Cara Kerja Universal Testing Machine

Cara kerja UTM dimulai dengan pemasangan sampel ke dalam grip atau fixture sesuai jenis pengujiannya. Untuk pengujian tarik, sampel dijepit pada bagian atas dan bawah. Pada pengujian tekan, sampel diletakkan di antara dua plat penekan. Sementara untuk pengujian lentur, sampel diletakkan pada dua tumpuan kemudian ditekan di bagian tengah.

Saat pengujian dimulai, crosshead akan bergerak naik atau turun dengan kecepatan yang telah ditentukan. Gerakan ini menghasilkan gaya yang diteruskan melalui load cell, yakni sensor yang mengukur besarnya gaya yang diterapkan. Pada saat yang sama, perubahan panjang atau deformasi sampel dicatat oleh extensometer atau sensor internal mesin.

Mesin UTM modern menggunakan sistem kontrol digital berbasis motor servo, sehingga mampu memberikan gaya dan kecepatan dengan sangat presisi. Seluruh data yang direkam akan ditampilkan secara real-time melalui perangkat lunak, kemudian diolah menjadi grafik tegangan-regangan (stress-strain curve). Grafik ini menjadi dasar penentuan sifat mekanik material seperti kekuatan tarik, modulus elastisitas, dan titik luluh.

Pada pengujian tarik, mesin menarik sampel hingga material tersebut mengalami deformasi permanen dan akhirnya putus. Pada pengujian tekan, sampel ditekan hingga mengalami kerusakan atau hancur. Prinsip dasar semua metode pengujian adalah memberikan beban terkontrol untuk melihat respons material terhadap gaya eksternal.

Parameter Pengujian yang Harus Dipahami

Agar hasil pengujian valid dan sesuai standar seperti ASTM, ISO, atau JIS, beberapa parameter berikut harus diperhatikan:

1. Kekuatan Tarik (Tensile Strength)
Nilai ini menunjukkan tegangan maksimum yang dapat ditahan material sebelum patah saat ditarik. Parameter ini penting untuk bahan struktural seperti baja maupun material fleksibel seperti plastik.

2. Batas Luluh (Yield Strength)
Batas luluh menggambarkan titik saat material mulai mengalami deformasi permanen. Informasi ini sangat penting dalam desain struktur untuk mencegah kegagalan saat material diberi beban.

3. Modulus Elastisitas (Young’s Modulus)
Modulus elastisitas menunjukkan tingkat kekakuan material. Semakin tinggi nilainya, semakin besar gaya yang dibutuhkan untuk menghasilkan deformasi kecil.

4. Elongasi (Elongation at Break)
Elongasi mengukur seberapa besar material dapat memanjang hingga putus. Nilai ini menggambarkan keuletan serta fleksibilitas bahan.

5. Maximum Load (Beban Maksimum)
Merupakan gaya tertinggi yang tercatat selama pengujian. Nilai ini membantu menentukan kemampuan material dalam menahan beban sebelum kegagalan.

6. Crosshead Speed (Kecepatan Pengujian)
Kecepatan tarik atau tekan harus diatur sesuai standar. Kecepatan yang terlalu cepat atau lambat dapat memengaruhi hasil pengujian sehingga tidak akurat.

7. Dimensi Sampel
Pengukuran awal seperti panjang, luas penampang, dan bentuk sampel sangat berpengaruh terhadap perhitungan tegangan dan regangan.

Kesimpulan

Universal Testing Machine bekerja dengan memberikan gaya terkontrol pada sampel dan mencatat respons material terhadap beban tersebut. Dengan memahami parameter seperti kekuatan tarik, batas luluh, modulus elastisitas, elongasi, beban maksimum, serta kecepatan pengujian, pengguna dapat memperoleh hasil yang valid untuk menilai kualitas material secara menyeluruh.