Penentuan Modulus Elastisitas Logam Dengan Metode Ultrasonik Pulsa Gema

Abstract

Modulus elastisitas merupakan sifat mekanik yang penting dari logam karena dipakai dalam proses desain suatu komponen, yaitu dalam hal analisis tegangan berupa penentuan distribusi tegangan, gaya reaksi, defleksi, dan faktor keamanan. Pengujian tidak merusak dipilih oleh industri karena faktor efisiensi dan efektivitasnya. Salah satu metode pengujian tidak merusak ialah ultrasonik. Pengukuran kecepatan gelombang ultrasonik yang merambat dalam medium suatu material digunakan sebagai dasar untuk mengevaluasi. Kecepatan gelombang ultrasonik tergantung pada densitas dan sifat elastik, yaitu modulus elastisitas dan Poisson's ratio. Metode ultrasonik yang sering digunakan, yaitu transmisi dan pulsa-gema. Pulsa-gema lebih mudah digunakan dan hanya membutuhkan satu sisi material. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan modulus elastisitas logam, yakni baja dan aluminium berdasarkan pengukuran kecepatan gelombang longitudinal dengan teknik pulsa-gema. Pengujian dilakukan menggunakan tiga probe lurus yang memiliki frekuensi (1, 2, 4 MHz) dan diameter yang berbeda. Dua metode pengukuran kecepatan yang digunakan adalah 2 Point (2P) dan Multiple Backwall Echoes (MBE). Modulus elastisitas berhasil ditentukan dengan galat antara 0,05% − 6,23% untuk baja dan aluminium di kisaran 0,17% -6,53%. Probe berfrekuensi 4 MHz dan metode 2P menghasilkan galat terkecil, yaitu 0,05% untuk baja serta probe berfrekuensi 1 MHz dan metode MBE memberikan galat terkecil, yaitu 0,17% untuk aluminium.

The Elastic Properties of Objects by Determining Young's Modulus for the Characterization of Metal Raw Materials Using a Speed Sensor Encoder and a Load Cell Sensor

“…Solid materials may even experience permanent damage if the deformation force given is large enough. Young's modulus is determined macroscopically by the ratio of stress (σ) to strain (ε), which is called Hooke's Law [8]. The Young's modulus is also related to Hooke's Law which states a linear relationship between stress and strain for all materials.…”