Metalurgi Fisik dan Teknik Pendingin

Prinsipnya adalah Ketika material mengalami deformasi plastik yang signifikan, prinsip true stress-strain digunakan, Ini berguna untuk memahami keretakan dan distorsi material yang parah. sementara pada fase elastis, prinsip engineering stress-strain diterapkan. Kesalahan dalam memilih prinsip ini dapat menyebabkan kegagalan produksi atau desain yang kurang akurat. Oleh karena itu, pemahaman kapan menggunakan masing-masing prinsip sangat penting untuk mencegah kegagalan manufaktur.

Prinsip true stress-strain digunakan untuk mengukur sifat-sifat mekanik material yang mengalami deformasi plastis yang signifikan. Hal ini berguna untuk memahami keretakan dan distorsi material yang parah. Prinsip engineering stress-strain diterapkan untuk mengukur sifat-sifat mekanik material yang mengalami deformasi elastis. Kesalahan dalam memilih prinsip dapat menyebabkan kegagalan produksi atau desain yang kurang akurat. Oleh karena itu, penting untuk memahami kapan menggunakan masing-masing prinsip untuk mencegah kegagalan manufaktur.

Prinsip true stress-strain dan engineering stress-strain adalah dua pendekatan yang berbeda untuk memahami perilaku material saat mengalami beban. Kedua pendekatan ini digunakan dalam konteks yang berbeda tergantung pada situasi dan tujuan pengujian atau analisis kegagalan produk.

True stress-strain dan engineering stress-strain adalah dua pendekatan berbeda dalam analisis tegangan dan regangan bahan dalam konteks mekanik dan rekayasa material. Masing-masing memiliki aplikasi dan prinsipnya sendiri:

1. Engineering Stress-Strain:
- Engineering stress-strain adalah pendekatan yang umum digunakan dalam analisis tegangan dan regangan dalam kebanyakan aplikasi rekayasa.
- Engineering stress (σ) didefinisikan sebagai perbandingan antara beban yang dikenakan pada bahan dan luas penampang awal bahan sebelum beban diberikan.
- Engineering strain (ε) didefinisikan sebagai perubahan panjang bahan dibagi dengan panjang awalnya.
- Engineering stress-strain memberikan hasil yang lebih sederhana dan mudah digunakan dalam analisis desain.

2. True Stress-Strain:
- True stress-strain adalah pendekatan yang mempertimbangkan perubahan dalam luas penampang bahan selama deformasi, sehingga lebih akurat dalam situasi ketika penampang bahan berubah secara signifikan selama beban diberikan.
- True stress (σt) didefinisikan sebagai perbandingan antara beban yang dikenakan pada bahan dan luas penampang aktual bahan pada titik waktu tertentu selama deformasi.
- True strain (εt) didefinisikan sebagai perubahan panjang bahan dibagi dengan panjang aktualnya selama deformasi.
- True stress-strain memberikan gambaran yang lebih akurat tentang perilaku bahan saat penampang bahan berubah, seperti dalam kasus peregangan plastis.

Kapan harus menggunakan masing-masing pendekatan tergantung pada situasi dan tujuan analisisnya:

- Engineering stress-strain sering digunakan dalam situasi ketika deformasi bahan tidak menyebabkan perubahan signifikan dalam luas penampangan. Ini adalah pendekatan yang lebih sederhana dan sesuai untuk analisis desain umum.

- True stress-strain lebih sesuai dalam situasi di mana deformasi bahan mengakibatkan perubahan yang signifikan dalam luas penampangan, seperti pada deformasi plastis. Ini memberikan gambaran yang lebih akurat tentang perilaku bahan dalam situasi seperti itu.

pemilihan metode true stress strain dan engineering stress strain tergantung pada kebutuhan dan tujuan analisis, engineering stress strain sering digunakan dalam desain produk, karena lebih mudah diukur dan memberikan toleransi tambahan terhadap kegagalan. Namun dalam situasi dimana deformasi besar atau perubahan signifikan dalam area penampang terjadi, true stress strain mungkin lebih akurat dalam menganalisis perilaku material.

penggunaan prinsip true stress strain dan engineering stres strain bergantung pada apa yang dianalisa

true stress strain adalah analisa tegangan dan regangan pada bahan dalam luas penampang selama deformasi terjadi. (kumulatif)
dan biasa digunakan dalam proses metal forming

sedangkan engineering stress strain analisa tegangan dan regangan pada bahan terhadap luas penampang awal bahan.
biasa digunakan dalam proses desain, perancangan

True stress and strain berbeda dengan engineering stress and strain.
-true stress strain merupakan beban yang diterapkan dibagi dengan luas penampang sebenarnya (luas perubahan terhadap waktu) benda uji pada beban tersebut atau perubahan panjang terhadap panjang seketika.
-engineering stress strain merupakan beban yang diterapkan dibagi dengan luas penampang asli suatu material atau perbandingan antara perubahan panjang dengan panjang
semula.

- Engineering Stress-Strain:
Penggunaan: Engineering stress-strain adalah pendekatan yang paling umum digunakan dalam rekayasa dan manufaktur. Ini mengukur deformasi relatif terhadap dimensi awal atau panjang sampel yang tidak berubah.
- True Stress-Strain:
Penggunaan: True stress-strain adalah pendekatan yang mempertimbangkan perubahan seiring waktu dalam area penampang sampel karena deformasi. Ini memberikan gambaran yang lebih akurat tentang perilaku material saat terkena beban tinggi atau ekstrem.

Kegagalan manufaktur bisa terjadi jika salah satu dari kedua prinsip ini digunakan dengan tidak tepat. Berikut adalah beberapa alasan mengapa kesalahan penggunaan prinsip true atau engineering stress-strain dapat menyebabkan kegagalan manufaktur:
- Pemilihan Bahan: Prinsip true stress-strain memberikan gambaran yang lebih akurat tentang perilaku deformasi bahan saat terkena beban tinggi atau ekstrem. Jika bahan dianalisis menggunakan engineering stress-strain, pengguna mungkin tidak menyadari potensi kegagalan pada beban tinggi dan memilih bahan yang tidak memenuhi persyaratan kekuatan yang sebenarnya.

- Desain Struktur dan Komponen: Desain struktur dan komponen harus mempertimbangkan perilaku deformasi bahan pada kondisi beban ekstrem. Jika menggunakan engineering stress-strain, komponen mungkin direncanakan dengan toleransi yang tidak memadai untuk beban yang sebenarnya, menyebabkan potensi kegagalan struktural.

- Analisis Kegagalan: Jika terjadi kegagalan, analisis penyebab kegagalan memerlukan pemahaman yang akurat tentang deformasi material. Jika digunakan engineering stress-strain, analisis kegagalan mungkin mengarah pada kesimpulan yang salah tentang penyebab kegagalan.

Prinsip true stress-strain dan engineering stress-strain merupakan dua cara berbeda untuk mengukur deformasi material pada saat diuji tarik. Kapan masing-masing dari keduanya digunakan tergantung pada konteks pengaplikasiannya, berikut penjelasannya:

Engineering Stress-Strain:
- Penggunaan Umum: Prinsip engineering stress-strain adalah metode yang paling umum digunakan dalam rekayasa dan manufaktur.
Pada Awal Deformasi: Ini diterapkan ketika material masih berada dalam kisaran elastisnya, yaitu sebelum mencapai titik yield.
- Sifat Elastisitas: Memberikan informasi tentang sifat elastisitas material, seperti modulus Young (kekakuan material).
- Simpel untuk Diukur: Lebih mudah diukur dan dihitung karena didasarkan pada area permukaan awal bahan.
Ideal untuk Desain Struktur: Berguna untuk perencanaan dan desain struktur, di mana sifat elastisitas dan modulus material penting.

True Stress-Strain:
- Penggunaan di Daerah Plastis: Prinsip true stress-strain digunakan setelah material memasuki daerah plastis, melewati titik yield. Pada titik ini, area penampang material mengalami perubahan.
Pengukuran Deformasi yang Akurat: Memberikan gambaran yang lebih akurat tentang seberapa jauh material telah terdeformasi seiring berjalannya uji tarik.
- Digunakan dalam Analisis Lanjutan: Dalam analisis plastisitas dan perencanaan struktur yang melibatkan deformasi plastis yang signifikan, prinsip true stress-strain lebih sesuai.
- Mengatasi Perubahan Area: Memperhitungkan perubahan area seiring dengan deformasi, sehingga memberikan gambaran yang lebih akurat tentang kinerja material di daerah plastis.

Prinsip true stress strain dan engineering stress strain adalah dua besaran yang penting untuk memahami perilaku material.Prinsip-prinsip ini dapat digunakan untuk mengatasi kegagalan produk dengan cara mengidentifikasi penyebab kegagalan, mendesain produk yang lebih kuat, dan memilih material yang tepat.
Prinsip true stress strain dan engineering stress strain dapat digunakan untuk mengatasi kegagalan produk dengan cara berikut:

• Identifikasi penyebab kegagalan

Prinsip true stress strain dan engineering stress strain dapat digunakan untuk mengidentifikasi penyebab kegagalan produk. Dengan memahami hubungan antara tegangan dan regangan pada material, kita dapat mengetahui faktor-faktor yang menyebabkan material gagal.

• Desain produk yang lebih kuat

Prinsip true stress strain dan engineering stress strain dapat digunakan untuk mendesain produk yang lebih kuat. Dengan memahami kemampuan material untuk menahan tegangan, kita dapat mendesain produk yang mampu menahan beban yang diberikan.

• Pemilihan material yang tepat

Prinsip true stress strain dan engineering stress strain dapat digunakan untuk memilih material yang tepat untuk aplikasi tertentu. Dengan memahami sifat-sifat mekanis material, kita dapat memilih material yang sesuai dengan kebutuhan aplikasi.

Prinsip true stress-strain digunakan dalam rekayasa material untuk memahami perilaku deformasi dan kegagalan material dengan lebih akurat. True stress mengukur beban yang bekerja pada penampang aktual material, sedangkan true strain mengukur deformasi aktual material. Dengan menggunakan prinsip ini, insinyur dapat mengidentifikasi batas elastisitas, batas kekuatan, dan kekuatan ultimate material, serta memprediksi titik kegagalan dengan lebih tepat.
Dengan pemahaman yang mendalam tentang perilaku material melalui analisis true stress-strain, produsen dapat merancang produk yang lebih tahan terhadap beban eksternal dan mengurangi risiko kegagalan produk. Dengan kata lain, pemahaman yang baik tentang karakteristik true stress-strain dapat membantu mencegah kegagalan produk dengan merancangnya sesuai dengan batas elastisitas dan kekuatan material yang sebenarnya.

Menetapkan temperatur rekristalisasi sebelum melakukan proses manufaktur dalam produksi permesinan memiliki urgensi yang penting. Ini karena temperatur rekristalisasi adalah suhu di mana material logam kembali ke struktur kristal yang lebih stabil setelah dipanaskan atau diubah secara plastis. Berikut beberapa alasan mengapa ini penting:

Pengendalian Sifat Material: Temperatur rekristalisasi memengaruhi sifat material seperti kekuatan, ketangguhan, kekerasan, dan ketahanan korosi. Dengan menetapkan temperatur rekristalisasi yang tepat, produsen dapat menghasilkan produk yang sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan.

Pengendalian Proses Pemanasan: Proses pemanasan dan pendinginan pada produk permesinan seringkali melibatkan penggunaan suhu yang berbeda. Mengetahui temperatur rekristalisasi membantu dalam menentukan suhu yang tepat untuk pemanasan dan mencegah perubahan struktural yang tidak diinginkan.

Pengendalian Ukuran Butir: Temperatur rekristalisasi juga berpengaruh pada ukuran butir material. Butir yang lebih halus sering kali diinginkan karena dapat meningkatkan sifat material seperti kekuatan dan ketangguhan. Oleh karena itu, menetapkan temperatur rekristalisasi yang sesuai dapat membantu mengontrol ukuran butir.

Efisiensi Proses: Dengan mengetahui temperatur rekristalisasi yang tepat, produsen dapat mengoptimalkan proses manufaktur untuk menghemat energi dan waktu, serta mengurangi pemborosan bahan.

Dengan menetapkan temperatur rekristalisasi sebelum proses manufaktur, produsen dapat mencapai produk permesinan yang berkualitas tinggi, konsisten, dan sesuai dengan kebutuhan aplikasi tertentu.

Engineering Stress-Strain:
Engineering stress-strain sering digunakan dalam analisis desain rekayasa dan aplikasi di mana deformasi material relatif kecil atau zona elastis mendominasi respons material. Ketika material akan digunakan dalam kondisi operasi yang tidak mencapai deformasi plastis signifikan, seperti komponen struktural yang dirancang untuk meminimalkan deformasi permanen, pendekatan engineering stress-strain dapat digunakan untuk evaluasi material.

True Stress-Strain
True stress-strain lebih relevan ketika material mengalami deformasi yang signifikan atau perubahan geometri selama beban. Ini digunakan dalam analisis material yang mencakup kondisi plastis. Pada kasus di mana material mengalami deformasi plastis yang signifikan, seperti dalam proses pembentukan logam atau uji tarik hingga kegagalan, pendekatan true stress-strain digunakan untuk memahami perubahan dalam perilaku material.

True stress-strain dan engineering stress-strain adalah dua pendekatan berbeda dalam analisis tegangan dan regangan bahan dalam konteks mekanik dan rekayasa material. Masing-masing memiliki aplikasi dan prinsipnya sendiri:

1. Engineering Stress-Strain:
- Engineering stress-strain adalah pendekatan yang umum digunakan dalam analisis tegangan dan regangan dalam kebanyakan aplikasi rekayasa.
- Engineering stress (σ) didefinisikan sebagai perbandingan antara beban yang dikenakan pada bahan dan luas penampang awal bahan sebelum beban diberikan.
- Engineering strain (ε) didefinisikan sebagai perubahan panjang bahan dibagi dengan panjang awalnya.
- Engineering stress-strain memberikan hasil yang lebih sederhana dan mudah digunakan dalam analisis desain.

2. True Stress-Strain:
- True stress-strain adalah pendekatan yang mempertimbangkan perubahan dalam luas penampang bahan selama deformasi, sehingga lebih akurat dalam situasi ketika penampang bahan berubah secara signifikan selama beban diberikan.
- True stress (σt) didefinisikan sebagai perbandingan antara beban yang dikenakan pada bahan dan luas penampang aktual bahan pada titik waktu tertentu selama deformasi.
- True strain (εt) didefinisikan sebagai perubahan panjang bahan dibagi dengan panjang aktualnya selama deformasi.
- True stress-strain memberikan gambaran yang lebih akurat tentang perilaku bahan saat penampang bahan berubah, seperti dalam kasus peregangan plastis.

Kapan harus menggunakan masing-masing pendekatan tergantung pada situasi dan tujuan analisisnya:

- Engineering stress-strain sering digunakan dalam situasi ketika deformasi bahan tidak menyebabkan perubahan signifikan dalam luas penampangan. Ini adalah pendekatan yang lebih sederhana dan sesuai untuk analisis desain umum.

- True stress-strain lebih sesuai dalam situasi di mana deformasi bahan mengakibatkan perubahan yang signifikan dalam luas penampangan, seperti pada deformasi plastis. Ini memberikan gambaran yang lebih akurat tentang perilaku bahan dalam situasi seperti itu.

Engineering Stress-Strain:

Konsep engineering stress-strain adalah konsep yang paling umum digunakan dalam banyak aplikasi industri dan proses manufaktur.
Engineering stress dihitung berdasarkan area penampang awal (sebelum pengujian) dari sampel logam, dan engineering strain dihitung berdasarkan perubahan panjang sampel.
Konsep ini lebih sederhana dalam perhitungan dan lebih mudah diterapkan dalam situasi praktis.
Cocok digunakan untuk mengukur performa material dalam aplikasi nyata di mana penggunaan tegangan dan deformasi yang terkait dengan dimensi awal lebih mudah dipahami.
True Stress-Strain:

Konsep true stress-strain adalah pendekatan yang lebih akurat dan cenderung digunakan dalam penelitian dan pengujian laboratorium yang memerlukan data yang sangat presisi.
True stress dihitung berdasarkan area penampang aktual (saat pengujian) dari sampel logam, dan true strain dihitung berdasarkan perubahan panjang aktual sampel.
Konsep ini lebih akurat ketika sampel mengalami deformasi yang signifikan, seperti dalam pengujian yang mendekati kegagalan.
Dapat memberikan informasi yang lebih tepat tentang perilaku material pada tingkat plastisitas yang tinggi.