,.--------------------Slamet Sutjipto, (2009) Metrik Polban,Vo1.3 No.Q1 , 11-16 ISSN: 1411-0741ANALISIS PEMODELAN PENGUJIAN PENGARUH TEMPERATURTERHADAPPEMBEBASTEGANGAN(STRESSRELIEVLNG)-PEGASTEKANSPIRALOleh : SlametSutjiptoAbstrakPegasspiral (helicalsprings) merupakansalahsatujenispegas yangbanyakdigunakan pada komponenmesinbaiksebagai pegas control , redamanataukatup . Konstatapegas (k), jenis material , diameter kawat(d)j umlah lilitan(N) merupakan fa ctor desain yang penting. Temperatur kerja pegas akan mempengaruhielastisitasatau recover y energinya yang berakibatpegas tidak akan kembali saat bebandihil angkan. Syarat. energi pegas merupakanfungsi linear dari difleks i (8),dan gaya (F). Hasileksperimen menunjukanbahwapengaruh suhu dalamkondisi pegas tertekan lebih rendah dari kondi si awal dan bukan fungsi linear,melainkan fungsikuadrat.KataKunci :Pegas, Konstata Pegas, Temperatur , Energi , difleksi.I.PendahuluanPegas spiral atau helical springsmerupakan komponen pendukung dalamberbagaisistemmekanik baikituuntuk peredamgetaran , katup kontrol dll. Pengertian springsadalah komponen elast is yang mampuminyimpan gaya atau energi luar , untukkemudian di lapaskan kembali. Kemampuanmateri al untuk menyerap energi dan kemudiankembali kebentuk semula bila energinyadihilangkan disebut dengan resili ence yangbersifat reversible, sedangkan modulus resilienceadalah energi regangan per satuan volume.Dalambanyakhal kemampuanpegasmenyerapenergi sangat dipeng aruhi olehfaktor kekakuanpeg as ataukonstantapegas(k), danjugafactordesainseperti jenis material, diameter kawat (d) ;j umlah lilitan (Ns) dandiameter pegas(D).II. Landasan TeoriPegas spiral (helical springs) dibagimenjadi tigajenis utama yaitu : pegas tekan ,pegas tarik , danpegas tirus (coni cal springs).Ketiga j enis pegas tersebut dapat dilihat padaGamb ar 1. berikut ini .(c) PegasTirusGambar.l.(a) .Pegas Tekan ,(b) Pegas Tarik,(c).Pegas Tirus [1]2.l.Konsep DesainKonsep desain pegas secara umumdidasarkan pada teorema tegangangeser(r )dandeflection(8). Diagrambenda bebas (freebodydiagrame ) dapat dijelaskan pada Gambar 2.berikut ini :, ED1" ""- '2IiGambar.2. (a). Pegas Tekan (b) Diagram ,Keseimbangan[ 1]16.TBesamya tegangan geser(ro) = --3 1)n.ddimanaT : Torsi(a). Pegas Tekan (b) . Pegas Tarik11\Slamet Sutjipto, (2009) MetrikPolban,Vo1.3 No.Ol, 11-16 ISSN : 1411-0741dan32.T.LBesamya sudut puntir A- -? -",If " ' F150 100 ;50 Ia_ _" _ _ 1 2 3 4 5 6dl( nm)Tegangan geser dihitung denganmenggunakan persamaan 1) denganFDmemasukkan harga T(torsi) = - 2-;hargaFberdasarkan Tabel5 (Fo) dan F(T900C) ,4.2. Perhitungan Tegangan Geser(To, Te)Gambar 7. Kurva F & 8IV. Data dan Analisis.PadaTabel 4terlihat adanyaperbedaan80ataudenganOr atau (hasilpengukuransetelah mur danbaut dilepas).4.1. Per hitungan Gaya (F)Perhitungan gaya(F) dihitung denganmenggunakan persamaanF =k.Sod.G 8)8.N.C3( ahasil perhitungan dapat dilihat pada Tabel 5berik utTabel 5.PerhitunganGaya(Fodan FPada Suhu90C)Catatan : Lakukan sat u-pers atujangan semuabaut dilepas karena akan kesulitan bilatercampur.a e ata engujian a aSpesimen 80 atau (01atau(mm) (mm)1 2 22 4 3.43 6 5.64 8 7.85 10 9.16 12 11. 