Dasar Perancangan

Konsep Hukum Hooke Dan Elastisitas

Hukum Hooke yang pertama kali dikemukakan oleh Robert Hooke (1635 – 1703), “Jika gaya tarik yang diberikan pada sebuah pegas tidak melampaui batas elastisitas bahan maka terjadi pertambahan panjang pegas berbanding lurus atau sebanding dengan gaya tariknya”. Yang ditulis dengan persamaan sebagai berikut:
F = k . ΔL
Dimana :
F = Gaya luar yang diberikan (N)
k = Konstanta pegas (N/mm)
ΔL = Pertambahan panjang pegas dari posisi normalnya (mm)
Sedangkan pertambahan panjang kawat dirumuskan dalam:
ΔL = L1-L0
Dimana :
ΔL = Pertambahan panjang pegas dari posisi normalnya (mm)
L0 = Panjang mula-mula (mm)
L1 = Panjang setelah diberi gaya (mm)

Regangan merupakan perbandingan antara pertambahan panjang kawat dalam ΔL meter dengan panjang awal kawat dalam L0 meter. Regangan dapat terjadi dikarenakan gaya yang diberikan pada benda ataupun kawat tersebut dihilangkan, sehingga kawat kembali ke bentuk awal. Jika gaya yang diberikan melampaui batas elastisitas, maka benda tidak dapat kembali ke bentuk semula (masuk kedalam rentang daerah plastis dan bisa mengalami keadaan deformasi). Apabila gaya yang diberikan jumlahnya terus bertambah maka benda dapat rusak bahkan putus. Dengan kata lain, hukum Hooke hanya berlaku hingga batas elastisitas.

Ɛ = ΔL/Lo
Dimana :
Ɛ = Regangan
ΔL = Pertambahan panjang (mm)
Lo = Panjang mula-mula (mm)
Sesuai dengan persamaan di atas, regangan (Ɛ) tidak memiliki satuan dikarenakan pertambahan panjang (ΔL) dan panjang awal (L0) adalah besaran dengan satuan yang sama.

Berikut ditunjukan grafik hubungan regangan dan tegangan dalam sebuah uji tarik material (diambil contoh umum pada uji tarik material baja). Dalam grafik hubungan regangan dan tegangan terdapat dua bagian daerah yaitu daerah elastis dan daerah plastis (inelastis). Dimana dilihat dari sifat perilaku struktur pada saat reaksi pembebanan, dijelaskan bahwa pada daerah elastis sampai retang elastis (sampai batas hukum Hook) karena tidak memiliki nilai regangan, maka tidak terjadi deformasi, sedangkan pada nilai area luluh (sampai batas elastis) akan terjadi deformasi walaupun tidak sampai struktur menjadi rusak. Untuk daerah plastis, ketika terjadi pembebanan mengakibatkan deformasi, bahkan jika nilai pembebanan bertambah akan mengakibatkan deformasi berlebih bahkan struktur menjadi rusak. Nilai gaya ataupun pembebanan yang terjadi sebanding dengan nilai tegangan yang terjadi. Sedangkan pertambahan panjang struktur sebanding dengan nilai regangan yang terjadi.

Keterangan :
σu = Tegangan Utimate (N/mm2)
σy = Tegangan yield (N/mm2)
Sehingga didapatkan formula hubungan regangan tegangan adalah sebgai berikut:
σ = E  σ = E.Ɛ
Ɛ
Dimana :
σ = Tegangan (N/mm2)
E = Modulus Elastisitas (N/mm2)
Ɛ = Regaangan

Pelat baja dalam standart marine
Kimia Komposisi Elemen Chemical Composition (heat analysis),
specifikasi pada Grades AH/DH/EH32, AH/DH/EH36 dan AH/DH/EH40

C 0.18
Mn 0.90-1.60
Si 0.10-0.50
P 0.035
S 0.035
Al (acid soluble) 0.015
Cb 0.02-0.05
V 0.05-0.10
Ti 0.02
Cu 0.35
Cr 0.20
Ni 0.40
Mo 0.08

Mekanical Komposisi
Grade Tensile Strength,[MPa] Yeild Point, min [MPa] Elongation in [200 mm], min% Elongation in [50 mm], min%
AH32, DH32, EH32, FH32 [440 to 590] [315] 19 22
AH36, DH36, EH36, FH36 [490 to 620] [365] 19 22
AH40, DH40, EH40, FH40 [510 to 650] [390] 19 22

=============================================
Budianto, S.T., M.T.
=============================================

Facebook Comments

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *