Diagram Tegangan Regangan
Diagram tegangan regangan (stress-strain diagram) merupakan
diagram yang menggambarkan hubungan tegangan regangan suatu material.
Diagram Tegangan Regangan diperoleh dari hasil uji tarik (tensile
stress) pada suatu spesimen. Spesimen uji tarik (tensile stress
speciment) ada dua macam, plat dan silindris seperti gambar berikut
 |
| sumber gambar di sini |
Tegangan axial diperoleh dengan membagi gaya beban (load)
P dengan luas penampang melintang (cross section area) A. Ketika beban
dibagi luas penampang awal, tegangan ini disebut tegangan nominal (nominal
stress), atau juga ada yang menyebutnya tegangan rekayasa (engineering
stress).
Nilai yang lebih tepat (akurat) dari tegangan axial tersebut
disebut tegangan sejati (true stress). Tegangan sejati diperoleh dari
pembagian beban dengan luasan aktual pada penampang melintang yang berubah saat
terjadi kegagalan. Luas penampang saat ditarik (tension) nilainya selalu
lebih kecil dari luas penampang awal/sebelumnya, karena itu nilai tegangan
sejati lebih besar daripada tegangan rekayasa.
Setelah melakukan uji tarik dan menentukan tegangan dan
regangan pada variasi beban (load), kita dapat membuat diagram
tegangan-regangan. Material yang kan
dibahas adalah sructural steel, juga dikenal sebagai mild steel
atau low-carbon steel. Structural steel merupakan material yang
penggunaannya sangat luas.
Seperti gambar di atas, tegangan diplot pada sumbu
horisontal dan tegangan pada sumbu vertikal.
Diagram dimulai dari sumbu awal O ke titik A, yang
menunjukan hubungan antara tegangan dan regangan di awal linear.
Titik A merupakan titik elastis atau batas proposional (propotional
limit) di mana pada titik ini perubahan logam masih dalam keadaan elastis
dan jika titik ini dilampaui, maka akan terjadi perubahan plastis pada logam
tersebut
Kemiringan garis OA adalah modulus elatisitas karena garis
tersebut menggambarkan hubungan tegangan dibagi regangan linear. Daerah ini
juga disebut daerah linear atau elastis.
Setelah melewati titik A, tegangan mulai bertambah lebih
cepat untuk setiap penambahan tegangan. Kosekuensinya, kemiringan kurva
tegangan regangan semakin mengecil sampai pada titik B.
Titik B disebut Titik Yield (luluh). pada titik ini tegangan
yang terjadi disebut yield strength. Bila titik ini dilampaui maka akan terjadi
perubahan regangan tanpa adanya pertambahan tegangan, dan regangan ini terjadi
relatif cepat. Untuk batas Yield ini dapat dibedakan dengan mudah untuk logam
yang liat, tetapi untuk logam yang keras, batas yield ini sukar ditentukan.
Setelah melalui daerah luluh BC, baja memulai pengerasan regangan. Selama pengerasan regangan, material
mengalami perubahan struktur kristal. Pertambahan panjang pada spesimen uji ini
membutuhkan beban tarik yang lebih besar. Sehingga terjadi kemiringan positif
dari C ke D. Beban akhirnya mencapai nilai maksimum di titik D.
Titik D disebut titik ultimate, dan tegangan yang terjadi di
titik ini disebut, tegangan ultimate. Peregangan selanjutnya akan membawa spesimen kepada kegagalan di titik E atau disebut titik fracture, dimana pada titik ini specimen akan patah.
