Perekayasaan kebumian

Perekayasaan kebumian atau Geoengineering adalah konsep memanipulasi iklim bumi guna melawan efek pemanasan global. The National Academy Sciencemen definisikan teknik kebumian sebagai "suatu cara yang melibatkan ilmu rekayasa keteknikan dalam skala besar terhadap lingkungan untuk melawan efek akibat perubahan komposisi atmosfer bumi". Beberapa teknik kebumian adalah berdasarkan pengubahan bentuk karbon. Hal ini bertujuan untuk mengurangi gas rumah kaca di atmosfer. Hal ini mencakup metode langsung (misalnya penangkapan gas karbon dioksida di udara) dan metode tidak langsung (penumbuhan fitoplankton secara besar-besaran di lautan). Hal ini bisa dikategorikan sebagai mitigasi pemanasan global. Alternatifnya adalah teknik pengaturan radiasi matahari (aerosol sulfur stratosfer) yang tidak mengurangi kadar karbon dioksida di atmosfer. Cara ini juga tidak mengurangi efek lain dari tingginya kadar karbon dioksida sepertipeningkatan keasaman laut. Saat ini tidak ada proyek teknik kebumian yang ditangani. Beberapa ahli menganggap bahwa hal ini hanya mengakibatkan tekanan politik terhadap pengurangan emisi di mana banyak negara maju (terutama Amerika Serikat) masih enggan melakukannya. Penanaman pohon dan proyek "atap dingin" saat ini sedang berjalan untuk mencegah perubahan iklim, dan penumbuhan fitoplankton di lautan secara besar-besaran sedang dalam tahap penelitian akhir dan siap diaplikasikan.

A.    Definisi

Teknik kebumian adalah aplikasi dari terraform. Teknik kebumian melibatkan perlakuan terhadap bumi agar dapat didiami dengan layak oleh manusia. Definisi lainnya yang lebih sempit adalah proyek rekayasa alam terintegrasi. Recovery secara besar-besaran terhadap hidrokarbon menggunakan sains dan teknologi dapat dimasukan ke dalam aplikasi teknik kebumian.

B.     Latar belakang

Teknik kebumian hadir karena pemanasan global. Konsep teknik kebumian ada karena fakta sejarah mengenai gagalnya kontrol emisi dunia, selain karena penyusutan es arktik menyebabkan akselerasi proses pemanasan global. Cabang ilmu teknik kebumian sesungguhnya adalah ilmu yang kompleks, dan membutuhkan berbagai disiplin ilmu:

1.      Sains, meliputi kimia atmosfer, ekologi, meteorologi, biologi tumbuhan

2.      Ilmu keteknikan, meliputi teknik penerbangan dan antariksa, balistik, teknik perkapalan

3.      Manajemen dan kontrol, meliputi manajemen risiko, penelitian operasional

Beberapa lembaga terkemuka dunia telah, atau akan, meneliti teknik kebumian dan mencari manfaat potensial dari ilmu ini. Lembaga itu diantaranya NASA, Royal Society, The Institute of Mechanical Engineers, dan Parlemen Inggris. Dan LSM lingkungan internasional seperti Friends of the Earth International dan Greenpeace sangat mendukung geoengineering.

C.    Rencana yang diajukan

Pengaturan radiasi matahari

Pengaturan radiasi matahari adalah pengurangan kadar radiasi matahari yang menyentuh permukaan bumi untuk mencegah pemanasan global. Cara ini tidak mengurangi kadar gas rumah kaca di atmosfer yang juga berkontribusi terhadap peningkatan keasaman laut.

Cara yang memungkinkan untuk dilakukan adalah:

1.      Aerosol sulfur stratosfer

2.      Peningkatan reflektivitas awan

3.      Atap dingin

4.      Tabir surya luar angkasa

Penyelamatan es kutub juga dapat dipertimbangkan sebagai pengaturan radiasi matahari, karena permukaan es yang berwarna putih memantulkan sebagian besar radiasi matahari yang diterimanya. Es kutub juga berperan dalam menyimpan gas metana, yang merupakan gas rumah kaca yang lebih jahat dari pada karbon dioksida.

