A. Physical Properties
Sifat – sifat fisik suatu material meliputi: struktur material, ukuran, massa jenis
B. Mechanical Properties
1. Strength (Kekuatan)
Kekuatan merupakan kemampuan dari suatu material untuk menahan beban tanpa mengalami kepatahan.
Pada grafik ditunjukkan batas kekuatan suatu material sembelum mengalami kepatahan.
2. Stiffness
Stiffness merupakan sifat kaku dari suatu material. Sifat kekakuan merupakan sesuatu yang tidak dapat dipisahkan dari suatu materi dan memiliki efek yang penting dalam penyesuaian penyelesaian dan pemasangan dari kaca. Banyak material yang kaku memiliki kepadatan yang rendah untuk menahan deformasi dari penyemiran, pemasangan, gravitasi dan vibrasi pada saat pengoperasiannya.
Apapun bentuk dan struktur internalnya, stiffness mendukung lingkungan material dapat dituliskan sebagai
3. Elasticity
Elastisitas adalah kemampuan material untuk menyerap tekanan dan memantulkannya ke arah lain serta mampu kembali ke bentuk semula sebelum menerima tekanan tersebut.
4. Plasticity
Plastis merupakan suatu keadaan dimana benda mengalami pertambahan panjang tetapi benda tersebut tidak bisa kembali ke bentuk semula.
5. Ductility
Merupakan kemampuan benda untuk dibentuk tanpa mengalami kepatahan atau deformasi lainnya.
6. Toughness
Merupakan sifat benda yang tidak akan patah atau retak ketika mengalami hentakan secara tiba – tiba. Ketahanan (toughness) dari sebuah material berada di bawah kurva tegangan dan regangan. Pada bagian tegangan, menunjukkan keseimbangan dengan kekuatan tekan sedangkan pada bagian regangan menunjukkan keseimbangan dengan perpanjangannya. Wilayah di bawah kurva tegangan dan regangan sangat seimbang dengan integral dari gaya melebihi dari panjang rentang polimer sebelum mengalami kepatahan.
Atau dapat dituliskan
Integral ini adalah merupakan energi yang diperlukan untuk mematahankan suatu benda. Ketahanan merupakan ukuran dari energi yang dapat diterima oleh suatu benda sebelum mengalami kepatahan.
Berikut ini adalah kurva Toughness
Perbedaan antara Ketahanan dan Kekuatan
Material yang kuat belum tentu tahan untuk direntangkan. Sedangkan substansi dari perengangan adalah kekutan, tetapi tidak mengalami deformasi yang besar.
Secara lebih jelas perbedaan antara kekuatan dan ketahanan ditunjukkan dengan kurva berikut ini:
7. Creep (melar)
Beberapa bagian dari mesin dan struktur dapat berdeformasi secara kontinu dan perlahan-lahan dalam kurun waktu yang lama apabila dibebani secara tetap. Deformasi macam ini yang tergantung pada waktu dinamakan melar (creep). Melar terjadi pada temperatur rendah juga, tetapi yang sangat menyolok terjadi pada temperature dekat pada titik cair. Kalau kekuatan lelah yang akan dikemukakan kemudian dibandingkan dengan kekuatan melar, kekuatan elah rendah pada temperatur rendah sedangkan pada temperatur lebih tinggi ( sekitar 650°K untuk baja ) kekuatan melar lebih rendah. Oleh karena itu pada perencanaan suatu komponen untuk temperatur rendah perlu didasarkan atas kekuatan lelah sedangkan pada temperatur lebih tinggi perlu didasarkan atas kekuatan melar, karena pengaruh waktu pembenanan adalah besar.
Kekuatan Melar
Secara spesifik tingkatan tekanan dinamakan sebagai batas mulur, mulur akan menjadi mudah dan dapat diabaikan dalam jangka panjang pada saat memuat aplikasinya.
Perancang yang biasa bekerja dengan bahan – bahan metal harus memberikan perhatian yang besar pada kekuatan mulur dan modulus ketika mereka merancang sebuah termoplastic.
Modulus Creep
Modulus pemelaran (Creep Modulus / Et), menunjukkan modulus dari material yang diberikan tingkat tekanan dan temperatur melebih spesifiknya dalam suatu periode waktu (t).
Langkah penyesuaian dalam menggunakan data pemuluran untuk perancangan pemuatan yang lebih lanjut adalah untuk mencocokan waktu dan temperatur yang bergantung pada modulus creep, yang sering juga disebut modulus nyata.
8. Hardness
Kekerasan ( hardness ) merupakan kemampuan dari suatu bahan/ material terhadap gaya tekan/ goresan/ pengikisan.
