R.M.Lutfi

NAMA : ROZAQ MUSTOFA LUTFI
NIM : 5201413042
PRODI : Pendidikan Teknik Mesin (UNNES)

tugas merangkum buku Fundamentals of Materials Science and Engineering BAB 7. mulai 7.1-7.9

7.1 PENDAHULUAN

Banyak bahan, ketika dalam pelayanan, dikenakan gaya atau beban, contoh termasuk paduan aluminium dari mana sayap pesawat dibangun dan baja dalam poros mobil. Dalam situasi seperti itu perlu untuk mengetahui karakteristik material dan untuk merancang anggota dari mana itu dibuat sedemikian rupa sehingga setiap deformasi yang dihasilkan tidak akan berlebihan dan fraktur tidak akan terjadi. Perilaku mekanik material mencerminkan hubungan antara respons atau deformasi untuk beban yang diterapkan atau kekuatan. Sifat mekanik yang penting adalah kekuatan, kekerasan, daktilitas, dan kekakuan. Sifat mekanis bahan yang dipastikan dengan melakukan eksperimen laboratorium yang dirancang dengan hati-hati yang meniru sedekat mungkin kondisi pelayanan. Faktor-faktor yang perlu dipertimbangkan termasuk sifat beban yang diterapkan dan yang durasi, serta kondisi lingkungan. Hal ini dimungkinkan untuk beban yang akan tarik, tekan, atau geser, dan besarnya dapat konstan dengan waktu, atau mungkin berfluktuasi terus menerus. Waktu aplikasi mungkin hanya sepersekian detik, atau mungkin memperpanjang selama bertahun-tahun. . Topik-topik ini diperlakukan dalam analisis stres tradisional dan kekuatan teks bahan. Bahan dan insinyur metalurgi, di sisi lain, prihatin dengan memproduksi dan bahan fabrikasi untuk memenuhi persyaratan layanan seperti yang diperkirakan oleh analisis ini stress

7.2 KONSEP STRES DAN STRAIN

Jika beban statis atau perubahan yang relatif lambat dengan waktu dan diterapkan secara seragam lebih dari penampang atau permukaan anggota, perilaku mekanik mungkin dipastikan dengan tes tegangan-regangan sederhana, ini yang paling sering dilakukan untuk logam pada suhu kamar. Ada tiga cara utama di mana beban mungkin diterapkan: yaitu, ketegangan, kompresi, dan geser (Angka 7.1a, b, c). Dalam rekayasa praktek banyak beban yang torsi daripada geser murni,

1. KONSEP TEGANGAN DAN STRAIN

Jika beban statis atau perubahan yang relatif lambat dengan waktu dan diterapkan secara seragam. Lebih dari penampang atau permukaan anggota , perilaku mekanik mungkin dipastikan dengan tes tegangan-regangan sederhana , ini yang paling sering dilakukan untuk logam pada suhu kamar . Ada tiga cara utama di mana beban mungkin diterapkan : yaitu , ketegangan , kompresi, dan geser. Dalam rekayasa praktek banyak beban yang torsi daripada geser murni. 

2. STRES-STRAIN PERILAKU Tingkat dimana struktur deformasi atau strain tergantung pada besarnya sebuah stres dipaksakan. Untuk kebanyakan logam yang ditekankan dalam ketegangan dan pada relatif tingkat rendah, stres dan ketegangan yang sebanding dengan satu sama lain melalui hubungan 

3. KOMPRESI TESTS Kompresi tes tegangan-regangan dapat dilakukan apabila kekuatan di-service ini Jenis. Sebuah tes kompresi dilakukan dengan cara yang mirip dengan uji tarik, kecuali bahwa gaya adalah tekan dan kontrak spesimen sepanjang arah stress 4. GESER DAN TORSI TESTS4 Untuk tes dilakukan dengan menggunakan gaya geser murni seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7.1c, geser stres dihitung sesuai dengan gambar 7.1 c 5. PERTIMBANGAN GEOMETRIS DARI STRES NEGARA Menekankan yang dihitung dari tarik, tekan, geser, dan torsi kekuatan negara diwakili dalam Gambar 7.1 tindakan baik paralel atau tegak lurus terhadap wajah planar badan terwakili dalam ilustrasi ini. Perlu dicatat bahwa stres negara adalah fungsi dari orientasi dari pesawat di mana tekanan yang diambil untuk bertindak. DEFORMASI ELASTIS 7.3 STRES-STRAIN PERILAKU Tingkat dimana struktur deformasi atau strain tergantung pada besarnya sebuah stres dipaksakan. Untuk kebanyakan logam yang ditekankan dalam ketegangan dan pada relatif tingkat rendah, stres dan ketegangan yang sebanding dengan satu sama lain melalui hubungan Hal ini dikenal sebagai hukum Hooke, dan konstanta proporsionalitas E (GPa atau psi) 6 adalah modulus elastisitas, atau modulus Young. Untuk logam yang paling khas besarnya modulus ini berkisar antara 45 GPa (6.5 106 psi), untuk magnesium ,dan 407 GPa (59 106 psi), untuk tungsten. Modulus elastisitas yang sedikit lebih tinggi untuk bahan keramik, yang berkisar antara sekitar 70 dan 500 GPa ( 106 dan 70 106 psi). Polimer memiliki nilai modulus yang lebih kecil dari kedua logam dan keramik, dan yang terletak di kisaran 0.007 dan 4 GPa (103 dan 0,6 106 psi) Deformasi di mana stres dan ketegangan yang proporsional disebut penggundulan elastis mation, sebidang stres (ordinat) vs regangan (absis) menghasilkan linier hubungan kapal, 

7.4 ANELASTICITY

Sampai saat ini , telah diasumsikan bahwa deformasi elastis waktu independen, yaitu, bahwa tegangan menghasilkan regangan elastis sesaat yang tetap konstan selama periode waktu stres dipertahankan . Ini juga telah diasumsikan bahwa setelah pelepasan beban ketegangan benar-benar pulih , yaitu, bahwa strain segera kembali ke nol . Dalam bahan rekayasa yang paling , bagaimanapun , akan ada juga ada komponen regangan elastis tergantung waktu . Artinya , deformasi elastisakan berlanjut setelah aplikasi stres, dan pada beban rilis beberapa waktu yang terbatas adalah diperlukan untuk pemulihan lengkap . Perilaku ini elastis tergantung waktu dikenal sebagai anelasticity , dan itu adalah karena proses mikroskopis dan atomistik tergantung waktu yang menyertai deformasi . Untuk logam komponen anelastic adalah normally kecil dan sering diabaikan . Namun, untuk beberapa bahan polimer yang besarnya adalah signifikan, dalam hal ini disebut perilaku viskoelastik 

7.5 SIFAT BAHAN ELASTIS 

Ketika tegangan tarik dikenakan pada hampir semua bahan, suatu pemanjangan elastisdan atas ketegangan hasil z ke arah stres diterapkan (sewenang-wenang diambil untuk menjadi arah z MECHANICAL PERILAKU-LOGAM Untuk bahan logam besar, deformasi elastis hanya berlanjut sampai strain dari sekitar 0,005. Sebagai bahan yang cacat di balik titik ini, stres tidak lagi sebanding dengan regangan (hukum Hooke, Persamaan 7.5, berhenti menjadi valid), dan permanen, nonrecoverable, atau plastik deformasi terjadi. Gambar plot 7.10a skematis tarik perilaku tegangan-regangan ke wilayah plastik untuk logam khas. Transisi dari elastis plastik adalah salah satu yang bertahap bagi sebagian besar logam, beberapa hasil kelengkungan pada awal deformasi plastik, yang meningkatkan lebih cepat dengan meningkatnya stres. Dari perspektif atom, deformasi plastik sesuai dengan melanggar tersebut obligasi dengan atomneighbors asli dan kemudian obligasi reformasi dengan tetangga baru sebagai sejumlah besar atom atau molekul bergerak relatif terhadap satu sama lain; atas penghapusan stres mereka tidak kembali ke posisi semula. Ini permanen deformasition untuk logam dicapai melalui proses yang disebut slip, yang melibatkan gerakan 

7.6 SIFAT TARIK 

7.6.1 KEKUATAN menghasilkan DAN HASIL Kebanyakan struktur yang dirancang untuk memastikan bahwa hanya deformasi elastis akan menghasilkan ketika stres diterapkan . Oleh karena itu diinginkan untuk mengetahui tingkat stres di mana deformasi plastik dimulai , atau di mana fenomena menghasilkan terjadi . untuk logam Pengalaman bahwa transisi elastik plastik bertahap , titik menghasilkan mungkin ditentukan sebagai keberangkatan awal dari linearitas dari kurva tegangan-regangan ; ini kadang-kadang disebut batas proporsional , seperti yang ditunjukkan oleh titik P pada Gambar 7.10 a.In kasus seperti posisi saat ini tidak dapat ditentukan secara tepat . Sebagai konsekuensi berurutan , konvensi telah dibentuk dimana garis lurus dibangun sejajar dengan bagian elastis dari kurva tegangan-regangan pada beberapa galur tertentu offset, biasanya 0,002 . Stres sesuai dengan perpotongan garis ini dan kurva tegangan-regangan seperti membungkuk di wilayah plastik didefinisikan sebagai hasil yang kekuatan y. 