Remediasi gas rumah kaca

Remediasi gas rumah kaca berarti penstabilan kadar gas rumah kaca, terutama karbon dioksida, di atmosfer. Hal ini dapat dilakukan dengan berbagai cara, diantaranya:

1.      Penyuburan fitoplankton di lautan

2.      Pembuatan biochar

3.      Daur energi biomassa

4.      Penangkapan karbon di udara

Resiko dan kritik

Ketidakefektifan teknik kebumian mungkin akan menjadi masalah utama. Hal ini terkait prediksi bahwa hasil yang didapat tidak sesuai harap atau berada jauh di bawah harapan. Seperti contoh penyuburan fitoplankton di lautan, mungkin tidak akan menyerap karbon dioksida sebanyak yang diharapkan. Dan karbon dioksida mungkin akan kembali ke atmosfer segera setelah terjadi kematian massal fitoplankton jika tidak ada predator alami yang memangsa plankton tersebut, dikarenakan proses pembusukan.

Masalah kadar CO2 yang tidak terselesaikan

Hal ini terutama mengenai pengaturan radiasi matahari yang tidak menyentuh aspek dari dalam atmosfer bumi itu sendiri. Pengaturan radiasi matahari tidak mengurangi kadar karbon dioksida di atmosfer, sehingga peningkatan keasaman laut akan terus terjadi.

Pengendalian dan variasi kemungkinan

Teknik kebumian mungkin tidak akan berjalan dengan mulus dikarenakan adanya berbagai faktor eksternal di luar proyek teknik kebumian seperti El Nino, letusan gunung berapi, dan solar flare.

Efek samping

Penggunaan sulfur di atmosfer mungkin akan memengaruhi keadaan ozon. Dan juga terdapat berbagai kemungkinan seperti perubahan daur hidrologi yang dapat menyebabkan musim kering, banjir, dan sebagainya.

Militerisasi

Teknik kebumian dapat digunakan sebagai senjata pemusnah masal untuk menciptakan suatu keadaan buruk bagi iklim suatu wilayah. Teknik kebumian juga dapat digunakan sebagai suatu cara untuk menciptakan keadaan yang baik bagi satu pihak untuk melakukan operasi militer.

Aplikasi percobaan Mekanika Terpakai

1. Pelumasan Percik Pada Motor Bakar Torak Putaran Tinggi (Bantalan Luncur)

            Motor pada kendaraan mempunyai banyak bagian yang saling berhubungan dengan gerakan yang saling bergesekan. Apabila dua permukaan yang berhubungan saling bersentuhan dan bergerak saling bergesekan sehingga diperlukan adanya pelumasan seperti pelumasan percik.

            Pelumasan percik adalah suatu system pelumasan yang digunakan untuk melumasi bagian dalam mesin dengan cara pelumas dipercikkan oleh ujung poros engkol yang berputar. System pelumasan percik ini digunakan pada motor bakar torak berputaran tinggi, dimana oli pelumas ditempatkan pada tempat oli yang dipasang di bagian dasar atau posisi paling bawah dari ruang mesin penggerak (poros  penggerak).

                       Waktu poros engkol dari mesin itu berputar ujung besar dari poros batang tercelup oli di dasar ruang mesin dan menyiramkan oli keseluruh bagian mesin. Kadang-kadang pada ujung besar dari poros batang torak terdapak penggaruk oli yang berfungsi membantu pengambilan oli dan pelumas dipercikkan kebagian mesin yang bergerak dengan kombinasi pemancaran atau percik.             

          Semakin besar putaran poros maka proses terjadinya pelumasan semakin cepat oleh karena kinerja ujung poros engkol yang tercelup ke oli semakin cepat sehingga menyebabkan oli yang dipercikkan akan cepat beroperasi membantu mengurangi terjadinya gesekan antara torak dan silinder. Apabila poros yang berputar tercelup semua maka kinerja poros akan berkurang karena adanya viskositas pelumas yang mempengaruhi kinerja poros.

                                                                           http://www.google.com

2. Pengaruh kecepatan Terhadap Keseimbangan (Balance Massa)

Suatu sistem bobot berputar secara teoritis dapat diseimbangkan secara lengkap melalui penambahan dua bobot penyeimbang, masing-masing satu bobot ada dua bidang acuan. Meskipun pengamatan dilakukan dalam analisa matematis untuk komponen yang dirakit seperti rotor dari sebuah motor listrik, tetapi dalam kejadian yang umum bahwa suku cadang berjalan dengan tidak terlalu mulus jika beroperasi dengan kecepatan tinggi.

Jadi disini dapat dikatakan bahwa keseimbangan massa berputar akan berkurang jika berada pada dalam kecepatan  yang tinggi hal ini disebabkan oleh besarnya gaya yang terjadi akibat dari gaya yang diberikan untuk memutar massa itu. Keseimbangan terjadi karena sistem dari massa berputar ini sudah tidak mampu menahan gaya yang diberikan  atau putaran yang diberikan. Atau dengan kata lain kecepatan putaran itu sudah melampaui batas kemampuan dari massa itu untuk mempertahankan keseimbangannya.

Jadi untuk menyeimbangkan secara keseluruhan atau sebagian gaya-gaya inersia dalam sebuah sistem dengan mengetengahkan gaya-gaya inersia tambahan akan membantu melawan efek gaya-gaya inersia semula.

                                                                                       http://www.google.com

3. PERENCANAAN STRUKTUR JEMBATAN

Perencanaan struktur jembatan yang ekonomis dan memenuhi syarat teknis ditinjau dari segi keamanan serta rencana penggunaannya, merupakan suatu hal yang sangat penting untuk diupayakan.

Dalam perencanaan teknis jembatan perlu dilakukan identifikasi yang menyangkut beberapa hal antara lain :

1. Kondisi tata guna lahan, baik yang ada pada jalan pendukung maupun

lokasi jembatan berkaitan dengan ketersediaan lahan yang ada.

2. Kelas jembatan yang disesuaikan dengan kelas jalan dan volume

lalu lintas.

3. Struktur tanah, geologi dan topografi serta kondisi sungai

dan perilakunya.

4. Pemilihan jenis struktur dan bahan konstruksi jembatan yang sesuai

dengan kondisi medan, ketersediaan material dan sumber daya

manusia yang ada.

5. Penguasaan tentang teknologi perencanaan, metode pelaksanaan,

peralatan, material/ bahan mutlak dibutuhkan dalam perencanaan

jembatan.

6. Analisis Struktur yang akurat dengan metode analisis yang tepat

agar diperoleh hasil perencanaan jembatan yang optimal.

Metode perencanaan struktur jembatan yang digunakan ada dua macam, yaitu Metode perencanaan ultimit (Load Resistant Factor Design, LRFD) dan Metode perencanaan tegangan ijin (Allowable Stress Design, ASD). Perhitungan struktur atas jembatan umumnya dilakukan dengan metode ultimit dengan pemilihan faktor beban ultimit sesuai peraturan yang berlaku. Metode perencanaan tegangan ijin dengan beban kerja umumnya digunakan untuk perhitungan struktur bawah jembatan (fondasi). Untuk tipe jembatan simple girder, perhitungan dapat dilakukan secara manual dengan Excel. Untuk tipe jembatan yang berupa rangka, perhitungan struktur dilakukan dengan komputer berbasis elemen hingga (finite element) untuk berbagai kombinasi pembebanan yg meliputi berat sendiri, beban mati tambahan, beban lalu-lintas kendaraan (beban lajur, rem, pedestrian), dan beban pengaruh lingkungan (temperatur, angin, gempa) dengan pemodelan struktur 3-D (space-frame). Metode analisis yang digunakan adalah analisis linier metode matriks kekakuan langsung (direct stiffness matriks) dengan deformasi struktur kecil dan material isotropic. Program komputer yang digunakan untuk analisis adalah SAP2000 V-11. Dalam program tersebut berat sendiri struktur dan massa struktur dihitung secara otomatis.

Dalam blog ini diberikan beberapa contoh perhitungan struktur jembatan beton prategang mulai dari struktur atas yang terdiri dari slab lantai jembatan dan girder prategang (prestressed concrete girder) sampai struktur bawah yang berupa abutment dan pier tipe dinding termasuk

 fondasinya. Perhitungan PCI-girder ini digunakan untuk perencanaan struktur Jembatan Srandakan II, Kulon Progo, D.I. Yogyakarta dan Jembatan Tebing Rumbih, Kalsel. Selain itu diberikan juga beberapa contoh perhitungan struktur atas sbb.

Prestressed Concrete Box Girder (Gejayan Fly Over, Yogyakarta).

Concrete I – Girder (Jembatan Ngawen, Gunung Kidul).

Concrete T – Girder (Jembatan Brantan, Kulon Progo).

Compossite Girder (Jembatan Bonjok, Kebumen, Jateng)

Untuk jembatan beton tipe busur (Concrete Arch Bridge) diberikan contoh perhitungan yang meliputi :

Jembatan Plat Lengkung (Jembatan Wanagama, D.I. Yogyakarta)

Jembatan Rangka Lengkung (Jembatan Sarjito II, Yogyakarta).

Contoh perhitungan struktur jembatan tipe plat untuk bentang pendek meliputi :

Underpass (Jombor Fly Over, Yogyakarta)

Box Culvert (Jembatan Kalibayem, Yogyakarta)

Selain perhitungan Pier tipe dinding, juga diberikan contoh perhitungan Pier tipe yang lain seperti :

Pier Tipe Kolom Tunggal (Gejayan Fly Over, Yogyakarta)

Pier Tipe Portal (Jembatan Boro, Purworejo, Jateng)

Puntiran

BAB II

TEORI DASAR

1. Puntiran

Puntiran adalah suatu pembebanan yang penting. Sebagai contoh, kekuatan puntir menjadi permasalahan pada poros-poros, karena elemen deformasi plastik secara teori adalah slip (geseran) pada bidang slip, modulus kekakuan adalah konstanta yang penting, yang diperoleh dari pengujian puntir (dalam banyak kasus). Deformasi puntiran tidak menunjukkan tegangan uniform pada potongan lintang seperti halnya pada deformasi lenturan. Untuk mendapat deformasi puntiran dengan tegangan yang uniform perlu dipergunakan batang uji berupa silinder tipis.

Patahan karena puntiran dari bahan getas terlihat pada arah kekuatan tarik, yaitu pada 45C terhadap sumber puntiran, sedangkan bagi bahan yang liat patahan terjadi pada sudut tegak lurus terhadap sumbu puntiran setelah gaya pada arah sumbu terjadi dengan deformasi yang besar, dari hal tersebut sangat mudah menentukan keliatan dan kegetasan.

     

2. DiagramTegangan-Regangan

     

Apabila suatu spesimen dijepit pada sebuah alat uji puntiran dan beban serta perubahan sudut puntir diamati secara serempak, maka terjai perubahan tegangan dan regangan pada spesimen.

Strain

                                                                     

Gambar 2.1 Diagram Tegangan Regangan

Dari sumbu O ke suatu titik yang disebut batas proporsional masih merupakan garis lurus seperti terlihat pada gambar 2.1 dari sini kita menarik kesimpulan hubungan terkenal pertama yang diberi dalil oleh Robert Hooke pada tahun 1675, bahwa tegangan sebanding dengan regangan.

Konsep lain yang dikembangkandarikurvategangan- teganganadalahbataselastis, yaitubatastegangandimanabahantidakkembalilagikebentuksemulaapabilabebandilepastetapiakantetappadadeformasitetap yang disebut Permanent Set. Titikmulur, dimanabahanmemanjangmulurkhususnyaterjaditerhadapbajastruktur.Kekuatanmulur, sangatberkaitandengantitikmulur.Untukbahan yang tidakmemilikidefinisimulur yang baik, kekuatanmulurditetapkandenganmetodepergeseran.Metode ini berupa penarikan suatu garis sejajar ke garis singgung awal kurva tegangan- tegangan. Garis ini dimulai pada pergeseran regangan sebesar 0,2 % atau 0,002 m/m, seperti diperlihatkan pada gambar 2.2. Perpotongan garis ini dengan kurva disebut kekuatan mulur.