2a e ata enguj ianSpesimen 8 atauTemperatur(mm) penzuiian1 22 43 6150C4 85 106;12 ,,Spes ime n 8 atauTe mperatur(mm) penguj ian1 22 43 6120C4 85 106 12a e ata engU]1anSpesimen 80atau Temperatur(mm) pengujian1 22 43 690C4 85 106 12Tabel 2 Data PengujianTbl3D PTbl1D P7. Lakukan seperti tabel 4 untuk rnasing-masing temperatur, (4. Spesimenyangtelahdipersiapkanpadatabel1 sid3. di masukkankeda lamfurnace sesuaitemperatur dengan holding time sekira 20menit.5. Tungku dimatikan dan spes imen dibiarkankondisi dingin di dalam tungku.6. 1katanbaut spes iment dilepassat u-satu, danukur 8atau setelahpemanasan, dan catathasilnya seperti pada tabel 4 berikut:Tb14 D P PdT 90C14Slamet Sutjipto, (2009) Metrik Polban,Vo1.3 No.oI, 11-16 ISSN: 1411-07418FA dlcGambar 9. Kurva Energi Pegas SpiralTabel 6.Perbandinga10/ r,10/Fa 10 F, r, r,79.1893 315.24416 79.1893 315.2442 1158.3787 630.48832 156.7949 624.1834 1.01237.5680 945.73248 233.2126 928. 3941 1.018316.7573 1260.9766 304.8789 1213.6900 1.038395.9467 1576.2208 368.2304 1465.8854 1.075475.1360 1891.465 427.6224 1702 .3185 1.111Dsl =1/2.k. b2 I i 11))1Pengaruhperubahantemperaturterhadapenergiini tampak pada Gambar 10 berikut.10) = Yz alas x tinggi= Yz b1xFmakaenergi pegas merupakanfungsi linear darib1dan F, sedangkanbila F=k.S, sebenamyaenergi pegas bukanlah fungsi line ar me!ainkanfungsi kuadratLuas /'" ABC> /'"ADCBila:Dtbila (_0 )= 1 ,(Tabe! 6) maka temperaturtidak mempengaruhi perubahan tegangan geser ataudengankata lain tegangangeser sarna dengantegangan relaksasi ( Strees Relieving). Kondisipengujian dapat dilihat pada Gambar 8berikutini;. dankemudian di canperbandingan: ( _0 ) 2 1, 1.120T .. ,6000 , .............................. . ... . . .. ...... . . . ./// o"-- .".------'=-To4000 +--- ----j ..,.- -1901----'-- - - - +-- ---' 1.060f- 1.040 500 1000 1500 20000.980 oTe1 __Series1Gambar 10. Energi Pegas Dsl Gambar 8. Kurva AnalisisPada Gambar 7 dapat didekati denganGambar 9, terlihat bahwa hubungangaya(F)dan(dl) merupakan bentuk segitiga, luas segitigaadalahenergi (D) , maka adanya temperatur akanmempengaruhi luas segitigayangberarti energi(D) akan berubah. Perubahan bentuk luassegitiga sebagai berikut ;Sedangkan pada Gambar 8, ter1ihat bahwategangan relaksasi akan dimulai bila 1 0> l e,artinya semakin tinggi temperatur teganganre!aksasinya semakinturun. Unt uk melakukanpengujian yang lebih lengkap diperlukanminimal 18 spesimen seperti halnya Tabel 2 , 3,4.3.1. Analisis DesainDalambanyak kasus kesa lahan dalammendesain pegas adalah kesalahan dalammemilih material . Hal ini disebabkan bahwapendekatan kekuatan bahan (Gu) atau kekuatanluluh (Go), dan modulus elastisitas (E) di uj idalamkondisi temperatur rendah atautemperaturkamar. Sifat mekanikbahanini akanmengalamiperubahan, manakala temperatur kerja ke!uardari hasil pengujian, artinya kekuatan logam15