7.6.2 DAKTILITAS 

Daktilitas lain adalah sifat mekanik yang penting. Ini adalah ukuran dari derajat deformasi plastik yang telah berjalan dengan fraktur. Bahan A yang pengalaman sangat sedikit atau tidak ada deformasi plastik pada fraktur disebut rapuh. Itu perilaku tegangan-reganga Daktilitas dapat dinyatakan secara kuantitatif baik sebagai perpanjangan persen atau persen pengurangan luas n tarik untuk kedua ulet dan brittlematerials yang skematis 

7.6.3 KETAHANAN 

Ketahanan adalah kemampuan suatu material untuk menyerap energi ketika cacat elastis dan kemudian, setelah bongkar, untuk memiliki energi pulih. Terkait properti adalah modulus ketahanan, Ur, yang merupakan energi regangan per satuan volume diperlukan untuk menekankan materi dari negara diturunkan sampai ke titik menghasilkan. Komputasi, modulus ketahanan untuk spesimen dikenakan uniuji tarik aksial hanya daerah di bawah rekayasa kurva tegangan-regangan yang diambil untuk menghasilkan (Gambar 7.15), atau Dengan asumsi daerah elastis linier 7.6.4 KETANGGUHAN Ketangguhan adalah istilah mekanik yang digunakan dalam beberapa konteks, longgar berbicara, itu adalah ukuran dari kemampuan bahan untuk menyerap energi sampai patah. Contoh geometri serta cara aplikasi beban yang penting dalam ketangguhan penentuan. Untuk kondisi pembebanan dinamis (laju regangan tinggi) dan ketika takik (Atau titik konsentrasi tegangan) hadir, kedudukan ketangguhan dinilai dengan menggunakan tes dampak, 

 7.7 TEGANGAN BENAR DAN STRAIN 

 Penurunan stres diperlukan untuk melanjutkan deformasi masa lalu maksimum, titik M, tampaknya menunjukkan bahwa logam menjadi lemah. Ini sama sekali tidak terjadi, sebagai Sebenarnya, itu adalah meningkatkan kekuatan. Namun,luas penampang menurun dengan cepat dalam daerah leher, di mana deformasi terjadi. Hal ini menghasilkan pengurangan kapasitas beban dari spesimen. Stres, sebagaimana yang dihitung dari Persamaan 7.1, adalah atas dasar asli cross-luas penampang sebelum deformasi apapun, dan tidak memperhitungkan ini diminution di daerah di leher. Kadang-kadang lebih bermakna untuk menggunakan skema ketegangan stres benar benar. Benar T stres didefinisikan sebagai F beban dibagi dengan luas penampang sesaat Ai di mana deformasi yang terjadi (yaitu, leher, melewati titik tarik 

7.8 PEMULIHAN ELASTIS SELAMA 

7.8.1 DEFORMASI PLASTIK Setelah dibebaskan dari beban selama tes tegangan-regangan, beberapa fraksi total deformasi diperoleh sebagai regangan elastis. rekayasa skema tegangan-regangan petak. Selama bongkar siklus, kurva mengikuti jalur garis lurus dekat dari titik bongkar (titik D), dan kemiringannya hampir identik dengan modulus elastisitas, atau sejajar dengan Bagian elastis awal kurva. Besarnya regangan elastis ini, yang kembali selama bongkar, sesuai dengan pemulihan ketegangan, Jika beban diterapkan kembali, kurva akan melintasi dasarnya linier yang sama Bagian dalam arah yang berlawanan untuk bongkar muat, menghasilkan lagi akan terjadi pada bongkar tingkat stres di mana pembongkaran dimulai. Ada juga akan menjadi elastis pemulihan regangan yang berhubungan dengan fraktur 

7.9 TEKAN, GESER, DAN DEFORMASI TORSI 

Tentu saja, pengalaman metalsmay deformasi plastik di bawah pengaruh penerapan tekan, geser, dan beban torsional. Hasil perilaku tegangan-regangan dalam wilayah plastik akan mirip dengan rekan tarik menghasilkan dan lengkungan yang terkait). Namun, untuk kompresi, akan ada nomaximum, karena penciutan tidak terjadi, lebih lanjut, modus fraktur akan berbeda dari bahwa ketegangan untuk