Kurva Tegangan Regangan Pada Material

Ketika beban pertama kali diterapkan pada spesimen uji, spesimen memanjang sebanding dengan beban, disebut perilaku elastis linier. Jika beban dihilangkan, spesimen kembali ke panjang dan kembali ke bentuk aslinya. Analoginya seperti meregangkan karet gelang dan melepaskannya.

Perilaku benda uji pada uji tarik
Kurva teganga-reganan secara umum

Tegangan 𝜎 ditentukan oleh hubungan 𝜎 = F/A0 dan Regangan 𝜀 dapat dituliskan𝜀 = (li – l0) / l0 = Δl / l0. l adalah panjang benda uji.

Dengan bertambahnya beban, spesimen mulai mengalami deformasi elastisitas nonlinier pada tegangan yang disebut batas proporsional. Pada saat itu, tegangan dan regangan tidak lagi proporsional, karena berada di daerah elastis linier, tetapi ketika diturunkan, spesimen masih kembali ke bentuk aslinya. Permanen deformasi (plastis) terjadi ketika tegangan luluh, Y, dari material tercapai.

Untuk bahan lunak dan ulet, mungkin tidak mudah untuk menentukan lokasi yang tepat pada kurva tegangan-regangan di mana luluh terjadi, karena kemiringan kurva mulai menurun perlahan di atas batas proporsional. Oleh karena itu, Y biasanya didefinisikan dengan menggambar garis dengan kemiringan yang sama dengan kurva elastis linier, tapi itu diimbangi oleh regangan 0,002, atau perpanjangan 0,2%. Tegangan luluh adalah didefinisikan sebagai tegangan di mana garis offset ini memotong kurva tegangan-regangan.

Saat spesimen mulai memanjang di bawah beban yang terus meningkat, luas penampang berkurang secara permanen dan seragam di seluruh panjang pengukurnya. Jika spesimen diturunkan dari tingkat tegangan yang lebih tinggi dari tegangan luluh, kurva mengikuti garis lurus ke bawah dan sejajar dengan kemiringan awal kurva. Ketika beban meningkat lebih jauh, tegangan akhirnya mencapai maksimum dan kemudian mulai menurun. Tegangan disebut kekuatan tarik, atau kekuatan tarik ultimate (UTS/ ultimate tensile strength), dari bahan.

skema dari pemuatan dan pelepasan beban uji tarik
Sifat Mekanik Berbagai Bahan pada Suhu Kamar

Jika benda uji dibebani melebihi kekuatan tarik maksimalnya, benda tersebut mulai menekuk (necking), atau necking ke bawah. Luas penampang spesimen tidak lagi seragam pada panjang pengukur dan lebih kecil di daerah necking. Saat tes berlangsung, tegangan turun lebih jauh dan spesimen akhirnya patah di daerah necking; tegangan pada kondisi patah dikenal sebagai breaking atau tegangan patah.

Rasio tegangan terhadap regangan di daerah elastis adalah modulus elastisitas, E, atau modulus Young.

E = 𝜎/𝜀

karena regangan teknik tidak berdimensi, E memiliki unit yang sama dengan stres. Modulus elastisitas adalah kemiringan bagian elastis dari kurva dan karenanya kekakuan material. Semakin tinggi nilai E, semakin tinggi beban yang diperlukan untuk meregangkan benda uji ke tingkat yang sama, dan dengan demikian semakin kaku bahannya. Bandingkan, misalnya, kekakuan kawat logam dengan karet pita atau lembaran plastik saat diberi beban.

Perpanjangan spesimen di bawah tegangan disertai dengan kontraksi lateral; efek ini dapat dengan mudah diamati dengan meregangkan karet gelang. Nilai absolut rasio regangan lateral terhadap regangan longitudinal dikenal sebagai rasio Poisson dan dilambangkan dengan simbol v.

>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL SEPUTAR MATERIAL TEKNIK LAINNYA!

Kontributor: Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

Kalpakjian, Serope dan Schmid, Steven R. (2009). Manufacturing Engineering and Technology (6th ed). New Jersey: Prentice Hall.

Author: admin

0 replies

Leave a Reply

Want to join the discussion?
Feel free to contribute!

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *