Enam Uji Kekuatan Material Umum

Kekuatan material memainkan peran penting dalam menentukan bagaimana suatu material akan berperilaku di bawah tekanan dan kondisi yang berbeda.

Apakah Anda sedang mendesain sebuah bangunan, sebuah bagian mesin, atau keseluruhan struktur, mengetahui bagaimana suatu material akan bekerja di bawah tekanan sangatlah penting.

Berbagai jenis pengujian material digunakan untuk mengukur berbagai jenis kekuatan, dan setiap tes memiliki tujuan yang unik.

Di bawah ini adalah enam tes kekuatan material yang umum, menyoroti metodologi mereka, pengukuran kunci, dan aplikasi.

1. Pengujian tarik

Pengujian tarik adalah salah satu metode yang paling banyak digunakan untuk menilai sifat mekanik suatu bahan, terutama kemampuannya menahan gaya regangan atau tarikan.

Pengujian ini melibatkan penerapan beban tarik yang meningkat secara bertahap pada sampel material (biasanya berbentuk seperti halter) sampai rusak.

Dengan mencatat beban yang diterapkan, modulus elastis, kekuatan luluh, kekuatan tarik, keuletan, sifat pengerasan regangan, Modulus Young, dan rasio Poisson dapat dihitung.

Pengujian dilakukan dengan menggunakan mesin uji tarik, juga dikenal sebagai mesin pengujian universal (UTM).

Parameter Kunci Diukur:

• Kekuatan luluh: Titik tegangan dimana material mulai mengalami deformasi plastis (deformasi permanen). Misalnya, untuk baja karbon rendah, kekuatan luluh biasanya sekitar 250 MPa.
• Kekuatan tarik pamungkas (Uts): Tegangan maksimum yang dapat ditahan suatu bahan sebelum patah.
  Baja, misalnya, mungkin memiliki UTS mulai dari 400 MPa ke 700 MPa tergantung pada paduannya.
• Modulus elastis (Modulus Young): Rasio tegangan terhadap regangan dalam daerah elastis, menunjukkan kekakuan material. Untuk baja, Modulus Young biasanya 200 IPK.
• Pemanjangan: Persentase pertambahan panjang bahan sebelum patah. Bahan dengan elongasi tinggi, such as ductile steel, can elongate by more than 10% sebelum kegagalan.

Tensile testing is essential for materials used in structural components, such as metals, plastik, dan material komposit.
It provides valuable data on how materials will behave under tension in real-world applications, from cables in bridges to components in airplanes.

2. Pengujian Kompresif

Compressive testing evaluates a material’s ability to withstand compressive forces — forces that push or squeeze the material.
The test is particularly useful for brittle materials, such as concrete, keramik, dan beberapa logam.

In this test, a material sample is placed in a compressive testing machine, where a load is applied until the material deforms or fails.

Parameter Kunci Diukur:

• Kekuatan tekan: The maximum compressive load a material can bear before failure occurs.
  Misalnya, concrete typically has a compressive strength of 20-40 MPa, while high-strength concrete can exceed 100 MPa.
• Crushing Strength: Titik di mana material rapuh patah akibat kompresi.
  Hal ini berlaku untuk material seperti keramik atau coran, yang mungkin pecah pada gaya tekan yang relatif rendah dibandingkan dengan bahan ulet.

Pengujian tekan sangat penting dalam konstruksi dan teknik sipil, dimana material seperti kolom beton dan baja dirancang untuk menopang beban yang signifikan.

Pengujian ini memastikan bahwa material dapat menahan beban struktural yang berat tanpa kegagalan.

3. Pengujian Kelelahan

Pengujian kelelahan sangat penting untuk material yang mengalami beban siklik atau berulang, seperti yang ditemukan pada mesin, Komponen Otomotif, dan pesawat terbang.

Material sering kali dapat menahan tekanan tingkat tinggi namun mungkin rusak karena siklus bongkar muat yang berulang.

Dalam tes kelelahan, suatu bahan mengalami siklus tekanan yang berulang-ulang sampai akhirnya rusak.

Tes ini mensimulasikan kondisi dunia nyata, dimana bagian-bagiannya mengalami fluktuasi beban dari waktu ke waktu, seperti bagian-bagian mesin pada mobil atau bilah turbin pada mesin pesawat terbang.

Parameter Kunci Diukur:

• Kekuatan kelelahan: Tegangan maksimum yang dapat ditanggung suatu material selama sejumlah siklus tertentu sebelum mengalami kegagalan.
  Misalnya, komponen baja pada suku cadang otomotif mungkin memiliki kekuatan lelah sekitar 250 MPa.
• Kurva S-N (Stres vs.. Jumlah Siklus): Kurva ini menggambarkan hubungan antara tegangan yang diterapkan dan jumlah siklus yang dapat ditahan suatu material sebelum terjadi kegagalan.
  Bahan seperti paduan titanium dikenal memiliki kekuatan lelah yang tinggi, membuatnya cocok untuk aplikasi luar angkasa.

