Perubahan fraksional dalam dimensi material yang dihasilkan oleh gaya disebut regangan. Untuk gaya tarik dan tekan, regangan adalah rasio perubahan panjang terhadap panjang original. Symbol yang digunakan untuk regangan adalah ε (epsilon). Untuk material dengan panjang L meter yang berubah dalam panjang sebesar x, maka

 

 

Regangan adalah besaran tak berdimensi dan sering dinyatakan sebagai persentase

 

Untuk gaya geser, regangan dinyatakan dengan symbol ϒ (gamma) dan dirumuskan dengan

 

 

 

 

 

 

Contoh soal 1:

Sebuah batang 1,6 m berkerut (kontraksi) secara aksial dengan 0,1 mm ketika beban tekan diterapkan. Tentukan regangan dan persentase regangan.

 

Jawab:

 

 

 

Persentase regangan = 0,0000625 x 100 = 0,00625%

Contoh soal 2:

Sebuah kawat yang panjangnya 2,5 m memiliki persentase regangan 0,012 % ketika dibebani dengan gaya tarik. Tentukan perpanjangan dari kawat.

Jawab:

Panjang kawat original = 2,5 m = 2500 mm

 

 

 

Maka: Perpanjangan :

X = ε L = (0,00012) (2500) = 0,3 mm

Contoh Soal 3:

Sebuah batang logam persegi panjang memiliki lebar 10 mm dan dapat mendukung/menahan tegangan tekan maksimum sebesar 20 MPa. Tentukan:

  1. Panjang batang ketika dibebani dengan gaya 3 kN.
  2. Jika batang dalam soal (a) panjangnya 2 m dan menurun dalam panjang 0,25 mm ketika gaya diterapkan, maka tentukan regangan dan persentase regangan.

 

Jawab:

  1. Panjang Batang

 

 

 

 

Luas penampang melintang = lebar x panjang. Maka:

 

  1. Regangan dan persentase regangan

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

Contoh Soal 4:

Sebuah pipa memiliki diameter luar 25 mm, diameter dalam 15 mm dan panjang 0,4 m dan menahan beban tekan 40 kN. Pipa memendek 0,5mm ketika beban diterapkan . tentukan:

  1. Tegangan tekan
  2. Regangan tekan pada pipa ketika menahan beban ini

 

Jawab:

Gaya tekan, F = 40 kN = 40000 N

Luas Penampang melintang, A = ¼ π (D2 – d2)

Dimana D = diameter luar = 25 mm dan d=diameter dalam = 15 mm. Oleh karena itu:

 

 

 

 

  1. Tegangan tekan,

     

     

     

     

  2. Kontraksi (pemendekan) pipa ketika dibebani,

 

X = 0,5 mm = 0,0005 m, dan Panjang original (L) = 0,4 m. Oleh karena itu, regangan tekan adalah:

 

Contoh Soal 5:

Sebuah lubang lingkaran berdiameter 50 mm adalah ditekan keluar dari plat logam dengan ketebalan 2 mm. Tegangan geser yang dibutuhkan untuk mematahkannya adalah 500 Mpa. Tentukan:

  1. Gaya minimum yang diterapkan ke punch (penekan)
  2. Tegangan tekan dalam punch pada nilai ini

 

Jawab:

 

  1. Luas logam yang dikenai gaya geser, A = Keliling lubang x ketebalan plat

     

    Keliling Lubang = π d = π (50 x 10-3)

            = 0,1571 M

     

    Maka, Luas geser, A =Keliling lubang x tebal lubang

    = 0,1571 x 2x10-3

             = 3,142 x 10-4 m2

     

    Tegangan geser = (Gaya/Luas)

     

    Gaya geser = Tegangan geser x luas

         = (500 x 106) x (3,142 x 10-4) N

    Gaya geser = 157,1 kN (jawab)

     

    Adalah gaya minimum diterapkan pada punch

 

  1. Luas Punch = ¼ π d2 = π (0,05)2/4 = 0,001963 m2

 

 

 

 

Adalah tegangan geser pada punch

Ref: Mechanical Engineering Principle