Pengujian kekerasan adalah satu dari sekian banyak pengujian yang dipakai, karena dapat dilaksanakan pada benda uji yang kecil tanpa kesukaran mengenai spesifikasi. Pengujian paling banyak dipakai ialah dengan menekankan penekan tertentu kepada benda uji dengan beban tertentu dan dengan mengukur ukuran bekas penekanan yang terbentuk di atasnya, cara ini dinamakan cara kekerasan penekanan.
Modulus Young
Modulus Young adalah perbandingan antara Tegangan dan regangan. Modulus Young sering juga disebut sebagai modulus elastisitas atau modulus perenggangan. Modulus Young adalah penyerongan dari curva tegangan dan regangan. Kurva tegangan dan regangan sering kali tidak berbentuk garis lurus, yang menandakan bahwa terjadinya perubahan pada besar regangan dari suatu benda.
Berikut ini adalah contoh kurva yang menunjukkan modulus Young
Material yang kaku, seperti besi, memiliki modulus young yang besar. Umumnya Fiber juga memiliki modulus Young yang besar dan memiliki nilai elastomer yang kecil.
Modulus Young dapat juga di tuliskan sebagai berikut:
Stress (Tegangan)
Tegangan merupakan gaya per unit luas dari material yang menerima gaya tersebut.
Unit dari tegangan adalah sama dengan tekanan yang dialami oleh suatu material. Kita dapat menggunakan Pascal (Pa) untuk menguraikannya sebagai unit dari tegangan. Dalam literatur polimer, tegangan sering kali ditampilkan dalam satuan Psi (pounds per square inch)
1 Mpa = 145 PSi
Strain (Regangan)
Regangan adalah merupakan ukuran perubahan dari panjang dari suatu material. Ketegangan biasanya ditampilkan dengan dua cara
· Elongation
· extension ratio
Kurva strain and Stress
Pada kurva dapat kita lihat bahwa, tegangan yang ditampilkan dengan elongation. Strain and stress kurva merupakan ukuran dengan instrument yang digunakan dalam percobaan tegangan benda.
Dapat kita lihat bahwa pada saat terjadi perpanjang regangan pada material, maka akan terjadi kepatahan pada material.
Tekanan
Gambar di atas melukiskan suatu batang yang mempunyai penampang serbasama ditarik dengan gaya F pada kedua sisinya. Batang dalam keadaan tertarik. Bila dibuat irisan di batang (gambar b) yang tidak dekat ujung batang, maka pada irisan tadi terdapat tarikan dengan gaya F yang merata di penampang batang (sistem dalam keadaan seimbang). Dari sini dapat didefinisikan tegangan di irirsan tersebut sebagai perbandingan antara gaya F dengan luas penampang A.
Tegangan : S = F/A ( N/m2 = Pascal)
Tegangan tersebut disebut tegangan tarik.
Bila irisan tadi dibuat sembarang (membentuk sudut), maka luasannya menjadi A’ dan dan gaya F tadi bisa diurakan menjadi dua komponen, yaitu F^ (tegak lurus/normal terhadap A’ dan F (sejajar/tangensial terhadap A’). Maka tegangan dapat diurakan menjadi :
Regangan
Bila gaya diberikan pada balok tersebut memberikan tegangan tarik, maka balok tersebut juga mengalami perubahan bentuk yang disebut regangan.
Regangan tekan dapat didefinisikan dengan cara sama, dengan DL sebagai pengurangan panjang.
Bila gaya yang diberikan memberikan tegangan geser maka perubahan bentuk pada balok menjadi :
Elastisitas dan Plastisitas
Hubungan antara tegangan dan regangan menyatakan elstisitas bahan tersebut. Grafik tegangan sebagai fungsi regangan suatu logam dapat digambarkan sebagi berikut :
Bagian pertama (O - a) tegangan sebanding dengan regangan, a adalah batas proporsional tersebut. Dari a sampai b tidak sebanding lagi, tetapi bila beban diambil, kurva akan kembali ke titik a lagi. Titik a sampai b masih bersifat elastik dan b adalah batas elastik. Bila beban di ambil setelah melewati b, misal di c, kurva tidak kembali ke b tetepi kembali melellui garis tipis. Sehingga panjang tanpa tegangan menjadi lebih besar dari semula. Bila beban ditambah terus sampai patah di d, d disebut titik patah. Bila b sampai d cukup besar, bahan tersebut bersifat ulet, tetapi kalau sangat pendek disebut rapuh.
Modulus Elastik
Perbandingan antara tegangan dan regangan disebut modulus elastik bahan.
Modulus Young
Bila
kita perhatikan tegangan dan regangan tarik/tekan, sampai batas
proporsional, perbandingan tegangan dan regangan disebut : modulus
Young, Y :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar