eemen (sub region) yang berhingga dengan memiih eemen yang cocok untuk geometri struktur anaisis. 31

2. Mengasumsikan fungsi peraihan tiap eemen sedemikain rupa sehingga peraihan pada setiap titik sembarang dipengaruhi oeh niai titik nodanya. 3. Menentukan persamaan pendekatannya dengan menurunkan persamaan keseimbangan untuk setiap noda dari hasi diskretisasi struktur sesuai distribusi eemen. 4. Mengeksakkan sistem persamaan pendekatan fungsi peraihan noda. Mode eemen untuk struktur secara umum disesuaikan dengan kasus-kasus maupun probem fisik yang ditemui. Mode eemen dibagi menjadi tiga yaitu: a. Eemen garis (Eemen satu dimensi) Eemen ini hanya memiiki dimensi panjang. Biasanya digunakan untuk memodekan benda yang mempunyai panjang jauh ebih besar dari pada ebar dan tinggi seperti batang pipa, baok dan ain-ain. Berdasarkan kemampuan menahan beban, eemen satu dimensi dibagi menjadi dua jenis yaitu; a. Bar : Eemen yang hanya mampu menahan beban pada panjangnya saja. b. Beam : Eemen yang dapat menahan beban tegak urus pada bidang potongnya. 32

( Gambar II.1 ). Eemen Satu Dimensi b. Eemen Dua Dimensi Eemen ini digunakan untuk memodekan benda yang mempunyai satu dimensi jauh ebih keci dari dua dimensi ainya dan benda tiga dimensi yang memiiki sifat seragam pada panjangnya. Eemen pada dua dimensi dibagi menjadi dua yaitu : a. Membran : Hanya dapat menahan beban yang sejajar pada bidangnya. b. Pate : Seain sejajar pada bidangnya juga dapat menahan beban tegak urus terhadap bidangnya. ( Gambar II.11 ) Eemen Segitiga, Segiempat, Quadriatera c. Eemen Tiga Dimensi Eemen ini digunakan untuk memodekan struktur secara utuh. 33

( Gambar II.12 ) Eemen Tiga Dimensi Program ABAQUS 6.5-3 merupakan saah satu dari program finite eement system yang ada yang digunakan untuk mensimuasi proses pembuatan suatu komponen materia dan untuk menganaisa kekuatan materia tersebut, kemudian ditarik suatu kesimpuan dari hasi simuasi dan anaisa tersebut sebagai hasi pendekatan dari proses produksi yang sebenarnya. Jadi digunakan ABAQUS CAE dengan pemodean meshing sebagai pendekatannya. 34