MEKANIKA BAHAN

LAPORAN UJI PRAKTIKUM BAJA

Disusun oleh:

KELOMPOK 1

Bahar Ardianto 5113412028

Theodorus Pandu 5113412034

Dana Maryam K 5113412040

Fitriyaningsih 5113412014

Elisabet Endah 5113412037

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

SEMARANG

2013

PRAKTIKUM BAJA

LAPORAN

Diajukan kepada Dosen Pengajar Mekanika Bahan

untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan

Tugas Mekanika Bahan

Disusun oleh:

KELOMPOK 1

Bahar Ardianto 5113412028

Theodorus Pandu 5113412034

Dana Maryam K 5113412040

Fitriyaningsih 5113412014

Elisabet Endah 5113412037

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

SEMARANG

2013

A. LATAR BELAKANG

Baja adalah logam paduan antara besi (Fe) dan karbon ( C ) , dimana besi sebagai

unsur dasar dan karbon sebagai unsure paduan utamanya. Kandungan karbon dalam baja

berkisar antara 0,2% hingga 1,7% berat sesuai gradenya. Dalam proses pembuatan baja akan

terdapat unrur - unsure lain selain karbon yang akan tertinggal di dalam baja seperti mangan

(Mn) , silicon(Si), kromium (Cr), Vanadium(V), dan unsure lainnya. Dalam hal aplikasi, baja

sering digunakan sebagai bahan baku untuk alat alat perkakas, alat alat pertanian,

komponen komponen otomotif, kebutuhan rumah tangga , transformer listrik dan untuk

proses manufaktur lainnya seperti proses pembuatan lembaran besi, proses ekstrusi, dan lain -

lain.

Baja merupakan bahan garapan yang mudah diubah wujudnya dan harga relatif

rendah, oleh karena itu baja paling banyak pemakaiannya. Berbagai jenis baja berbeda

menurut : kekuatan, kekerasan, kekenyalan, mampu keras, mampu las, mampu bentuk dingin

dan panas,serta daya tahan karat (korosi) dan lain-lain. Baja kontruksi mencakup 90 % dari

seluruh pembuatan baja, baja kontruksi digunakan untuk pembuatan baja batang, baja profil.

Untuk segala jenis kontruksi (jembatan, menara, bangunan tinggi), baja beton (dituang,

ditempa, dikempa). Baja kontruksi juga digunakan pada temperatur tinggi.

Pada umumnya semua logam tidak kehilangan tegangan serta kekakuannya dan

bahkan memiliki kenaikan keuletan dengan kenaikan temperature ruang pun juga perubahan

bentuk.

Kadar Karbon pada Baja

1 Baja sangat lunak (deed steel) kandungan karbon 0,10%

2 Baja lunak (low carbon steel) kandungan karbon 0,10%- 0,25%

3 Baja sedang (medium carbon steel ) kandungan karbon 0,25%-0,70%

4 Baja kera (high carbon steel) kandungan karbon 0,70%-1,50%

Perubahan bentuk dari material dikenal dengan istilah deformasi. Deformasi yang

terjadi pada material ini biasanya dinyatakan dalam bentuk tegangan regangan. Pengujian

tegangan regangan ( stress - strain ) ini lebih dikenal dengan uji tarik. Dengan menarik

suatu bahan sampai putus maka dapat diketahui bagaimana suatu bahan tersebut bereaksi

terhadap gaya tarik dan mengetahui sejauh mana material itu bertambah panjang.

B. Maksud dan Tujuan.

Maksud:

Sebagai panduan dalam praktikum pengujian tegangan leleh/luluh (yield stress) dan

regangan baja.

Mengetahui langkah kerja praktikum pengujian tegangan leleh/luluh (yield stress) dan

regangan baja.

Tujuan:

Agar Mahasiswa dapat memahami tentang cara pengujian serta memahami data yang

dihasilkan seperti: batas leleh, kuat tarik, tegangan leleh, batas sebanding, modulus

elastisitas, batas regangan, serta kualitas bahan.

