II.
TEORI DASAR
A. Pengertian Puntiran
Puntiran adalah
suatu kondisi yang dialami oleh suatu benda oleh suatu benda (biasanya poros)
dimana terjadi akibat adanya gaya yang bekerja berlawanan arah terhadap kedua
ujungnya. Puntiran terjadi pada poros yang dipasang mati pada salah satu
ujungnya dan pada ujung yang lain bekerja gaya yang mengakibatkan poros
tersebut terpuntir. Diameter poros tidak akan berubah selama sudut puntir yang
dialami poros relatif kecil.
Patahan
karena puntiran yang terjadi pada bahan getas terlihat pada arah kekuatan tarik
yaitu 45°C terhadap sumber puntiran sedangkan bahan yang liat patahan terjadi
pada sumbu tegak lurus terhadap sumbu puntiran.
Keterangan : T adalah torsi (wn)
F
adalah gaya (N)
d
adalah diameter lengan putar (m)
B.
Regangan
Regangan
merupakan ukuran perubahan panjang dari suatu material. Regangan (e)
didefenisikan sebagai perbandingan pertambahan/perubahan panjang (∆L) dengan
panjang mula-mula (Lo)
e =
atau e =
Dalam Si, regangan tidak memiliki satuan
karena pembagian antar satuan panjang (m/m). berdasrkan jenis regangan,
rengangan dapat digolongkan menjadi :
1. Regangan
linear, yaitu perbandingan antara perubahan panjang dengan panjang myula-mula
yang disebabkan oleh tegangan normal.
2. Regangan
volum, yaitu perbandingan antara perubahan volum dengan volum mula-mula yang
disebabkan oleh stress normal dari beberapa sisi.
3. Regangan
sheal, yaitu perbandingan antara perubahan bentuk semula yang diakibatkan
adanya tegangan tangensial.
C. Tegangan
Jika
sebuah benda elastis ditarik oleh suatu gaya, benda tersebut akan bertambah panjang
sampai ukuran tertentu sebanding dengan gaya tersebut yang berarti ada sejumlah
yang bekerja pada setiap satuan panjang benda. Gaya yang bekerja sebanding
dengan benda dan berbanding terbalik dengan luas penampang. Dalam ilmu fisika
besarnya gaya yang bekerja (F) dibagi dengan luas penampang (A) didefenisikan
sebagai tegangan (stress) disimbolkan 0.
Dalam
Si, satuan tegangan (τ) adalah N/
yang diperoleh melalui pembagi satuan gaya dan
luas apabila gaya tersebut menyebabkan pertambahan panjang pada benda maka disebut
tegangan sebaliknya jika gaya menyebabkan berkurangnya gaya panjang benda maka
disebut tegangan kompressional.
Tegangan
merupakan gaya perunit 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 literature polimer, tegangan seringkali ditampilkan dalam satuan PSi
(Pounds per scuare inch).1 mPa = 145 Psi.
D. Diagram
Tegangan-Regangan
|
|
|
U
|
|
Strain
|
|
Titik
mulur
|
|
Batas
Proporsional
|
|
Batas Elastik
|
|
B
|
|
Kekuatan
Tertinggi
|
Gambar 2.1
Diagram Tegangan Regangan
Keterangan :
E. Titik elastis – kondisi bahan
apabila beban dihilangkan maka panjang specimen kembali ke keadaan semula.
P. Titik proporsinal – daerah
berlakunya hokum hookedimana perbandingan antara tegangan dan regangan liniear
atau berbanding lurus.
Y. Titik yield – titik dimana
terjadi deformasi plastis perpanjangan dan pengecilan luas penampang.
U. Titik ultimate – tegangan
maksimum yang dapat diterima material dan sering juga disebut tegangan tarik
maksimum.
B. Titik break – titik dimana jika
material masih dibebani sampai batas ini maka akan terjadiperpatahan.
E. Karakteristik Baja
Dan Kuningan
1. Karaskteristik Baja
Baja
karbon merupakan unsur pengeras besi yang efektif dan murah karena itu umumnya sebagian
besar baja komersial hanya menganmdung kandungan karbon dengan sedikit panduan
lain baja karbon rendah (C<0,3%) memiliki kekuatan sedang dengan keuletan
yang sangat baik dan digunakan dalam kondisi normalisasi untuk keperluan
konstruksi jembatan bangunan kendaraan dan kapal laut.
Baja
karbon sedang (0,3% < C < 0,7 %) dapat dicelup untuk membentuk martensit
susun dengan penempering untuk meningkatkan ketangguhan disamping kekuatan yang
telah dimilikinya.
Baja
karbon tinggi (0,7 > C < 1,7 % ) biasanya dicelup agar keras, kemudian
disusul penempering pada 250°C sehingga dapat dicapai kekuatan yang memadahi
dengan keuletan yang memenuhi persyaratan modulus elastisitas baja : E = 2,01 x
kg/cm.
2.
Karakteristik Kuningan
Berbeda
dengan baja karbon, kuningan adalah logam yang tahan karat selain itu kuningan
juga memiliki keuletan yang lebih baik disbanding dengan baja. Tetapi tingkat
kekerasan dan ketangguhan kuningan lebih rendah disbanding dengan baja,
sedangkan untuk koduktifitas listrik kuningan lebih baik dari pada baja.
Modulus elastisits kuningan : E = 9,17 x
kg/cm.
F. Aplikasi Puntiran Pada Batang Torsi
Suspensi
Dari
Wikipedia bahasa melayu ensiklopedia bebas
Sebuah
bar torsi dengan beban tidak diterapkan
Sebuah
bar torsi dengan beban diterapkan
Sebuah batang torsi suspensi, juga
dikenal dengan pegas torsi suspensi; torsi bean adalah istilah umum setiap
kendaraan suspensi yang menggunakan bar torsi sebagai bantalan utamanya. Salah
satu ujungnya terpasang pada chasis, ujung berakhir dipengungkit dipasang tegak
lurus yang terpasang pada lengan suspensi poros atau as roda gerak vertical
roda menyebabkan bar untuk memutar di sekitar sumbu dan ditahan bar torsi
berlawanan. Tingkat efektifitas bar ditentukan oleh panjang diameter dan
material.
1.
Penggunaan
Suspensi
bar torsi yang saat ini digunakan pada titik truk dan suv dari foad, dodge, GM,
Mitsubishi Nissan dan Toyota, produsen mengubah torsi bar atau tombol untuk
mengatur naik tinggi biasanya untuk mengkompressi paket mesin lebih berat atau
lebih ringan, sementara ketinggian dapat disesuaikan dengan memutar baut adjust
pada tombol torsi memutar tombol terlalu jauh dapat menekuk baut penyesuai.
2.
Keuntungan dan Kerugian
Keuntungan utama dari suspensi bar torsi
yaitu daya tahannya dan mudah disesuaikan. Profil kecil sepanjang lebar
kendaraan dibutuhkan sedikit ruang pada kendaraan disbanding dengan per pegas.
Kerugiannya adalah bahwa bar torsi
biasanya tidak dapat memberikan tingkat pegas progresif dibanding dengan per
pegas.
Beberapa kendaraan menggunakan batang
torsi untuk memberikan lefeling otomatis, menggunakan motor untuk mengencangkan
bar dan memberikan resistensi yang lebih besar serta dalam penerapan khusus
untuk mengatasi guncangan akibat perubahan kondisi jalan.
E.
Penurunan
Rumus
1. Momen Inersia Polar (Ip)
Ip = Ix + Iy
Dimana Ix = Iy
Ip = 2Ix
Ix =
Dimana dA = p
y dy , maka :
Ix =
Ix =
Ip = 2.Ix
=
dimana :
2.
Tegangan
geser (τ)
Perlawanan terhadap momen punter yang
dikembangkan tersebut setara dengan momen puntir dalam:
tmaks=d
Ar=T
Pada
suatu keadaan tertentu t maks
dan R konstan
dA = T dimana
dA = Ip
T
Maka
=
=
dimana R=
Dari persamaan E
=
diperoleh Ip =
Jadi t maks
=
C.
Alat & Bahan
1. Alat
a. Gambar Alat
|
1
|
|
3
|
|
4
|
|
5
|
|
7
|
|
11
|
|
|
|
8
|
|
1444
|
|
13
|
|
12
|
|
9
|
|
2
|
|
6
|
|
10
|
b. Fungsi bagian-bagian :
1. Roda
pengatur lengan gaya : Untuk mengatur ketinggian Torsimeter.
2. Torsimeter
: Untuk melihat besarnya momen puntir
3. Water
pass : Untuk menyeimbangkan lengan gaya.
4. Lengan
gaya : Untuk meneruskan momen puntir yang diberikan ke Torsimeter
5. Kepala
tetap : Untuk menyangga benda kerja.
6. Kunci
L : Untuk mengencangkan Pencekam
7. Pencekam
: Untuk mencekam benda kerja agar tidak lepas
8. Roda
pengatur sudut : Untuk mengatur besarnya sudut yang diberikan
9. Pengunci
kepala lepas : Untuk mengunci kedudukan kepala lepas.
10. Spesimen
: Benda yang akan diuji yang terdiri dari baja dan kuningan dengan diameter 6
mm, panjang 65 dan 85 mm.
11. Penunjuk
sudut : Untuk mengukur besarnya sudut yang telah diberikan
12. Kepala
Lepas Untuk mengatur jarak pasang benda uji
13. Landasan
kepala lepas : Untuk menyangga kepala lepas
14. Pengatur
Torsi meter : Untuk mengatur kedudukan
Tidak ada komentar:
Posting Komentar