## PERBANDINGAN EKSPERIMEN DEFLEKSI BATANG KANTILEVER BERPROFIL STRIP TERHADAP PERSAMAAN TEORITIS UNTUK BAHAN Fe DAN Al
Nefli Yusuf, Hariadi, Arief Septian Agung Tawar Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Sumatera Barat Email: nefliyusuf@umsb.ac.id
DOI: http://dx.doi.org/10.31869/rtj.v3i1.1704
Abstrak –  Pemahaman  psikomotorik  dengan  melihat  kondisi  nyata  di  laboratorium  menjadikan pengalaman  yang  berkesan,  serta  membangkitkan  minat  untuk  lebih  mendalaminya.  Pada  penelitian ini dilakukan pembuatan dan pengujian praktikum fenomena lendutan batang karena dibutuhkan oleh prodi  Teknik  Mesin,  dalam  kehidupan  sehari-hari  banyak  bahan  teknik  yang  dibuat  dari  bahan  yang elastis.  Pengujian  dilakukan  untuk  batang  kantilever  berupa  spesimen  berprofil strip yang  dijepit  di satu  ujung  serta  beri  beban  pada  titik  ujung  lainnya  secara  bertahap.  Linieritas  kekakuan  batang diperiksa  dengan  menempatkan  beban  pada  penjang  batang  200,  300,  400,  dan  435  mm.  Hasil penelitian  menunjukkan  bahwa  besi  SS400  lebih  kaku  dari  Aluminium  alloy  5052,  sesuai  dengan tabel  elastisitas  bahan.  Dipihak  lain  kekakuan  untuk  besi  linier  sepanjang  batang  sedangkan Aluminium non linier.
Kata kunci : defleksi, kantilever, lendutan, perbandingan teoritis dan eksperimen

## PENDAHULUAN
Bidang  industri  sebagai  salah  satu sasaran  pembangunan  jangka  panjang  meliputi beberapa  sektor  pembangunan  yang  luas, diantaranya adalah bidang konstruksi, perencanaan dan  elemen   mesin,  perencanaan pesawat  pengangkat,  struktur  rangka  dari crane , konstruksi jembatan dan sebagainya.
Mahasiswa  teknik  mesin  sangat  perlu pemahaman tentang fenomena defleksi/lendutan.  Pengujian  defleksi  penting dilakukan pada balok/batang, untuk mengetahui defleksi  yang  menjadi  salah  satu  faktor  bagi perancang  konstruksi  mesin  maupun  bangunan dalam mendapatkan konstruksi yang kokoh atau mampu menerima beban sesuai rancangan.
Keterampilan  setiap  mahasiswa  dapat dilatih  di  laboratorium,  namun  jurusan  teknik mesin  belum  memiliki  fasilitas  laboratorium yang cukup, seperti alat uji material ini.
Melengkapi kebutuhan ini penulis mengajukan  pembuatan  tugas  akhir  dengan judul  “Analisa  Eksperimen  Defleksi  Batang Kantilever  Berprofil  Strip  terhadap  Persamaan Teoritis untuk Bahan Fe dan Al”.

## TINJAUAN PUSTAKA Teori Dasar
Defleksi  adalah  perubahan  bentuk  pada balok  dalam  arah y akibat  adanya  pembebanan vertikal yang diberikan pada balok atau batang.
Deformasi  pada  balok  secara  sangat  mudah dapat  dijelaskan  berdasarkan  defleksi  balok dari posisinya sebelum mengalami pembebanan.
Defleksi  diukur  dari  permukaan  netral awal  ke  posisi  netral  setelah  terjadi  deformasi. Konfigurasi yang diasumsikan dengan deformasi  permukaan  netral  dikenal  sebagai kurva elastis dari balok.
Elastisitas merupakan sifat yang menyebabkan  sebuah benda  kembali  ke bentuk semula  apabila  gaya  yang  bekerja  padanya dihilangkan.  Sebuah  benda  yang  kembali sepenuhnya  kepada  bentuk  semula  dikatakan elastic  sempurna,  sedang  benda  yang  tidak kembali  sepenuhnya  kepada  bentuk  semula dikatakan elastic parsial .
Hal-hal yang mempengaruhi defleksi:
1. Kekakuan batang.
2. Besar kecilnya gaya yang diberikan.
3. Jenis tumpuan yang diberikan.
4. Jenis beban yang terjadi pada batang.
Jenis-jenis Tumpuan:
1. Tumpuan Rol.
2. Tumpuan Engsel
3. Tumpuan Jepit.
Jenis-jenis Pembebanan
1. Beban Terpusat.
2. Beban Terbagi Merata.
3. Beban Bervariasi Uniform .

## Jenis-jenis Batang Tumpuan
1. Batang Tumpuan Sederhana.
2. Batang Kantilever.
3. Batang Overhang .
4. Batang Menerus.

## Modulus Elastisitas
Modulus  elastisitas  adalah  perbandingan antara tegangan dan regangan benda, menghasilkan  suatu  nilai  yang  konstan  bagi benda-benda  berjenis  sama.  (Singer,  Ferdinand L. 1985).
E =
dimana:
E = modulus elastisitas bahan (N/m²) σ = tegangan normal (N/m²) ε = regangan normal (tidak berdimensi)

## Metode Perhitungan Defleksi
Defleksi  yang  terjadi  disetiap  titik  pada batang tersebut dapat dihitung dengan berbagai metode, antara lain (Popov, E.P., 1984):
1. Metode Integrasi Ganda
2. Metode Luas Bidang Momen
3. Metode Superposisi. Aplikasi  Metode  Luas  Bidang  Momen  pada Tumpuan Kantilever
dengan Beban
Terpusat di Ujung Bebas Spesimen
Gambar 1. Kantilever dengan beban terpusat
Untuk menentukan nilai kurva elastisitas pada tumpuan kantilever dengan pengukuran di beberapa titik adalah :
2 2 ( ) ( ) d y EI M x dx F l x    
diintegralkan :
0 2 1. ( ) 1 ; | 0 2 0 1 0 x dy EI Fl Fx dx dx Fx dy Flx C dx x C   
        2 0 2 3 2 3 2 2. 2 2 ; 0 0 2 6 2 0
2 6 (3 ) 6 x Fx Ely Flx dx Fx Fx C x y
C Fx Fx Fx L x  
           

## METODOLOGI PENGUJIAN DEFLEKSI Diagram Alir

## Gambar 2 Diagram alir penelitian
Tempat Penelitian
Laboratorium Prodi.  Teknik  Mesin  FT-

## UMSB

## Sumber Data
Hasil  perhitungan  secara  teoritis  dan hasil pengujian spesimen

## DATA DAN ANALISA Alat dan Bahan
1. Alat
a. Alat uji defleksi horizontal
b. Dial indikator
c. Jangka sorong
d. Beban  gantung  kapasitas  100  ~ 1000 gr
e. Mistar baja
2. Bahan dengan dimensi L = 450 mm ; b = 20 mm ; h = 5 mm.
a. Besi SS400
b. Aluminium alloy 5052
Gambar 3 Gambar alat uji defeksi horizontal dengan tumpuan kantilever
Prosedur Pengambilan Data Eksperimen 1. Posisikan  alat  uji  defleksi  horizontal pada bidang datar.
2. Siapkan spesimen uji yang telah diukur dengan  menggunakan  jangka  sorong sesuai  dengan  dimensi  yang  telah ditentukan.
3. Siapkan beban gantung.
4. Pasang spesimen pada tumpuan alat uji serta memastikan spesimen tidak longgar  atau  keluar  jalur  saat  diberi pembebanan.
5. Posisikan  dial  indikator  pada  titik  ukur yang dikehendaki.
6. Beri  beban  secara  bertahap  sesuai dengan  titik  pembebanan  dan  titik pengukuran yang dikehendaki. Catatan: untuk  mendapatkan  hasil  yang
lebih akurat, terlebih dahulu bebaskan spesimen dari  pembebanan  kurang  lebih  selama  10  detik jika  ingin  menambah  pembebanan  ke  tahap selanjutnya.  Hal  ini  bertujuan  agar  spesimen dapat  kembali  ke  posisi  semula  setelah diberikan beban.
1. Perhatikan  lendutan  yang  terjadi  pada spesimen  dan  amati  angka  yang  ditunjuk oleh dial indikator.
2. Ulangi  langkah  di  atas  dengan  variasi pembebanan,  tumpuan  dan  posisi  dial indikator untuk menemukan lendutan pada titik lain.
Analisa  Data  Hasil  Defleksi  Teoritis  dengan

## Eksperimen
Tabel  dan  Grafik  Perbandingan  Defleksi
Spesimen
a. Besi SS400 Tabel 1 W (gr) Perbandingan δ (mm) x1  (200) x2 (300) x3 (400) x4 (435) T Σ E T Σ E T Σ E T Σ E 100 0,18 0,18 0,37 0,30 0,60 0,55 0,68 0,48 200 0,36 0,34 0,74 0,59 1,19 1,01 1,36 0,98 300 0,54 0,49 1,11 0,89 1,79 1,48 2,04 1,54 400 0,72 0,64 1,48 1,19 2,39 1,92 2,72 2,04 500 0,90 0,79 1,85 1,48 2,98 2,39 3,40 2,58 600 1,08 0,96 2,22 1,78 3,58 2,83 4,08 3,09 700 1,26 1,11 2,60 2,08 4,18 3,28 4,76 3,63 800 1,44 1,28 2,97 2,38 4,77 3,74 5,44 4,16 900 1,62 1,43 3,34 2,68 5,37 4,20 6,11 4,70 1000  1,81 1,59 3,71 2,98 5,96 4,65 6,79 5,23
Gambar 4 Grafik perbandingan teoritis dan eksperimen besi
b. Aluminium alloy 5052
Tabel 2 W (gr) Perbandingan δ (mm) x1  (200) x2 (300) x3 (400) x4 (435) T Σ E T Σ E T Σ E T Σ E 100 0,51 0,64 1,04 1,33 1,68 1,81 1,91 1,70 200 1,02 1,21 2,09 2,40 3,36 3,42 3,83 3,25 300 1,53 1,77 3,13 3,49 5,04 5,06 5,74 5,05 400 2,03 2,34 4,18 4,56 6,72 6,42 7,66 6,62 500 2,54 2,92 5,22 5,61 8,40 8,02 9,57 8,51 600 3,05 3,50 6,27 6,69 10,08 9,72 11,48 10,19 700 3,56 4,06 7,31 7,75 11,76 11,34 13,40 11,73 800 4,07 4,64 8,36 8,83 13,44 12,81 15,31 13,27 900 4,58 5,20 9,40 9,93 15,12 14,44 17,22 15,13 1000 5,08 5,78 10,45 11,00 16,80 15,78 19,14 16,96
Gambar 5. Grafik perbandingan teoritis dan eksperimen aluminium
Gambar 6. Grafik perbandingan spesimen besi dan aluminium pada titik pengukuran 435 mm Hasil pengujian untuk kurva aluminium berada  di  atas  dengan  nilai  defleksi  16,96  mm (selisih  2,18  mm  dari  teoritis)  dan  kurva  besi berada  di  posisi  bawah  dengan  nilai  defleksi 5,23 mm (selisih 1,56 mm dari teoritis) Analisa dan Pembahasan
a. Besi lebih kaku dari Aluminium (E Fe =200> E Al 71 GPa)
b. Baik aluminium maupun besi kurva hasil perhitungan di atas kurva percobaan.
c. Variasi perbedaan hasil makin membesar dengan  bertambahnya  harga  x  (titik pengukuran)
d. Pada  aluminium  defleksi  teoritis  di  300 mm dan 200 mm diatas hasil eksperimen,
e. Perbedaan defleksi teoritis dan eksperimmen membesar untuk beban dan jarak yang membesar.

## PENUTUP Simpulan
1. Harga Elastisitas Besi teoritis lebih kecil dari  hasil eksperimen.
2. Harga Elastisitas Aluminium tidak
konstan sepanjang batang,  kecil di ujung batang dan besar di pangkal batang
3. Harga  Elastisitas  Bahan  dari  data spesifikasi    bahan  sedikit  menyimpang dibandingkan dengan hasil eksperimen
Saran
Perlu lebih memperhatikan lagi spesimen, kalibrasi alat ukur dan pelaksanaanpercobaan.

## DAFTAR PUSTAKA
Popov,  E.P.  dan  terjemahan  :  Zaenal  Astamar (1986). Mekanika  Teknik  ,  Edisi  Kedua. Jakarta : Erlangga Pytel,  Andrew  dan  Kiusalaas,Jaan  (2010)
Mechanics of Materialas. Second Edition . Stamford-USA : Cengage Lerning,
Surya  N.  Patnaik, Dale  A.  Hopkins  (2004).
Strength of Materials : A Unified Theory.
Burlington-USA : Elsevier
Singer,  Ferdinand  L  (1985). Kekuatan  Bahan
Terapan. Edisi Ketiga. Jakarta : Erlangga, Timoshenko, S. (1986). Dasar-dasar
Perhitungan  Kekuatan  Bahan. Jakarta  : Restu Agung