Cara Kerja Universal Testing Machine dan Parameter Pengujian yang Harus Dipahami

Universal Testing Machine (UTM) adalah alat penting dalam dunia pengujian material, digunakan untuk menentukan sifat mekanik seperti kekuatan tarik, tekan, lentur, maupun geser. Perangkat ini banyak digunakan di industri manufaktur, konstruksi, laboratorium pendidikan, hingga penelitian material. Untuk memahami hasil pengujian secara tepat, penting mengetahui bagaimana cara kerja UTM serta parameter apa saja yang berpengaruh.

Cara Kerja Universal Testing Machine

Prinsip kerja UTM cukup sederhana: mesin memberikan gaya tertentu kepada sampel material hingga terjadi perubahan bentuk atau hingga material tersebut mengalami kegagalan. Proses ini dikontrol oleh sistem hidrolik atau motor servo yang menggerakkan crosshead (penopang atas atau bawah) untuk memberikan gaya secara terukur.

UTM umumnya terdiri dari beberapa komponen utama, seperti frame mesin, load cell, grip atau fixture, crosshead, sistem kontrol, dan perangkat lunak pengolahan data. Saat pengujian dimulai, load cell akan mendeteksi besar gaya yang diterapkan pada material, sementara extensometer atau sensor lain mengukur perubahan panjang atau deformasi yang terjadi. Data ini lalu direkam oleh software untuk menghasilkan grafik tegangan-regangan yang menjadi dasar analisis sifat mekanik material.

Dalam pengujian tarik, misalnya, sampel dijepit pada kedua ujungnya kemudian ditarik hingga putus. Pada pengujian tekan, sampel ditekan dari kedua sisi hingga mengalami deformasi permanen atau hancur. Untuk pengujian lentur, sampel ditekan pada bagian tengah sambil ditopang di kedua ujung. Setiap metode memiliki cara pemasangan dan standar yang berbeda sesuai kebutuhan.

Parameter Pengujian yang Harus Dipahami

Agar hasil pengujian akurat dan dapat dibandingkan dengan standar industri, terdapat beberapa parameter penting yang perlu diperhatikan:

1. Beban Maksimum (Maximum Load)
Ini adalah gaya terbesar yang mampu ditanggung sampel sebelum mengalami kegagalan. Parameter ini menentukan seberapa kuat material menahan beban tertentu.

2. Kekuatan Tarik (Tensile Strength)
Merupakan nilai tegangan maksimum saat material ditarik hingga mendekati putus. Parameter ini penting untuk material seperti baja, plastik, karet, atau komposit.

3. Modulus Elastisitas (Elastic Modulus)
Modulus elastisitas menunjukkan kekakuan material. Semakin tinggi nilainya, semakin besar gaya yang dibutuhkan untuk menyebabkan deformasi kecil pada material.

4. Elongasi atau Regangan (Elongation)
Ini mengukur perubahan panjang sampel sebelum patah. Elongasi tinggi menunjukkan sifat material yang lebih ulet dan fleksibel.

5. Yield Strength (Batas Luluh)
Nilai ini menunjukkan titik di mana material mulai mengalami deformasi permanen. Parameter ini penting untuk material konstruksi agar tidak melewati batas aman selama digunakan.

6. Kecepatan Pengujian (Test Speed / Crosshead Speed)
Kecepatan tarik atau tekan harus disesuaikan dengan standar seperti ASTM atau ISO. Kecepatan yang salah dapat memengaruhi hasil dan membuat data tidak valid.

7. Area Penampang Sampel

Luas penampang memengaruhi besarnya tegangan yang dihitung. Oleh karena itu, pengukuran dimensi awal harus dilakukan secara akurat.

Kesimpulan

Universal Testing Machine bekerja dengan memberi gaya terkontrol pada sampel untuk mengetahui sifat mekaniknya. Memahami parameter seperti beban maksimum, kekuatan tarik, modulus elastisitas, elongasi, serta kecepatan pengujian sangat penting agar hasil pengujian sesuai standar dan dapat digunakan untuk menilai kualitas material secara akurat.