Pengujian tarik dilakukan untuk mengetahui sifat-sifat mekanik bahan. Untuk

mendapatkan hasil pengujian yang akurat diperlukan ukuran standardbenda uji sesuai

dengan standart.

C. Manfaat Penelitian

Percobaan ini bermanfaat untuk menentukan tegangan leleh/luluh (yield stress) dan regangan

baja melalui pengujian dengan menggunakan rumus tegangan dan regangan, sebagai berikut :

Sedangkan untuk menghitung regangan tarik () dapat menggunakan rumus seperti dibawah

ini :

Keterangan :

F = Gaya (KN)

Ao = Luas Penampang Awal (mm2)

Lo = Panjang Awal (mm)

L = Perpanjangan (mm)

D. Alat dan Bahan

a. Alat

a) Mesin manometer.

b) Dial Indicator (Mitutoyo) dengan ketelitian 0,01 mm.

c) Alat ukur (Jangka sorong)

d) Penggaris.

e) Alat perekam (Handphone dan Kamera digital).

b. Bahan

a) Batang logam baja persegi panjang.

0

=

0 100%

b) Baut baja dan kuningan.

c) Mur baja dan kuningan, serta ring per kuningan.

E. Langkah Kerja

a. Mengetahui mutu baja

a) Siapkan alat dan bahan.

b) Sediakan batang logam baja persegi panjang.Ukur dimensi nya.

c) Menyalakan stop kontak, buka pengunci , masukkan baja, dan atur pengaturan model

sesuai sampel baja.

d) Menyalakan mesin manometer arah posisi tekan.

e) Pastikan hingga baja patah.

f) Rekap hasil pengujian.

b. Mengetahui tegangan dan regangan baja

a) Sediakan sampel yaitu dua baja yang disambung dengan baut kuningan.

b) Ukur dimensi baja dengan jangka sorong.

c) Siapkan mesin manometer dan dial indicator (Mitutoyo) dengan ketelitian 0,01 mm.

d) Menyalakan stop kontak, buka pengunci, masukkan baja, dan atur pengaturan model

sesuai sampel.

e) Menyalakan mesin manometer arah posisi tekan, dan pastikan kedua ujung batang uji

standart sudah terklem pada mesin uji tarik, kemudian batang uji standart tersebut

ditarik ujung atasnya secara terus-menerus.

f) Tunggu sampai baut kuningan tersebut patah.

g) Rekap hasil pengujian.

h) Ulangi lagi percobaan b) sampai dengan g) dengan mengganti sampel yaitu

menggunakan baut baja.

F. Data Praktikum

Data praktikum untuk mengetahui mutu baja.

Keterangan :

Lt : 304,3 mm

Lo : 134,5 mm

Do : 23,3 mm

h : 3,4 mm

D : 43,3 mm

Lj : 169,79 mm

m : 6,305 mm

A : 5023,05 mm2

Data praktikum untuk mengetahui tegangan dan regangan baja.

Data Pengukuran pada gambar :

Lt :2350mm

L :200mm

L :400mm

L :13330mm

Lj :830mm

D :430mm

D1 :100mm

D1 :330mm

D2 :330mm

D2 :100mm

Keterangan gambar:

Lt : panjang total benda uji (mm)

Lo : panjang ukur awal benda uji (mm)

Do : diameter awal benda uji (terkecil)

(mm)

D : diameter contoh asli (mm)

Lj : panjang bagian benda uji yang

terjepit mesin tarik (mm)

m : panjang bebas benda uji (mm)

ho : diameter dari baut (terkecil) (mm)

h : diameter dari baut (terbesar)

(mm)

L : jarak dari baut ke ujung

sambungan baja lain (terkecil)

(mm)

G. Hasil Pengujian

Hasil Pengujian dan Hitungan

a. Hasil pengujian mutu baja

No. Pembacaan

Dial (mm) L

(%)

Gaya

Tarik

(P) (ton)

Gaya tarik

(P)

