## PENGUJIAN KEKUATAN RIG UNTUK UJI TARIK BAJA A36 DIAMETER 30 MM BENTUK STANDARD DENGAN ANALISA SOFTWARE SOLIDWORK
ELLYSA KUSUMA LAKSANAWATI 1) & ALVIN ADHITA GUNAWAN 2)
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Tangerang Jl. Perintis Kemerdekaan I/33 Cikokol-Tangerang Email: ellysakl@yahoo.com 1) , alvinadhita95@gmail.com 2)

## ABSTRAK
Pengujian  Rig  dengan  Besi  Beton  A36  dilakukan  sesuai  dengan  penggunaan dilapangan  sebagai  struktur  pada  bangunan.  Biasanya  yang  menjadi  fokus perhatian adalah kemampuan maksimum bahan tersebut dalam menahan beban. Metode  yang  dilakukan  untuk  mengetahui  kekuatan  rig,  apakah  mampu menahan kekuatan uji tarik statis baja A36 yang diberi beban uji sebesar 200 kN adalah selain melalui pengujian dilapangan juga dengan menggunakan software solidwork’s 2013.  Pengujian  dan  analisa  dilakukan  di  Balai  Besar  Teknologi Kekuatan  Struktur  (B2TKS)  yang  bertempat  di  kawasan  PUSPITEK  Serpong Tangerang  Gedung  220.  Dari  hasil  pengujian  di  Balai  Besar  Teknologi Kekuatan  Struktur  dan  analisa  menggunakan software  solidwork 2013  yang dilakukan, bahwa Rig yang diuji mampu menahan kekuatan uji tekan statis Baja A36.
Kata Kunci: Baja Beton A36, Uji Tekan Statis, Rig, software Solidwork’s 2013, Beban Uji 200 kN.

## 1.   PENDAHULUAN
Kekuatan tarik atau kekuatan tarik mak- simum ( ultimate tensile strength ) adalah nilai yang  paling  sering  dituliskan  sebagai  hasil suatu  uji  tarik,  tetapi  pada  kenyataan-nya nilai  tersebut  kurang  bersifat  mendasar  da- lam  kaitannya  dengan  kekuatan  material. Untuk  logam  ulet,  kekuatan  tariknya  harus dikaitkan  dengan  beban  maksimum,  dimana logam  dapat  menahan  beban  sumbu  untuk keadaan yang sangat terbatas
Pengujian  besi  beton  dilakukan  sesuai dengan  penggunaan  dilapangan,  karena  Besi Beton  yang  diuji  akan  digunakan  sebagai struktur  pada  Bangunan.  Penelitian  dilaku- kan untuk mengetahui kekuatan Rig uji tarik baja A36 dimana umumnya baja A36 ini ba- nyak  dipakai  pada  konstruksi  bangunan  dan jembatan,  maka  dilakukan  dengan  meng- gunakan  metode  uji  statis  uji  tekan.  Dimana pada  saat  pengujian  beban  uji  tekan  statis yang  diberikan  pada  uji  statis  besi  beton adalah  200  kN  (80%  dari  kapasitas  actuator 250 kN.)
Dengan demikian maka perlu dilakukan analisa  kekuatan  pada  palang  (glagar)  terse- but    agar  kuat  untuk  melakukan  pengujian dengan  kapasitas  200  Kn.  Selain  untuk mengetahui batas yield baja A36 diameter 30 mm.  Analisa  juga  dilakukan  dengan  meng- gunakan software solidwork’s 2013.
Untuk  mengetahui  sifat-sifat  suatu  ba- han,  tentu  kita  harus  mengadakan  pengujian terhadap bahan tersebut. Ada empat jenis uji coba  yang  biasa  dilakukan,  yaitu  uji  tarik ( tensile test ), uji tekan ( compression test ), uji torsi ( torsion test ), dan uji geser ( shear test ). Dalam  tulisan  ini  kita  akan  membahas tentang  uji  tarik  dan  sifat-sifat  mekanik  lo- gam  yang  didapatkan  dari  interpretasi  hasil uji tarik.
Uji tarik mungkin adalah cara pengujian bahan  yang  paling  mendasar.  Pengujian  ini sangat  sederhana,  tidak  mahal  dan  sudah mengalami standarisasi di seluruh dunia, mi- salnya  di  Amerika  dengan  ASTM  E8  dan Jepang  dengan  JIS  2241.  Dengan  menarik suatu  bahan  kita  akan  segera  mengetahui
bagaimana  bahan  tersebut  bereaksi  terhadap tenaga  tarikan  dan  mengetahui  sejauh  mana material itu bertambah panjang. Alat eksperi- men untuk uji tarik ini harus memiliki ceng- keraman ( grip ) yang kuat dan kekakuan yang tinggi ( highly stiff ). Brand terkenal untuk alat uji tarik antara lain adalah antara lain adalah Shimadzu, Instron dan Dartec.
a.   Uji Tarik
Banyak hal yang dapat kita pelajari dari hasil  uji  tarik.  Bila  kita  terus  menarik  suatu bahan  (dalam  hal  ini  suatu  logam)  sampai putus,  kita  akan  mendapatkan  profil  tarikan yang  lengkap  yang  berupa  kurva  seperti digambarkan pada Gambar 1. Kurva ini me- nunjukkan  hubungan  antara  gaya  tarikan dengan  perubahan  panjang.  Profil  ini  sangat diperlukan  dalam  desain  yang  memakai bahan tersebut.
Gambar 1. Gambaran Singkat Uji Tarik Dan Datanya. Sumber: http://download.portalgaruda.org/article.php?article= 1080501&val=1011
Biasanya  yang  menjadi  fokus  perhatian adalah  kemampuan  maksimum  bahan  ter- sebut dalam menahan beban. Kemampuan ini umumnya disebut " Ultimate Tensile
Strength "  disingkat  dengan  UTS,  dalam bahasa  Indonesia  disebut  tegangan  tarik maksimum.

## 2.   Hukum Hooke (Hooke's Law)
Untuk hampir semua logam, pada tahap sangat  awal  dari  uji  tarik,  hubungan  antara beban  atau  gaya  yang  diberikan  berbanding lurus  dengan  perubahan  panjang  bahan  ter- sebut.  Ini  disebut  daerah  linier  atau linear zone . Di daerah ini, kurva pertambahan pan- jang vs beban mengikuti aturan Hooke yakni
rasio tegangan ( stress ) dan regangan ( strain ) adalah  konstan.  Stress  adalah  beban  dibagi luas  penampang  bahan  dan  strain  adalah pertambahan  panjang  dibagi  panjang  awal bahan.
1. Stress: σ = F/A
Dimana = F: gaya tarikan (kN)
A: luas penampang (mm).
2. Strain: ε = ∆L/L
Dimana  =∆L:  pertambahan  panjang (mm) L: panjang awal (mm). Hubungan  antara  stress  dan  strain dirumuskan:
(E = σ / ε)
Dimana:E = Gradien Kurva Dalam Daerah Linier σ = Perbandingan Tegangan ε = Regangan
Untuk memudahkan pembahasan, Gam- bar  1.  kita  modifikasi  sedikit  dari  hubungan antara gaya tarikan dan pertambahan panjang menjadi  hubungan  antara  tegangan  dan regangan  ( stress vs strain ).  Selanjutnya  kita dapatkan  Gambar  2.  yang  merupakan  kurva standar  ketika  melakukan  eksperimen  uji tarik.  E  adalah  gradien  kurva  dalam  daerah linier ,  dimana  perbandingan  tegangan  (σ) dan regangan (ε) selalu tetap. E diberi nama
" Modulus  Elastisitas "  atau  " Young  Modu- lus ".  Kurva  yang  menyatakan  hubungan  an- tara strain dan stress seperti ini kerap dising- kat kurva SS ( SS curve ).
Gambar 2. Kurva Tegangan Dan Regangan. Sumber: https://rudydwi.wordpress.com/2010/03/28/mengetahui -sifat-mekanik-material-dengan-uji-tarik/
3.   Solidwork Solidworks adalah salah satu software  yang  digunakan  untuk  merancang part permesinan atau susunan part pemesinan yang berupa assembling dengan tampilan 3d untuk  mempresentasikan  part  sebelum  real partnya  dibuat  atau  tampilan  2D  ( drawing ) untuk gambar proses pemesinan.

## Solid Work Model (Templates )
Didalam  membuat  suatu  pemodelan  3D menggunakan  Solidwork  2013,  maka  tahap- an  awal  yang  kita  buat  adalah  membuat sketsa gambar dari object desain atau model yang  akan  kita  buat.  Proses  pembuatan sketsa  secara  umum  dilakukan  pada  bidang( Plane ) front  Plane ,  dan Right  Plane ,  atau bisa  juga  pada  bidang  tertentu  lainnya  ter- gantung  kepada  bagian fitur-fitur  dari  obyek desain  yang  akan  kita  buat.proses  sketsa dengan sketch  entilities atau sketch  toolbar , untuk  melakukan  proses  peng-sketsaan menggunakan sketch  Entilities atau  sketch tool  dapat  dilakukan  dengan  tahapan  proses sebagai berkut.
Klik  Sketch  pada  command  Manager untuk memunculkan Sketch toolbar, Gambar 3.
Gambar 3. Fitur Dari Solidwork. Sumber: Software Solidworks 2013.
Didalam  proses  pembuatan  sketsa,  kita diminta  untuk  menentukan  bidang  ( Plane ) dimana  kita  akan  memulai  proses  peng- sketsaan. Pada SolidWork2013 secara umum ada  3  bidang  yang  menjadi  acuan  bagi  kita dalam membuat sketsa atau proses pemodelan yaitu Front, Top, Right.
Ketika  kita  meng-klik  salah  satu  perin- tah pada sketch toolbar maka secara otomatis kita  akan  diminta  untuk  menentukan  bidang
( plane )  yang  menjadi  acuan.  Didalam  teori mekanikal  engineering  design  bidang  acuan ini  bisa  diartikan  sebgai  bentuk  pandangan dari  suatu  obyek  desain.  tampilan  perintah yang  diminta  oleh  program  solidwork  untuk menentukan  bidang  gambar  sketsa    dapat dilihat pada gambar berikut.
Gambar 4. Bidang Kerja Pada Solidwork Sunber: Software Solidworks 2013.
Setelah kita menentukan bidang gambar yang akan kita jadkan acuan maka kita sudah dapat  memulai  proses  pengsketsaan.proses sketsa dibagi menjadi:
1. Sketsa dalam format 2D
2. Sketsa dalam format 3D Pada  proses  pengsketsaan  didalam format 2D kita menggunakan acuan sumbu x dan sumbu y, sedangkan pada format 3D kita menggunakan  acuan  sumbu  x,  sumbu  y  dan sumbu z.
Proses  pengsketsaan  selalu  diikuti  oleh tahapan  pemberian  dimensi  dimana  prose pemberian dimensi tersebut  dapat kita laku- kan  dengan  mengisi  nilai    dimensi  pada  ko- tak dialog Feature Nabager Design Tree atau bisa  juga  dengan  meng-klik  smart  dimensin pada sketch toolbar  dan  kemudian  klik  garis sketsa yang ingin diberikan nilai dimensi.
Gambar  5. Aplikasi  Peng-Sketsaan  dan  Pen- Dimensian.
Sumber: Software Solidworks 2013.

## 2.   HASIL  PENELITIAN  DAN  PEMBA- HASAN
Gambar 6. Bentuk Rig 250 kN. Sumber:  Balai  Besar  Teknologi  Kekuatan  Struktur (B2TKS).
Komponen Peralatan Pengujian:
1.   Bentuk Dan Dimensi Palang (Glagar).
Gambar 7. Bentuk Palang (Gelagar). Sumber:  Balai  Besar  Teknologi  Kekuatan Struktur (B2TKS).
2.   Bentuk dan Dimensi Tiang.
Gambar 8. Bentuk Tiang. Sumber:  Balai  Besar  Teknologi  Kekuatan  Struktur (B2TKS).
3.   Bentuk dan Dimensi Penjepit Atas.
Gambar 9. Bentuk Penjepit Atas. Sumber:  Balai  Besar  Teknologi  Kekuatan Struktur (B2TKS).
4.   Bentuk dan Dimensi Baut Pengikat.
Gambar 10. Bentuk Baut Pengikat. Sumber:  Balai  Besar  Teknologi  Kekuatan Struktur (B2TKS).
5.   Bentuk dan Dimensi Baut Penjepit.
Gambar 11. Bentuk Baut Penjepit. Sumber:  Balai  Besar  Teknologi  Kekuatan Struktur (B2TKS).
6.   Bentuk  dan  Dimensi  Dudukan Ac- tuator.
Gambar 12. Bentuk Dudukan Actuator.
Sumber:  Balai  Besar  Teknologi  Kekuatan Struktur (B2TKS).
7.   Bentuk dan Dimensi Cross Joint .
Gambar 13. Bentuk Cross Joint.
Sumber:  Balai  Besar  Teknologi  Kekuatan Struktur (B2TKS).
8.   Bentuk dan Dimensi Actuator 250 kN.
Gambar 14. Bentuk Actuator. Sumber:  Balai  Besar  Teknologi  Kekuatan Struktur (B2TKS).
9.   Bentuk dan Dimensi Interface 1.
Gambar 15. Bentuk Interface 1. Sumber:  Balai  Besar  Teknologi  Kekuatan Struktur (B2TKS).
10. Bentuk dan Dimensi Loadcell .
Gambar 16. Bentuk Loadcell.
Sumber:  Balai  Besar  Teknologi  Kekuatan Struktur (B2TKS).
11.   Bentuk dan Dimensi Interface 2.
Gambar 17. Bentuk Interface 2. Sumber:  Balai  Besar  Teknologi  Kekuatan Struktur (B2TKS).

## 12.   Bentuk dan Dimensi Alat Bantu Benda
Uji.
Gambar 18. Bentuk Alat Bantu Benda Uji .
Sumber:  Balai  Besar  Teknologi  Kekuatan Struktur (B2TKS).
13.  Bentuk,  Dimensi  Benda  Uji  dan  Mate- rial Property.
Gambar 19. Bentuk Benda Uji . Sumber:  Balai  Besar  Teknologi  Kekuatan Struktur (B2TKS).
Tabel 1.Material Properties ASMI A36.
Sumber:Software Solidworks 2013.
14.  Bentuk  dan  Dimensi  Dudukan  Benda Uji.
Gambar 20. Bentuk Dudukan Benda Uji. Sumber:  Balai  Besar  Teknologi  Kekuatan Struktur (B2TKS).
Analisa Gaya Pengujian Untuk menentukan besarnya gaya peng- ujian  (Akuator)  yang  akan  digunakan  dila- kukan  melalui  analisa  kekuatan  tarik  yang dibutuhkan  untuk  menguji  kekuatan  benda uji sampai melewati batas yield . 𝜎 𝑚𝑎𝑥 = 𝐹 𝐴 ................................ Persamaan 1.
Dimana  untuk  mencari  gaya  yang  akan bekerja  saat  pengujian  pada  software solidworks didapatkan.
Jika  dilihat  persamaan  1  didapatkan bahwa:
𝜎 𝑚𝑎𝑥 = 𝐹 𝐴
F = 𝜎 𝑦 . 𝐴
Dimana: 𝜎 𝑚𝑎𝑥 = Tegangan Maksimal. F = Gaya. 𝜎 𝑦 = Tegangan Yield.
A = Luas Penampang.
Bahan  untuk  benda  uji  memiliki  mate- rial  properties  sesuai  dengan  standart  ASMI A36, dengan = 250 N/mm 2 . π 4 (30) 2 𝑚𝑚 2
=  176625 N  176,625 kN
Jadi  beban  uji  yang  dibutuhkan  untuk pengujian  hingga  benda  uji  mengalami kerusakan  ( yield )    adalah  sebesar  176.625
kN.
Kemudian dilakukan pemodelan dengan menggunakan software solidworks dan diha- silkan analisa kekuatan sebagai berikut:
Gambar  21.  Analisa  Kekuatan  Benda  Uji  Dengan Beban Uji 176.625 kN. Sumber: Software Solidworks 2013.
Pada  simulasi  ini  bahan  benda  uji diambil  dari  material  ASTM  A36  STEEL dengan  tegangan  patah  400  N/mm 2 dan tegangan  luluh  atau yield  strees 250  N/mm 2 diperoleh  hasil  sebagai  berikut,  benda  uji sudah patah atau rusak karena tegangan yang terjadi di atas yield .
Berhubung  mesin  uji  yang  tersedia memiliki  kapasitas  uji  sebesar  250  kN  dan beban  uji  yang  diijinkan  hanya  80%  kapa- sitas  mesin  uji  maka  beban  uji  yang  digu- nakan pada mesin ini 80% x250 = 200 kN.
1. Pemeriksaan Kekuatan Komponen Pengujian Terhadap Beban Uji. Untuk  mengetahui  kondisi  benda  uji dengan  beban  uji  200  KN  maka  dilakukan simulasi  pengujian  dengan  menggunakan software  solidworks .  Dan  hasil  pemodelan seperti gambar dibawah ini:
Gambar  22.  Analisa  Kekuatan  Benda  Uji  Dengan Beban Uji 200 kN. Sumber: Software Solidworks 2013.
Dari hasil pemodelan ternyata benda uji telah  mengalami  kerusakan  karena  yang terjadi  pada  daerah  uji  sebesar  321.695 N/ 𝑚𝑚 2 lebih  besar  dibandigkan  dengan kekuatan yield dari  bahan  benda  uji  (250 N/ 𝑚𝑚 2 ).
2. Analisa  Kekuatan  Alat  Bantu  Peng- ujian.
Untuk  analisa  kekuatan  alat  bantu
pengujian (fitting double lug) beban uji yang diberikan  adalah  200  kn,  dan  material properties  sesuai  dengan  ASTM  A36.  Hasil pemodelan dapat dilihat  seperti dibawah ini:
Gambar  23.  Analisa  Kekuatan  Alat  Bantu  Benda  Uji Dengan Beban Uji 200 kN. Sumber:Software Solidworks 2013.
Dari  hasil  analisa  kekuatan  ,ternyata beban  yang  diterima  sebesar  235.540
N/ 𝑚𝑚 2 ,  tidak  melebihi  batas  yield  bahan sebesar 250 N/ 𝑚𝑚 2 .
3. Analisa Kekuatan Palang ( Glagar ).
Gambar 24. Analisa Kekuatan Palang. Sumber:Software Solidworks 2013.
Dari  hasil  analisa  kekuatan  palang ( glagar )  ternyata  beban  yang  diterma  oleh palang  sebesar  151.349  N/ 𝑚𝑚 2 ,  tidak melebihi  batas  yield  bahan  sebesar  250 N/ 𝑚𝑚 2 . 4. Analisa Kekuatan Tiang.
Gambar 25. Analisa Kekuatan Tiang. Sumber:Software Solidworks 2013.
Dari  hasil  analisa  kekuatan  tiang ternyata  beban  yang  diterima  oleh  palang sebesar 37.632 N/ 𝑚𝑚 2 , tidak melebihi batas yield bahan sebesar 250 N/ 𝑚𝑚 2 .
5. Analisa Kekuatan Baut M16.
Tegangan kerja yang diterima oleh baut pengikat M16 adalah:
σ t = 𝑓 𝑧 𝐴 = 𝑓 𝑧 𝜋 8 𝑥 𝑑1 2
dimana:
σ t =  tegangan  tarik  yang  diterima  oleh  baut  akibat  pengujian.
(N/mm 2 ) f = beban pengujian  (N) z    = jumlah baut M16 A     =  luas  penampang  baut  yang  menerima beban π    = jari-jari d 1 2 = diameter baut terluar
Dimensi baut  yang telah diketahui dari dimensi  baut  Ø16  x  1.5  ,    dan  nilai  Kelas 10.9, berdasarkan Table 2. bilangan kekuatan baut/skrupmesin dan baut., tegangan maksimum (break) (σb) = 120 kg/ 𝑚𝑚 2 ,  jika di konversikan menjadi 1200 N/ 𝑚𝑚 2 .
6. Analisa Kekuatan  Baut Penjepit (M16). Beban uji ( f ) adalah σn  = 𝑓 𝑧 𝐴 = 𝑓 𝑧 𝜋
4 𝑥 𝑑1 2 = 200000 𝑁 8 𝑏𝑢𝑎ℎ 𝜋 4 𝑥 13.835 𝑚𝑚 2 =
25000 𝑁
150.25 𝑚𝑚 2 = 166.4 N/mm 2
Diperoleh  kekuatan  tarik  maksimum untuk  baut  kelas  10.9  adaalah  sebesar  1200 N/mm 2 ,  dengan  demikian  maka  baut  cukup aman  untuk  menerima  beban  kerja  karena tegangan  yang  terjadi  (σn)  lebih  kecil  dari 1200 N/mm 2
7. Analisa Kekuatan Baut Pengikat (M20).
σn = 200000 𝑁/𝑚𝑚2
12 𝑏𝑢𝑎ℎ 𝜋 4 𝑥 17,294 𝑚𝑚 2 = 16666 𝑁 234.77 𝑚𝑚 2 = 70.98 N/mm 2
Diperoleh  kekuatan  tarik  maksimum untuk  baut  kelas  10.9  adaalah  sebesar  1200 N/mm 2 ,  dengan  demikian  maka  baut  cukup aman  untuk  menerima  beban  kerja  karena tegangan  yang  terjadi  (σn)  lebih  kecil  dari 1200 N/mm 2 .
8. Analisa  Kekuatan    Baut  Pengikat (M30).
Dengan  menggunakan  data  yang  telah diketahui  dari  dimensi  baut Ø 30 x 1.5 De- ngan  data  diatas  maka  dapat  kita  hitung dengan  perhitungan  di  bawah  ini  untuk mencari tegangan tarik pada baut M30.
Bahan  untuk  baut  M30  adalah  asab dengan  tegangan  yield  sebesar  705  N/mm 2 sedangkan allowable  stress (tegangan  yang
di ijinkan) sebesar: 2/3 x 705 N/mm 2 = 470 N/mm 2
Tegangan  yang  terjadi  pada  baut  M30 pada saat pengujian adalah:
σn = 𝑓 𝑧 𝐴 = 𝑓 𝑧 𝜋 4 𝑥 𝑑1 2
σn = 200000 𝑁/𝑚𝑚2
8 𝑏𝑢𝑎ℎ 𝜋 4 𝑥 26.211 𝑚𝑚 2 = 25000 𝑁 539.31 𝑚𝑚 2
= 46.35N/mm 2
Dari  hasil  perhitungan  diatas  diperoleh tegangan  yang  terjadi  lebih  kecil  dibanding dengan  tegangan  uji  dari  baut  (46.35N/mm 2 < 470 N/mm 2 ).

## 3.   KESIMPULAN
Dari  hasil  pengujian  dan  analisa  yang telah  dilakukan  dengan  software  solidworks, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
1. Benda  uji  telah  mengalami  kerusakan karena  yang  terjadi  pada  daerah  uji sebesar  321.695  N/ 𝑚𝑚 2 lebih  besar dibandingkan  dengan  kekuatan  yield dari bahan benda uji (250 N/ 𝑚𝑚 2 ).
2. Rig  dinyatakan  kuat  dimana,  Palang (Glagar),  tiang  dan  baut  kuat  untuk melakukan pengujian dengan beban 200 kN dan untuk menopang actuator.
DAFTAR PUSTAKA Alla  Rechete  Vorbehallen  1971.  Buku “DESAIN  ACTUATOR”  By.  CARL SCHENCK AG Germany.
http://download.portalgaruda.org/article.ph p?article=1080501&val=1011
http://ojs.umsida.ac.id/index.php/rem/index https://rudydwi.wordpress.com/2010/03/28/ mengetahui-sifat-mekanik-material- dengan-uji-tarik/
Krist, 1972, “FORMELN UND TABELLEN” Fur Das Bauwesen Hoch –Und Stahlbau, Germany: by Tecknik-
Tabellen-Verlang Fikentscher & Co.
Sularso  Dan  Kiyokatsu  Suga  .  1985. Dasar Perencanaan  Dan  Pemilihan  Elemen Mesin . Jakarta: PT. Pradnya Pramita.
Takeshi  Sato  G  dan  N  Sugiarto  H.  1992. Menggambar  Mesin ,  Jakarta:  PT.  Pra- dya Paramita.