BAB I (Uji Buckling (Tekuk))

BAB I PERCOBAAN TEKUK (BUCKLING)

1.

Tujuan

Adapun tujuan percobaan tekuk adalah untuk menunjukan peristiwa dan kebenaran rumus tekuk euler. Dalam percobaan ini, tumpuan ujung batang dapat dibuat engsel –  engsel –  engsel,  engsel, jepit –  jepit –  jepit  jepit atau jepit –  jepit –  engsel.  engsel. 2.

Teori Mekanika Teknik

Pada praktek sebenarnya, terdapat 4 macam tipe tumpuan yang dikenal pada kolom elastis yang mendapat gaya tekan axial, yaitu : a.

Tumpuan engsel pada kedua ujungnya

Gambar 1.1. Tumpuan engsel pada kedua ujungnya  b.

Tumpuan jepit pada kedua ujungnya.

Gambar 1.2. Tumpuan jepit pada kedua ujungnya

Laporan Praktikum Fenomena Dasar Mesin | 1

c.

Tumpuan engsel pada satu ujung dan jepit pada ujung lainnya

Gambar 1.3. Tumpuan engsel pada suatu ujung dan jepit pada ujung lainnya d.

Tumpuan jepit pada satu ujung dan bebas pada ujung lainnya

Gambar 1.4. Tumpuan jepit pada satu ujung dan bebas pada ujung lainnya

3.

Rumus Euler untuk kolom ujung engsel Pada beban kritis, kolom yang mempunyai penampang konstan dapat menekuk ke samping untuk setiap arah. Dalam keadaan yang lebih umum  batang tekan tidak mempunyai kekuatan lentur yang sama untuk segala arah. Adapun besaran tekanan kritis (Per) diperoleh dari rumus euler, yaitu : 

Untuk tumpuan engesl –  engsel, PCR

=  ∙

 .   

.  ∙



Untuk tumpuan jepit – jepit,

PCR = 4



Untuk tumpuan jepit – engsel,

PCR = 2.50 ∙  

 . 

∙

  ∙  

Laporan Praktikum Fenomena Dasar Mesin | 2

4.

Perancangan Peralatan

Gambar 1.5. Peralatan Uji Backling

Laporan Praktikum Fenomena Dasar Mesin | 3

 Nama bagian utama dari peralatan uji buckling adalah sebagai berikut :\

1)

Benda Uji

2)

Landasan Atas

3)

Landasan Bawah

4)

Kolom Pengarah

5)

Kolom Penahan

6)

Spindel Penekan

7)

Ulir Penggerak

8)

Plat Penahan

9)

Plat Pengarah

10)

Lengan Penjepit

11)

Poros Penekan

12)

Bushing

13)

Tumpuan Engsel Atau Penjepit

14)

Lengan Penggerak

15)

Hydrolic Load Cell

16)

Pressure Gauge

17)

Pemegang Presure Gauge

Sebelum merancang peralatan uji buckling, maka diperlukan perhitungan gaya yang akan timbul dan membebani peralatan tersebut pada bagian  –   bagian yang dianggap kritis. Pada bab ini juga akan dibahas komponen yang digunakan  pada alat uji buckling.

Laporan Praktikum Fenomena Dasar Mesin | 4

5.

Urutan pengujian beban kritis.  





Susunan peralatan untuk pengujian beban kritis Pasang satu tumpuan engsel ditempat yang disediakan pada hydraulic load cell dan satu tumpuan engsel ditempat yang disediakan pada poros  penekan yang sudah terpasang dilandasan atas kemudian kencangkan  baut-baut pengikatnya. Atur ketinggian landasan atas disesuaikan dengan panjang benda uji yang  pertama yaitu 755 mm kemudian letakkan benda uji tersebut diantara tumpuan engsel bawah dan tumpuan engsel atas tepat dipusat tumpuan sambil memutar spindel penekan gar benda uji cukup tertekan. Putar spindel penekan agar menekan benda uji. Pada saat besar beban yang ditunjukan oleh pressure gauge mendekati besarnya beban kritis  benda uji maka jarum pada pressure gauge akan bergerak perlahan dan kemudian berhenti jika sudah mencapai beban kritis walaupun spindel  penekan terus diputar. Catat beban kritis pengujian yang ditunjukkan oleh pressure gauge sebagai berikut.

 [] =    [ ⁄  ]   × 3,14 [ ] 





Lakukan hal yang sama untuk benda uji dengan panjang 758 mm dan 805 mm. Setelah pengambilan data untuk tumpuan engsel  –   engsel, lakukan hal sama untuk tumpuan engsel jepit kemudian tumpuan jepit –  jepit. Hasil pengujian tersebut kemudian dibandingkan  perhitungan teori mekanika teknik sebagai berikut : 1) Tumpuan engsel –  engsel PCR

=  ∙

dengan

hasil

 .  

2) Tumpuan engsel –  jepit PCR = 2.50 ∙ 



∙

 ∙  

3) Tumpuan jepit –  jepit PCR = 4 



.  ∙

 .  

Lakukan analisa data untuk mengetahui deviasi atau penyimpangan yang terjadi antara hasil pengujian dengan hasil perhitungan teori mekanika teknik.

Laporan Praktikum Fenomena Dasar Mesin | 5

6.

Kalibrasi Peralatan Eksperimental

Kalibrasi peralatan eksperimental bertujuan agar data yang diperoleh hasil  pengujian akurat sehingga peralatan uji buckling ini dapat dipertanggung  jawabkan hasilnya. Kalibrasi yang dilakukan adalah kalibrasi kelurusan pusat tumpuan. a. Kalibrasi Kelurusan Pusat Tumpuan. Sebelum melaksanakan pengujian maka peralatan pengujian beban kritis dalam hal ini adalah kelurusan pusat beban pada tumpuan harus dikalibrasi terlebih dahulu. Hal ini penting agar beban yang ditunjukan oleh pressure gauge adalah benar.  b. Peralatan Kalibrasi Kelurusan Pusat Tumpuan. 

Landasan Atas



Landasan Bawah



Kolom Pengarah



Kolom Penahan



Spindel Penekan



Ulir Penggerak



Plat Penahan



Plat Pengarah



Lengan Penjepit



Poros Penekan



Bushing



Tumpuan Jepit



Lengan Pembawa



Lengan Penggerak



Hydrolic Load Cell



Pressure Gauge



Benda Uji Kalibrasi

Laporan Praktikum Fenomena Dasar Mesin | 6

c. Urutan Kalibrasi Kelurusan Pusat Tumpuan  

 

7.

Susuanan peralatan untuk kalibrasi kelurusan tumpuan. Pasang satu tumpuan jepit bawah di tempat yang disediakan pada Hydaulic Load Cell dan satu tumpuan Jepit Atas di tempat yang disediakan pada Poros Penekan yang sudah terpasang di Landasan Atas kemudian kencangkan baut-baut pengikatnya. Setelah itu pasang penjepit  pada masing-masing Tumpuan Jepit. Longgarkan Lengan Penjepit agar Landasan Atas dapat bebas naik turun. Putar Lengan Pembawa agar Landasan Atas begerak turun sampai ujung dari Penjepit Atas dan ujung dari Penjepit Bawah bertemu. Longgarkan  baut-baut pengencang Hydraulic Load Cell kemudian atur posisi Hidraulic Load Cell ke kiri atau kekanan agar ujung penjepit atas dan ujung penjepit bawah berada dalam satu sumbu.

Tabel Hasil Pengujian Beban Kritis Tumpuan Engsel –  Jepit. Diameter Benda Uji (d) Modulus Bahan Momen Inersia

= 8 mm = 20 × 10  Pa = I

Panjang Benda Uji (mm)

Beban Kritis Praktek (Kg/cm2)

Beban Kritis Praktek (Kg) (P x π)

755

56

175,84

917,92

19,15

80,85

758

54

169,56

886,038

19,13

80,87

805

50

157

820,028

19,14

80,86

Deviasi (%)

Beban Kritis Teori (Kg) (  2.50 ∙   ∙

 ∙  

)

     

 × 100%

Efisiensi (%) –  deviasi  beban

Laporan Praktikum Fenomena Dasar Mesin | 7