Pengujian kelelahan sangat penting dalam industri di mana komponen mengalami tekanan siklus, termasuk otomotif, Aerospace, dan manufaktur, di mana suku cadang harus bertahan jutaan siklus pemuatan tanpa kegagalan.

4. Pengujian Torsi

Pengujian torsi mengukur kemampuan material untuk menahan gaya puntir atau rotasi. Bahannya dipasang di salah satu ujungnya, dan torsi diterapkan ke ujung yang lain, menyebabkannya berputar.

Tes ini memberikan wawasan tentang kekuatan geser material, karakteristik deformasi plastis, dan respons terhadap tekanan rotasi.

Parameter Kunci Diukur:

• Kekuatan geser: Kemampuan material untuk menahan gaya geser. Misalnya, baja biasanya memiliki kekuatan geser sekitar 300 MPa, sedangkan bahan yang lebih lembut seperti aluminium mungkin memiliki kekuatan geser yang lebih rendah.
• Modulus Torsi: Ketahanan material terhadap puntiran, yang membantu dalam menentukan kekakuan keseluruhan bahan yang digunakan dalam komponen berputar seperti poros.
• Deformasi plastik: Tingkat puntiran atau deformasi permanen sebelum material pecah.
  Bahan ulet akan mengalami puntiran yang signifikan sebelum rusak, sedangkan bahan rapuh cepat rusak setelah mengalami deformasi kecil.

Pengujian torsi sangat penting untuk mengevaluasi material yang digunakan pada komponen seperti poros, baut, dan pipa yang mengalami gaya rotasi pada mesin, Otomotif, dan aplikasi luar angkasa.

5. Pengujian Istirahat Nick

Pengujian Nick break adalah uji tumbukan khusus yang terutama digunakan untuk mengevaluasi kekuatan sambungan las.

Takik kecil dibuat di area yang dilas, dan kemudian sampel dipukul dengan kekuatan tumbukan.

Patahan biasanya terjadi pada sambungan las dan cara patahnya material dapat menunjukkan kualitas las.

Parameter Kunci Diukur:

• Kekuatan Las: Ini mengukur kemampuan sambungan las untuk menahan patah akibat benturan. Lasan yang kuat akan menghasilkan patahan yang minimal dan penyerapan energi yang maksimal.
• Dampak ketangguhan: Kemampuan material untuk menyerap energi sebelum rusak. Bahan dengan ketangguhan tinggi akan tahan terhadap patah getas bahkan dalam kondisi yang keras.

Pengujian ini penting bagi industri yang mengandalkan pengelasan untuk integritas struktural, seperti pembuatan kapal, konstruksi, dan manufaktur pipa.

6. Pengujian Merayap

Pengujian mulur mengevaluasi bagaimana suatu material berubah bentuk di bawah beban konstan selama periode yang lama, Terutama pada suhu tinggi.

Untuk material yang terkena tekanan jangka panjang, seperti di pembangkit listrik atau mesin dirgantara, memahami perilaku merayap sangat penting.

Selama ujian, suatu bahan mengalami tegangan konstan pada suhu tinggi, dan besarnya deformasi (orang aneh) diukur dari waktu ke waktu.

Parameter Kunci Diukur:

• Tingkat Creep: Tingkat di mana material berubah bentuk akibat tekanan seiring waktu. Bahan seperti superalloy yang digunakan dalam mesin jet seringkali memiliki tingkat mulur yang sangat rendah untuk memastikan kinerja pada suhu tinggi.
• Kekuatan Merayap: Kemampuan material untuk menahan deformasi di bawah tekanan berkelanjutan pada suhu tinggi.
• Transformasi Waktu-Suhu (TTT) Melengkung: Kurva ini menunjukkan bagaimana suhu dan waktu mempengaruhi laju mulur material.

Pengujian mulur sangat penting dalam aplikasi suhu tinggi seperti turbin, mesin, dan reaktor, dimana material harus tahan terhadap tekanan termal dan mekanis yang berkepanjangan tanpa kegagalan.

Kesimpulan

Enam uji kekuatan ini — tarik, tekan, kelelahan, torsi, istirahat sebentar, dan creep — memberikan wawasan penting tentang bagaimana material akan bekerja di bawah berbagai jenis tekanan.

Setiap tes memiliki tujuan yang unik, apakah menilai ketahanan material terhadap tegangan, kompresi, stres siklik, kekuatan memutar, atau deformasi suhu tinggi.

Dengan memahami kelebihan dan kekurangan materi melalui pengujian tersebut, insinyur dapat membuat keputusan yang lebih tepat ketika memilih bahan untuk aplikasi tertentu.

Memastikan keamanan, daya tahan, dan keandalan di berbagai industri.

 

Cara memesan produk dari Deze？