Pengujian mekanik

Pengujian mekanik adalah jenis pengujian sifat mekanik pada suatu material. Sampel atau spesimen yang digunakan dalam pengujian mekanik hanya berukuran kecil. Karakteristik utama dari pengujian mekanik adalah merusak material uji dengan pemberian gaya dengan besaran tertentu. Standar pengujian mekanik berbeda-beda pada jenis material yang berbeda. Jenis pengujian mekanik antara lain uji kekerasan, uji tarik, uji keausan, dan uji impak. Manfaat dari pengujian mekanik ialah pengembangan ilmu material dan perolehan pengetahuan sifat rekayasa.

Sampel atau spesimen

Pengujian mekanik dilakukan dengan menggunakan sampel atau spesimen dari material yang diuji. Sampel atau spesimen yang digunakan hanya berukuran kecil. Namun sampel atau spesimen yang jenis, komposisi dan penerimaan perlakuannya sama dengan materialnya bersifat mewakili material aslinya. Ketepatan hasil pengujian mekanik pada sampel atau spesimen material hanya diperoleh ketika telah memenuhi beberapa aspek. Aspek-aspek ini meliputi ketelitian pembuatan spesimen, kualitas atau kecacatan material, ketepatan pengukuran dan kemampuan mesin ukur.[1]  

Sifat

Karakteristik dasar dari pengujian mekanik adalah merusak material yang diuji.[2] Kerusakan ini bertujuan untuk mengetahui sifat mekanik yang dimilikinya.[3] Pada pengujian yang bersifat merusak, spesimen dari suatu material mengalami kerusakan. Penyebab kerusakan pada jenis pengujian merusak adalah pemberian gaya dengan besaran tertentu pada spesimen dari suatu material. Pemberian gaya dilakukan dengan ukuran yang sesuai dengan standar pengujian yang ditetapkan atas spesimen yang diuji.[4]

Jenis

Uji kekerasan

Kekerasan pada suatu material merupakan ketahanan material terhadap gaya hingga mengalami deformasi plastis.[4] Sifat mekanik yang ingin diketahui dari pengujian kekerasan ialah ketahanan terhadap pemakaian mekanis dan elastisitas material.[5] Ada tiga jenis pengujian kekerasan yang pemakaiannya telah dibakukan. Ketiganya yaitu uji kekerasan penekanan, uji kekerasan goresan dan uji kekerasan dinamik.[6] Proses pengujian kekerasan disesuaikan dengan metode dan prsoedur pengujian yang diberlakukan pada material yang diuji. Ketelitian hasil uji ditentukan oleh pemilihan yang tepat mengenai metode pengujian.[7] Pengujian kekerasan dapat dilakukan dengan empat metode pengukuran yaitu uji kekerasan Brinell,  uji kekerasan Vickers, uji kekerasan Rockwell, dan  uji kekerasan Shore.[8]

Uji tarik

Uji tarik merupakan pengujian mekanik yang paling umum digunakan untuk mengetahui sifat mekanik suatu material.[9] Bentuk sampel uji tarik adalah batang dengan bagian tengah yang membagi sisi kiri dan kanan batang. Tegangan diberikan kepada bagian tengah sampel dan pengukuran tarikan dihitung dari panjang hasil penarikannya.[10] Penarikan dilakukan dengan menjepit kedua sisi ujung sampel. Pada salah satu ujung sampel dipasangi perangkat pengukuran beban dari mesin uji. Ujung yang satunya dipasangi perangkat peregang.[11] Sampel dari suatu material secara umum diuji tarik dengan cara ditarik hingga menjadi putus.[12]

Data yang diperoleh dari uji tarik dapat digambarkan secara umum dengan grafik beban dan pertambahan panjang. Namun, grafik ini tidak menampilkan kemampuan tarik melainkan hanya menampilkan kemampuan batang uji. Sifat tarik dari suatu material dapat diperoleh setelah grafik beban dan pertambahan panjang diubah menjadi kurva tegangan-regangan.[13] Kurva ini menampilkan data yang diperoleh selama pengujian tarikan pada suatu material dalam bentuk tegangan dan regangan.[12] Komposisi material penyusun beserta perlakuan yang diterimanya menentukan bentuk dan besaran dari kurva tegangan-regangan yang dibuat.[14]

Standar uji tarik yang dapat digunakan misalnya ASTM E8 yang berlaku di Amerika Serikat atau Standar Industri Jepang yang berlaku di Jepang. Kedua standar ini terutama digunakan pada bahan logam, tetapi mampu memberikan pengetahuan kepada peneliti mengenai reaksi suatu material terhadap tenaga tarikan.[15] Pada material komposit, uji tarik dilakukan dengan menggunakan mesin uji universal.[16]

Uji keausan

Keausan merupakan kondisi permukaan suatu benda yang kehilangan substansi progresif akibat gerak relatif dari permukaannya terhadap benda lain. Jenis keausan secara umum dibedakan menjadi keausan abrasif, keausan adesif, keausan korosif dan kelelahan permukaan.[17] Pada tahun 1996, Ivan Bataev memperkenalkan satu metode uji keausan. Pada pengujiannya, material padat yang dijadikan sampel digesekkan pada cakram yang berputar yang telah dilapisi kertas abrasif. Berkurangnya massa atau volume sampel ditetapkan sebagai dasar perhitungan laju keausan selama gesekan berlangsung.[18]

Uji impak

Uji impak merupakan pengujian material terhadap ketahanan menerima beban kejut. Pengujian dilakukan pada sampel yang memiliki takik atau tanpa takik. Sampel dijatuhi dengan beban pada ketinggian tertentu. Data pengujiannya ialah energi disipasi yang terdapat pada patahan. Metode pengujian impak dapat menggunakan metode Izod atau metode Charpy.[19] Pada metode Izod, spesimen uji bertumpu pada posisi dan arah pembebanan yang searah dengan arah alat penakik. Sedangkan pada metode Charpy, spesimen uji bertumpu pada posisi dan arah pembebanan yang  berlawanan arah dengan alat penakik.[20]

Standar pengujian

Material-material memiliki sifat-sifat yang berbeda satu sama lain. Sifat-sifat yang bervariasi pada material-material membuat pengujian mekanik juga bervariasi. Standar pengujian mekanik yang diberlakukan pada setiap jenis material ditetapkan berdasarkan sifat-sifatnya. Setiap keperluan yang berbeda memiliki standar pengujian yang berbeda. Misalnya perbedaan standar uji tarik antara bahan logam dan bahan polimer.[21]

Manfaat

Sifat mekanik yang dimiliki oleh suatu material menjadi faktor penting dalam pemilihan material dalam suatu perancangan.[22] Pengujian mekanik secara umum memberikan dua manfaat, yaitu pengembangan ilmu material dan perolehan pengetahuan sifat rekayasa. Pengetahuan yang diperoleh dari pengujian mekanik ada dua jenis, yaitu cacat atomik pada material atau kesesuaian kualitas produk suatu material dengan standar yang berlaku.[11]

Referensi

Catatan kaki

1. Sari 2018, hlm. 20.
2. Rinastiti, dkk. 2022, hlm. 95.
3. Sari 2018, hlm. 19-20.
4. Budiyanto dan Handono 2020, hlm. 38.
5. Mulyadi 2020, hlm. 97-98.
6. Budiyanto dan Handono 2020, hlm. 39.
7. Budiyanto dan Handono 2020, hlm. 38-39.
8. Mulyadi 2020, hlm. 98.
9. Sani 2019, hlm. 4.
10. Noer dan Dayana 2021, hlm. 19.
11. Smallman dan Bishop 2000, hlm. 214.
12. Sani 2019, hlm. 5.
13. Noer dan Dayana 2021, hlm. 20-21.
14. Rinastiti, dkk. 2022, hlm. 96.
15. Sani 2019, hlm. 4-5.
16. Sari 2019, hlm. 72.
17. Nitha 2021, hlm. 28-29.
18. Nitha 2021, hlm. 29-30.
19. Smallman dan Bishop 2000, hlm. 217.
20. Sari 2019, hlm. 75.
21. Sani 2019, hlm. 1.
22. Sari 2018, hlm. 19.

Daftar pustaka

• Budiyanto, E., dan Handono, S. D. (April 2020). Pengujian Material. Kota Metro: CV. Laduny Alifatama. ISBN 978-623-7829-13-3.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)

• Mulyadi (September 2020). Jamaaluddin, ed. Teknologi Pengelasan. Sidoarjo: UMSIDA Press. ISBN 978-623-6833-69-8.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)

• Nitha (November 2021). Indika, ed. Pengaruh Proses Pack Carburizing Arang Tulang Kerbau Terhadap Sifat Mekanik Baja Karbon. Banyumas: Zahira Media Publisher. ISBN 978-623-6287-66-8.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)

• Noer, Z., dan Dayana. I. (Juni 2021). Guepedia, ed. Fisika Material. Guepedia. ISBN 978-623-6341-94-0.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)

• Rinastiti, M., dkk. (Maret 2022). Wicaksono, B. P., Widyasrini, D. A., dan Qur'aini, P. I., ed. Dari Hulu ke Hilir: Perjalanan Sebuah Alat Kesehatan. Sleman: Gadjah Mada University Press. ISBN 978-602-386-983-1.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)

• Sani, Ridwan Abdullah (Mei 2019). Hastuti, Sri Budi, ed. Karakterisasi Material. Jakarta: Bumi Aksara. ISBN 978-602-444-553-9.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)

• Sari, Nasmi Herlina (Januari 2018). Material Teknik. Sleman: Penerbit Deepublish. ISBN 978-602-453-715-9.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)

• Sari, Nasmi Herlina (Oktober 2019). Teknologi Papan Komposit Diperkuat Serat Kulit Jagung. Sleman: Penerbit Deepublish. ISBN 978-623-02-0117-2.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)

• Smallman, R. E., dan Bishop, R. J. (Desember 2000). Simarmata, S. L., dan Hardani, H. W., ed. Modern Physical Metallurgy & Materials Engineering 6th Edition [Metalurgi Fisik Modern dan Rekayasa Material]. Diterjemahkan oleh Djaprie, Sriati (edisi ke-6). Jakarta: Penerbit Erlangga.  Parameter |url-status= yang tidak diketahui akan diabaikan (bantuan)Pemeliharaan CS1: Banyak nama: authors list (link)