(kg)

kg/cm

2

1. 0 0 0.000 0 0 0

2. 20 0.2 0.149 0.5 500 631.154

3. 40 0.4 0.297 0.8 800 1009.846

4. 60 0.6 0.446 1 1000 1262.307

5. 80 0.8 0.595 1.3 1300 1641.000

6. 100 1 0.743 1.5 1500 1893.461

Lt

L L L Lj

D

D1 D2

D2 D1

7. 120 1.2 0.892 1.6 1600 2019.692

8. 140 1.4 1.041 1.75 1750 2209.038

9. 160 1.6 1.190 2 2000 2524.615

10. 180 1.8 1.338 2.2 2200 2777.076

11. 200 2 1.487 2.3 2300 2903.307

12. 220 2.2 1.636 2.4 2400 3029.538

13. 240 2.4 1.784 2.45 2450 3092.653

14. 260 2.6 1.933 2.5 2500 3155.769

15. 280 2.8 2.082 2.5 2500 3155.769

16. 300 3 2.230 2.5 2500 3155.769

17. 320 3.2 2.379 2.5 2500 3155.769

18 340 3.4 2.528 2.5 2500 3155.769

19 360 3.6 2.677 2.6 2600 3281.999

20 380 3.8 2.825 2.61 2610 3294.623

21 400 4 2.974 2.7 2700 3408.230

22 420 4.2 3.123 2.9 2900 3660.692

23 440 4.4 3.271 3 3000 3786.922

24 460 4.6 3.420 3.1 3100 3913.153

25 480 4.8 3.569 3.1 3100 3913.153

26 500 5 3.717 3.2 3200 4039.384

27 520 5.2 3.866 3.4 3400 4291.845

28 540 5.4 4.015 3.45 3450 4354.961

29 560 5.6 4.164 3.5 3500 4418.076

30 580 5.8 4.312 3.63 3630 4582.176

31 600 6 4.461 3.7 3700 4670.538

32 620 6.2 4.610 3.8 3800 4796.768

33 640 6.4 4.758 3.9 3900 4922.999

34 660 6.6 4.907 3.95 3950 4986.115

35 680 6.8 5.056 3.95 3950 4986.115

36 700 7 5.204 3.96 3960 4998.738

37 720 7.2 5.353 4 4000 5049.230

38 740 7.4 5.502 4.1 4100 5175.461

39 760 7.6 5.651 4.1 4100 5175.461

40 780 7.8 5.799 4.2 4200 5301.691

41 800 8 5.948 4.3 4300 5427.922

42 820 8.2 6.097 4.31 4310 5440.545

43 840 8.4 6.245 4.4 4400 5554.153

44 860 8.6 6.394 4.52 4520 5705.630

45 880 8.8 6.543 4.55 4550 5743.499

46 900 9 6.691 4.56 4560 5756.122

47 920 9.2 6.840 4.66 4660 5882.353

48 940 9.4 6.989 4.67 4670 5894.976

49 960 9.6 7.138 4.68 4680 5907.599

50 980 9.8 7.286 4.68 4680 5907.599

51 1000 10 7.435 4.68 4680 5907.599

52 1020 10.2 7.584 4.69 4690 5920.222

53 1040 10.4 7.732 4.7 4700 5932.845

54 1060 10.6 7.881 4.7 4700 5932.845

55 1080 10.8 8.030 4.7 4700 5932.845

56 1100 11 8.178 4.71 4710 5945.468

57 1120 11.2 8.327 4.71 4710 5945.468

58 1140 11.4 8.476 4.71 4710 5945.468

59 1160 11.6 8.625 4.75 4750 5995.961

60 1180 11.8 8.773 4.75 4750 5995.961

61 1200 12 8.922 4.75 4750 5995.961

62 1220 12.2 9.071 4.79 4790 6046.453

63 1240 12.4 9.219 4.79 4790 6046.453

64 1260 12.6 9.368 4.79 4790 6046.453

65 1280 12.8 9.517 4.79 4790 6046.453

66 1300 13 9.665 4.8 4800 6059.076

67 1320 13.2 9.814 4.8 4800 6059.076

68 1340 13.4 9.963 4.8 4800 6059.076

69 1360 13.6 10.112 4.8 4800 6059.076

70 1380 13.8 10.260 4.75 4750 5995.961

71 1400 14 10.409 4.7 4700 5932.845

72 1420 14.2 10.558 4.7 4700 5932.845

73 1440 14.4 10.706 4.7 4700 5932.845

74 1460 14.6 10.855 4.65 4650 5869.730

75 1480 14.8 11.004 4.65 4650 5869.730

76 1500 15 11.152 4.63 4630 5844.484

77 1520 15.2 11.301 4.6 4600 5806.614

78 1540 15.4 11.450 4.59 4590 5793.991

79 1560 15.6 11.599 4.5 4500 5680.384

80 1580 15.8 11.747 4.5 4500 5680.384

81 1600 16 11.896 4.35 4350 5491.038

82 1620 16.2 12.045 4.2 4200 5301.691

83 1640 16.4 12.193 4.15 4150 5238.576

84 1660 16.6 12.342 4 4000 5049.230

85 1680 16.8 12.491 3.9 3900 4922.999

86 1700 17 12.639 3.9 3900 4922.999

87 1720 17.2 12.788 3.75 3750 4733.653

88 1740 17.4 12.937 3.65 3650 4607.422

89 1760 17.6 13.086 3.64 3640 4594.799

90 1780 17.8 13.234 3.6 3600 4544.307

91 1800 18 13.383 3.55 3550 4481.192

92 1820 18.2 13.532 3.4 3400 4291.845

93 1840 18.4 13.680 3.35 3350 4228.730

94 1860 18.6 13.829 3.3 3300 4165.615

95 1880 18.8 13.978 3.3 3300 4165.615

96 1900 19 14.126 3.25 3250 4102.499

97 1920 19.2 14.275 3.23 3230 4077.253

98 1940 19.4 14.424 3.18 3180 4014.138

99 1960 19.6 14.572 3.15 3150 3976.269

100 1980 19.8 14.721 3.1 3100 3913.153

Perhitungan baja:

a). L = Pem.dial x 0,01 mm

= 20 x 0,01 mm

= 0,2 mm

b). Regangan ( ) =

=

x 100%

= 2,08 %

c). Luas penampang (A) =

= 23,3 x 3,4

= 79,22 mm

2

= 0,7922 cm2

d). Tegangan tarik maks (fu) =

= 000

0

= 6059,075991 Kg/cm2

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

1 6

11

16

21

26

31

36

41

46

51

56

61

66

71

76

81

86

91

96

tega

nga

n (

ton

)

Hubungan Antara Tegangan dan Regangan pada Uji Tarik Baja

Series1

fy

e). Tegangan tarik leleh (fy) =

= 000

0

= 31,55768745 Mpa

f). Tegangan ijin () =

=

= 21,0384583 Mpa

a. Hasil pengujian dua baja dengan disambung Baut Kuningan.

No. Pembacaan

Dial (mm)

L Regangan

(mm)

Gaya tarik

(ton)

Tegangan

(kg/cm2)

1 0 0 0 0 0

2 20 0.2 0.000083333 0.1 0.18

3 40 0.4 0.00016667 0.2 0.36

4 60 0.6 0.00020833 0.25 0.45

5 80 0.8 0.000225 0.27 0.48

6 100 1 0.00025 0.3 0.54

7 120 1.2 0.00025 0.3 0.54

8 140 1.4 0.00025 0.3 0.54

9 160 1.6 0.00026667 0.32 0.57

10 180 1.8 0.00024167 0.29 0.52

11 200 2 0.00016667 0.2 0.36

12 220 2.2 0.00015833 0.19 0.34

13 240 2.4 0.000125 0.15 0.27

14 260 2.6 0.000091667 0.11 0.20

15 280 2.8 0.00008.3333 0.1 0.18

Grafik pengujian dua baja yang di sambung Baut Kuningan.

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

Perhitungan:

1). L = Pem.dial x 0,01 mm

= 160 x 0,01 mm

= 1.6 mm

2). Regangan ( ) =

=

x 100%

= 10 %

3). Luas penampang pelat (Abruto) = D x h

= 43 x 3,4

=146,2mm2

= 1,462 cm2

4). Reduksi lubang baut dalam 1 pot. = d x h x 2

= 24,316

= 108,8 mm2

= 1,088 cm2

5). Luas penampang pelat (Anetto) = Abruto (d x h x 2)

= 1,462-1,088

= 0,374cm2

6). Anetto = 85% x Abruto

= 0,85 x 1,462

= 1,2427 cm2

7). Tegangan tarik = x 0,75

= 2103,84583 x 0,75

= 1577,88437 kg/cm2

=157,7884373mpa

8). Kapasitas tarik pelat berlubang = tarik x Anetto

= 1577,88437 x 0,374

= 590,128754 kg

i). S12d, Teg.Tumpu = x 1,5

= 1577,88437 x 1,5

= 2366,82656 kg/cm2

j). 1,5 d s1 2d, Teg, Tumpu = x 1,2

=1577,88437x1,2

=1893,46124kg/cm2

k). Kapasitas tumpu perbaut = d x h x tumpu

= 82656,23664,312

= 96566,5236kg

l). Luas penampang baut (A) = r2

= 3,14 x 1,2

2

= 4,5216mm2

= 0,45216 cm2

m). geser max perbaut () =

= 0

0

= 571.428571 kg/cm2

n). Luas penampang geser pelat (Ak) = r2

= 3,14 x 1,22

= 4,5216mm2

= 0,45216 cm2

o). Tegangan geser tumpuan pelat =

= 45216,0

10002,3

= 707,714084 Kg/cm2

b. Hasil pengujian dua baja dengan disambung Baut Baja.

No. Pembacaan

Dial (mm)

Gaya tarik

(ton)

L Regangan

(mm)

Tegangan

(kg/cm2)

0 0 0 0 0 0

1. 20 0.2 0.2 0.00016667 0.357142857

2. 40 0.22 0.4 0.00018333 0.392857143

3. 60 0.24 0.6 0.0002 0.428571429

4. 80 0.26 0.8 0.00021667 0.464285714

5. 100 0.28 1 0.00023333 0.5

6. 120 0.29 1.2 0.00024167 0.517857143

7. 140 0.3 1.4 0.00025 0.535714286

8. 160 0.3 1.6 0.00025 0.535714286

9. 200 0.31 1.8 0.00025833 0.553571429

10 220 0.32 2 0.00026667 0.571428571

11 240 0.33 2.2 0.000275 0.589285714

12 260 0.39 2.4 0.000325 0.696428571

13 280 0.4 2.6 0.00033333 0.714285714

14 300 0.41 2.8 0.00034167 0.732142857

15 320 0.42 3 0.00035 0.75

16 340 0.4 3.2 0.00033333 0.714285714

17 360 0.2 0.2 0.00025 0.535714286

Grafik pengujian dua baja yang di sambung Baut Baja.

Perhitungan :