 

Gambar 2.2 Kekuatan mulur ditetapkan dengan metode pergeseran

Tegangan maksimum atau lebih umum disebut kekuatan maksimum, merupakan ordinat tertinggi pada kurva tegangan- tegangan. Kekuatanpatahatauteganganpatahpadaspesimen.

C.    Tegangan

Kekuatanbahanbukanlahkriteriasatu-satunya yang harusdiperhitungkandalamperencanaanstruktur.Kekakuanbahanselalusamapentingnya. Denganderajatlebihkecil, sifatsepertikekerasan, ketangguhan, dankeliatanmenetapkanpemilihanbahansifatiniditetapkandenganmembuatpengujianbahandanmembandingkanhasilnyadenganstandar yang telahada.

Gaya luar (eksternal) yang diberikanpadasuatubendaharusdiimbangiolehgayapenentang yang ada di dalambahan. Bahan yang mempunyai gaya internal tadi dikatakan berada dalam keadaan tegang. Untuk lebih mengerti hakekat gaya internal ini, marilah kita perhatikan apa yang terjadi bila suatu benda diberi beban. Mula-mula harus ditegaskan bahwa dalam praktek, semua beban bekerja sedikit demi sedikit. Proses pembebanan ini dapat diselesaikan dalam selang waktu yang sangat singkat, namun tak akan pernah sesaat.

Bila gaya dikenakan pada suatu benda, maka bentuk benda akan berubah dan molekul-molekulnya bergeser sedikit dari posisi awalnya. Pergeseran ini mengakibatkan timbulnya gaya-gaya antar molekul, yang tergabung untuk menentang gaya yang ditimbulkan oleh beban tadi. Bila beban bertambah, perubahan bentuk benda makin besar dan gaya-gaya antar molekul juga bertambah sampai pembebanan mencapai harga akhirnya.

Gaya-gaya di dalam benda mengadakan reaksi yang sama dan berlawanan, sehingga keadaan setimbang tercapai. Bahan sekarang dalam keadaan tegang dan terenggang. Dapat dilihat nanti bahwa kedua keadaan ini pasti berhubungan, tegangan dalam bahan harus didampingi regangan dan sebaliknya. Untuk menyederhanakan perhitungan, seringkali lebih mudah bila diperhatikan ‘benda tegar’, namun ini hanya merupakan suatu konsep; karena ada bahan yang tegar sempurna, dan tidak ada benda nyata yang dapat menahan beban, tanpa sebelumnya mengalami perubahan bentuk.

Bila benda berbeban yang disebutkan diatas dibagi menjadi dua oleh suatu bidang khayal, maka tiap bagian harus berada dalam keadaan setimbang karena pengaruh gaya luar yang bekerja padanya dan gaya-gaya internal (yaitu gaya antar molekul) yang bekerja pada bidang khayal ini. Intensitas tegangan (untuk mudahnya biasanya disebut ‘tegangan’) di suatu titik pada bidang, didefinisikan sebagai gaya internal per satuan luas.

Tegangandibedakanmenjadiduajenis.Bilagaya internal tegakluruspadabidang yang diamati, makadidapattegangan normal ataulangsung, dansesuaidenganarahgaya, dapatbersifattarik (tensile) ataumampat (compressive). Bila gaya internal sejajar dengan bidang yang diamati, didapat tegangan tangensial atau geser. Seringkali resultan gaya pada elemen luasan membentuk sudut dengan bidang luasnya. Dalam keadaan semacam itu, gaya tersebut diuraikan menjadi komponen normal dan tangensial, serta menghasilkan kombinasi tegangan-tegangan normal geser.

D.    Regangan

Perubahan bentuk benda yang terjadi pada keadaan tegang disebut regangan. Ada dua macam regangan. Bahan dapat membesar atau mengecil dan menghasilkan regangan normal; atau lapisan-lapisan bahan dapat bergeser yang satu terhadap yang lain dan menghasilkan regangan geser. Untuk batang dalam keadaan tarik atau komprensi sederhana, akibat yang paling jelas terlihat adalah perubahan panjang batang, yaitu regangan normal. Intensitas regangan (biasanya disebut ‘regangan’ saja) untuk regangan normal, didefinisikan sebagai perbandingan perubahan ukuran terhadap ukuran semula. Bila definisi ini diterapkan pada perubahan panjang batang, maka :

E.     PuntiranPorosBerpenampangLingkaran.

Akibatpuntiranmurnipadaporosberpenampanglingkaranadalahtimbulnyategangangesermurnidalambahan.Bilaporosdibagimenjadiduabagianolehbidang transversal khayal, akanterlihatbahwapermukaan-permukaanpadakeduapihakdaribidanginicenderungberputar, relatif yang dianggapterdiridarilapisan-lapisan tipis transversal yang jumlahnyatakterhingga, masing-masing relative berputarsedikitterhadaplapisanberikutnyabila torsi diberikan, akibatnyaporosakanterpuntir. Pergerakan angular salahsatuujung relative terhadap yang laindisebutsudutpuntiran.

Teganganpuntirdisebabkanolehmomenpuntir yang bekerjapadapenampangbatang.Dalam menganalisa tegangan puntir, momen torsi yang biasanya dinyatakan dalam vektor rotasi diubah menjadi vektor translasi dengan menggunakan aturan tangan kanan. Lipatan jari tangan menunjukkan arah vektor rotasi dan jari jempol menunjukkan vektor translasi. Seperti halnya gaya aksial, tegangan puntir muncul (momen puntir ada) bila batang tersebut dipotong. Metode irisan tetap digunakan untuk mendapatkan momen puntir dalam, sehingga tegangan puntir dapat dicari. Momen puntir dalam ini yang akan mengimbangi momen puntir luas sehingga bagian struktur  tetap dalam kondisi seimbang.

 

Gambar 2.3 Poros yang mengalami Puntiran

Untuk mencari hubungan antara momen puntir dalam dengan tegangan pada penampang batang bulat, perlu dibuatkan asumsi sbb:

1.      Potongan normal tetap di bidang datar sebelum maupun sesudah puntiran.

2.      Regangan geser berbanding lurus terhadap sumbu pusat.

3.      Potongan normal tetapberbentukbulatselamapuntiran.

4.      Batangdibebanimomenpuntirdalambidangtegaklurussumbubatang.

5.      Teganganpuntirtidakmelebihibatasproporsional.

6.      Tegangan geser berubah sebanding dengan regangan linear.

 

Gambar 2.4 Potongan Penampang

            Berdasarkan asumsi yang diambil (butir 2 dan 6) maka tegangan geser maksimum terletak pada keliling penampang sehingga dapat dicari hubungan antara tegangan geser dengan jarak terhadap sumbu pusat.

           

Gaya geser inilah () nantinya akan mengantisipasi momen torsi luar.

 

Besaradalahmomeninseria polar dariluaspenampang, yang dinotasikansebagaiI_psehingga :

   

Besarnyategangansecaraumum :

Dimana :

t = tegangan geser

 = jarak titik yang dinyatakan terhadap pusat.

I _p = Momen inersia polar penampang luas.

c = jari-jari lingkaran

Dalam mendesain bagian-bagian struktur yang menyangkut kekuatan, maka tegangan geser yang memenuhi syaratlah yang dipilih. Karena batang yang mengalami puntiran sering dipakai untuk meneruskan gaya, maka percobaan puntiran pada batang sering dilakukan.

F.     Sifat-sifat Mekanik

Bagaimanapun baiknya suatu kristal dipersiapkan, pasti memiliki cacat-cacat kisi yang akan mempengaruhi sifat-sifat yang berkaitan dengan strukstur kristal tersebut. Dengan mengamati sifat mekanik logam, akan diperoleh sifat-sifat cacat kisi tersebut. Pada beberapa cabang industri, pengujian mekanik yang biasa dilakukan seprti uji tarik, kekerasan, impak, creep dan fatik, digunakan untuk mempelajari keadaan cacatnya (defect state) tetapi untuk memeriksa kualitas produk yang dihasilkan berdasarkan suatu standar spesifikasi.

1.)    Tensile Strength, biasanya dilakukan pengujian tarik terhadap suatu material logam untuk mengetahui seberapa besar ketahanan material tersebut terhadap beban tarik.

2.)    Kekerasan, didefinisikan sebagai ketahanan suatu material logam terhadap penetrasi,  memeberikan sifat-sifat deformasinya.

3.)    Impak, Suatu bahan mungkin memiliki kakuatan tarik (Tensile Strength) yang tinggi tetapi tidak memenuhi syarat untuk kondisi pembebanan kejut (tumbukan)

4.)    Creep (pemuluran), didefinisikan sebagai aliran plastis pada kondisi tegangan yang konstan.

5.)    Fatik, adalah fenomena yang berkaitan dengan perpatahan logam secara premature karena tegangan rendah yang terjadi berulang kali dan terutama berperanan penting dalam industri penerbangan.

G.    Pengertian Dasar

1. Ketangguhan adalah ukuran besarnya energi yang diperlukan untuk mengubah bentuk suatu material.
2. Kekerasan adalah ketahanan suatu material yang terhadap penetrasi yang diberikan pada permukaannya.
3. Momen adalah hasil kali gaya dengan jarak gaya ke titik pusat.

Dimana :          M : Momen

                        F : Gaya

                        s : Jarak

4. Gaya adalahsegalasesuatu yang dapatmenyebabkanbendabermassamengalamipercepatan.

Dimana :          F : gaya

                        m : massa

                        a : percepatan

e.       SudutPuntiradalahsuatuporosdenganpanjangLdikenaimomenpuntirTsecarakonstandikeseluruhanpanjangporos, makasudutpuntir (angle of twist) θ yang terbentukpadaujungporosdapatdinyatakandengan

H.    Hal-hal yang MempengaruhiKekuatan Material TerhadapPuntiran

1. Panjang batang, semakin panjang batang yang dikenai beban puntir maka puntiran akan semakin besar
2. Sifat-sifat material antara lain modulus geser, struktur material, dan jenis material.
3. Luas penampang batang atau material dimana gaya puntir bekerja.
4. Bentuk penampang batang yang dikenai puntiran.
5. Arah gaya puntir pada batang

I.       Sifat-sifat Kimia

a. Kelarutan

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi atau menentukan kelarutan yaitu:

1.)    Temperatur larutan: Umumnya kalau temperatur naik kelarutan meningkat.

2.)    Berat molekul, Struktur molekul: Berat molekul besar maka kelarutan kecil.

3.)    Kristalinitas: Menyangkut derajat kristalinitas. Bahan yang memiliki kristalinitas tinggi seperti polietilen dan polipropilen mempunyai kelarutan yang kurang, tetapi polimer berkristal yang biasa larut.

4.)    Kepolaran: Bahan polimer mudah sekali larut dalam pelarut polar.

5.)    Pelarut campuran: Klau ke dalam suatu pelarut dimana polimer bisa larut dibubuhkan pelarut lain, kadang-kadang kelarutannya meningkat.

b. Tahanan Kimia

Ketahanan kimia berada di daerah luas mulai dari bahan yang sukar diserang oleh setiap bahan kimia seperti politetraflouroetilen sampai ke bahan mudah larut dalam pelarut organik seperti dalam asetat dan alkohol,  umpamanya polivinil asetat.

Sifat-sifat ini sampai sejauh tertentu dapat dianggap ditentukan oleh struktur molekul bahan polimer.

Polimer mempunyai kelompok eter, ester dan amida mudah terhidrolisa oleh asa. Selulosa, poliester, poliamid, dan polimetil akrilat mempunyai kecenderungan tersebut. Apabila polietilen bersentuhan dengan asam belerang pekat atau asam nitrat, akan diserang dan terurai menerima akibat dari sulfunasi, nitrasi dan oksidasi pada cinin bensin. Resin urea, resin melami dan resin epoksi menjadi lemah didalam asam kuat. Terutama resin fenol dan resin metil metakrilat menerima akibat pengoksidasian asam, sedangkan resin fenol, resin urea, resin melamin dan banyak resin kondensasi formalin lain sangat dipengaruhi oleh alkali kuat.

J.      Karakteristik Baja danKuningan

a. Karakteritik Baja

Baja karbon merupakan unsur pengeras besi yang efektif dan murah oleh karena itu umumnya sebagian besar baja komersial hanya mengandung karbon dengan sedikit paduan lain. Baja karbon rendah (C < 0,3%) memiliki kekuatan sedang dengan keuletan yang sangat baik dan digunakan dalam kondisi anil atau normalisasi untuk keperluan konstruksi jembatan, bangunan, kendaraan, dan kapal laut.

Baja karbon (0,3 < C < 0,7 %) sedang dapat dicelup untuk membentuk martensit disusul dengan penemperan untuk meningkatkan ketangguhan disamping kekuatan yang telah dimilikinya.

Baja karbon tinggi (0,7 < C < 1,7 %) biasanya dicelup agar keras disusul dengan penemperan pada  sehingga dapat dicapai kekuatan yang memadai dengan keuletan yang memenuhi persyaratan untuk per,die dan perkakas potong.

Modulus Elastisitas baja :                   E = 2,01           

b. Karakteristik Kuningan

Berbeda dengan baja karbon kuningan adalah logam tahan karat, selain itu juga kuningan memiliki keuletan yang lebih baik dibandingkan dengan baja. Tetapi tingkat kekerasan dan ketangguhan kuningan lebih rendah dibandingkan dengan baja. Sedangkan untuk konduktivitas listrik kuningan lebih baik daripada baja.

Modulus Elastisitas Kuningan            E = 9.17

K.    Macam-macam Diagram Tegangan-Regangan

Berikut ini adalah macam-macam diagram tegangan-regangan untuk beberapa material:    

Baja Karbonrendah

BesiCor

BahanPolimer

Paduan Al-2%Cu

L.     Modulus ElastisitasdanRumusnya

Modulus Elastisitasadalahperbandinganantarategangandanregangandanmerupakankarakteristikdarisuatujenislogamtertentu. Makin besargayatarikmenarikantarmolekullogamtertentu, makamakinbesar pula harga modulus elastisitasnya.

E.  PENURUNAN RUMUS

1.      Momen Inersisa Polar ( Ip )

Ip = Ix + Iy

Dimana  Ix = Iy

Ip = 2Ix

Ix =

Dimana dA = p y dy , maka :

Ix =

Ix =

Ip = 2.Ix

    =

dimana :

2.      TeganganGeser

Puntiranmenyebabkanpanjangsisi-sisidaripermukaan lateral abcdadalahtetap, yang berubahadalahsudutpojok-pojoknya.

Puntiran akan menyebabkan regangan sebesar e, dimana :

Dimana :

sehingga :

Untukporos yang dipuntirdengansuatugayapuntirpadaujungnyabesar du/dx adalahkonstan, dansudutpuntir yang terjadiadalahproporsionaldenganpanjangporos, yang dinamakansudutpuntirpersatuanpanjangporos( A/L), maka :

Dimana :                

3.      Alat & Bahan

1.      Alat

a.      Gambar alat

 

b.      Fungsibagian-bagianalat

1.      Roda pengatur lengan gaya : Untuk mengatur ketinggian Torsimeter.

2.      Torsimeter : Untukmelihatbesarnyamomenpuntir

3.      Water pass :Untukmenyeimbangkanlengangaya.

4.      Lengangaya : Untukmeneruskanmomenpuntir yang diberikankeTorsimeter

5.      Kepala tetap : Untuk menyangga benda kerja.

6.      Kunci L : UntukmengencangkanPencekam

7.      Pencekam : Untuk mencekam benda kerja agar tidak lepas

8.      Roda pengatur sudut : Untuk mengatur besarnya sudut yang diberikan

9.      Penguncikepalalepas :Untukmenguncikedudukankepalalepas.

10.  Spesimen : Benda yang akandiuji yang terdiridaribajadankuningandengan diameter 6 mm, panjang 65 dan 85 mm.

11.  Penunjuksudut : Untukmengukurbesarnyasudut yang telahdiberikan

12.  Kepala Lepas Untuk mengatur jarak pasang benda uji

13.  Landasan kepala lepas : Untuk menyangga kepala lepas

14.  Pengatur Torsi meter : Untuk mengatur kedudukan