a). L = Pembacaan Dial x 0,01 mm

= 300 x 0,01 mm

= 3mm

b). Regangan ( ) = d

L

= %

= 18,75 %

c). Luas penampang pelat (Abruto) = D x h

= 43x3,4

= 146,2mm2

= 1,462cm2

d). Reduksi lubang baut dalam 1 pot. = hd 2

= 12 x 3,4 x 2

= 81,6mm2

= 0, 816cm2

00.10.20.30.40.50.60.70.8

0

0.0

00

16

66

67

0.0

00

18

33

33

0.0

00

2

0.0

00

21

66

67

0.0

00

23

33

33

0.0

00

24

16

67

0.0

00

25

0.0

00

25

0.0

00

25

83

33

0.0

00

26

66

67

0.0

00

27

5

0.0

00

32

5

0.0

00

33

33

33

0.0

00

34

16

67

0.0

00

35

0.0

00

33

33

33

Hubungan Tegangan dan Regangan

10016

3

mm

mm

e). Luas penampang pelat (Anetto) = Abruto-Reduksi lubang baut dalam 1 Potongan

= 1,462-0,816

= 0,646 cm2

f). Anetto = 85% x Abruto

= 0,85 x 1,462

= 1,2427 cm2

g). tarik = 0,75

= 2103,84583 x 0,75

= 1577,88437kg/cm2

=157,7884373mpa

h). Kapasitas tarik pelat berlubang = Anettotarik

= 1577,88437 x 1,2427

= 1960,83691 kg

i).Untuk s1 2d, Teg.Tumpu = 1,5

= 1577,884373 x 1,5

= 2366,82656 kg/cm2

j). Untuk 1,5d s1 < 2d, Teg.Tumpu = 1,2

= 1577,884373x 1,2

= 1893,461248 kg/cm2

k). Kapasitas tumpu per baut =

= 6 x 3,4 x 2366,82656

= 48283,26182 kg

l). Luas penampang baut (A) = 2

= (3,14 x 32)x2

= 56 mm2

= 0,56 cm2

m). Tegangan geser maks per baut () =

= 0

0

= 750.00 kg/cm2

mputegangantuhd

A

P max

n). Luas penampang geser pelat (Ab) = 2

= 3,14 x 4,52

= 63,585 mm2

= 0,63585 cm2

o). Tegangan geser tumpuan pelat =

=

= 1179,52347 Kg/cm2

H. Kesimpulan

Dari hasil praktikum di dapat hasil sebagai berikut :

Mutu Baja :

a) Regangan ( ) = 2,082 %

b) Tegangan tarik leleh (fy) = 315,577 MPa

c) Tegangan tarik maksimal (fu) = 6059,076Kg/cm2

d) Tegangan ijin () = 210,384583 MPa

Baut Kuningan

a) Regangan ( ) = 10%

b) Tegangan geser maks per baut () = 571.428571 kg/cm2

c) Tegangan geser tumpuan pelat =707,714084 Kg/cm2

d) Luas penampang pelat (Abruto) = 1,462 cm2

e) Reduksi lubang baut dalam 1 pot. = 1,088 cm2

f) Luas penampang pelat (Anetto) = 0,374cm2

g) Anetto = 1,2427 cm2

h) tarik = 157,7884373 Mpa

i) Kapasitas tarik pelat berlubang = 590,128754 kg

j) Untuk s1 >= 2d, Teg.Tumpu =2366,82656 kg/cm 2

k) Untuk 1,5d =

c) Tegangan geser tumpuan pelat = 1179,52347 Kg/cm2

d) Luas penampang pelat (Abruto) = 1,462cm2

e) Reduksi lubang baut dalam 1 pot. = 0, 816cm2

f) Luas penampang pelat (Anetto) = 0,646 cm2

g) Anetto = 1,2427 cm2

h) tarik = 157,7884373 mpa

i) Kapasitas tarik pelat berlubang = 1960,83691kg

j) Untuk s1 >= 2d, Teg.Tumpu = 2366,82656kg/cm2

k) Untuk 1,5d =

LAMPIRAN

1. Istilah - istilah

Batas Leleh adalah tegangan yang sedikit di atas elastic yang tampak terjadi

penambahan regangan tanpa adanya tambahan dan pengurangan tegangan.

Batas Elastis adalah tegangan tertinggi yang dapat ditahan oleh bahan yang elastic

yaitu apabila tegangan yang bekerja dihilangkan, bahan masih dapat kembali ke bentuk semul.

Modulus Elastisitas ditunjukkan oleh kemiringan diagram tegangan regangan pada

bagian yang lurus atau linier terhadap sumbu horizontal atau sumbu regangan.

Nilai Kuat Taril Leleh adalah besarnya gaya tarik yang bekerja pada saat benda uji

mencapai atau mengalami leleh pertama.

Nilai Kuat Tarik Maksimum adalah besarnya gaya tarik yang bekerja pada saat

benda uji mencapai atau mengalami puncak pembebanan sebelum putus.

Nilai Kuat Tarik Putus adalah besarnya gaya tarik maksimum yang bekerja pada saat

benda uji putus.

2. Gambar

Perhitungan Lempeng Baja

Lempeng baja setelah penarikan

Lempeng dan Baut setelah dilakukan Penarikan

Lempeng dan Baut Kuningan Lempeng dan Baut Baja

Baut Kuningan Baut Baja