Mengenal Pengukuran Defleksi Pada Struktur Material

Dalam perencanaan konstruksi baik itu elemen mesin, pesawat, struktur rangka, konstruksi jembatan dan lainnya ada satu hal yang sangat perlu diperhatikan, yaitu perhitungan defleksi atau kelenturan pada saat mendapatkan pembebanan dari luar.

Dengan pengujian defleksi tersebut nantinya dapat dilakukan upaya-upaya preventif sehingga didapatkan suatu konstruksi yang kokoh atau mampu menerima beban sesuai dengan rancangan.

Struktur material atau elemen-elemen yang mengalami pembebanan harus pada suatu batas yang diijinkan, karena apabila melewati batas defleksi yang diijinkan, maka dapat timbul kerusakan pada elemen tersebut atau pada elemen lain yang terhubung.

Defleksi Pada Komponen Infrastruktur Jembatan

Pengertian Defleksi/Lendutan

Defleksi/lendutan atau kelenturan adalah perubahan bentuk pada struktur material dalam arah y akibat terjadinya gaya vertikal yang diterima pada batang material. 

Pengukuran defleksi dilakukan dari permukaan netral awal ke posisi netral setelah mengalami pembebanan atau terjadi deformasi. Deformasi permukaan netral dari struktur material tersebut disebut sebagai kurva elastis .

Batas defleksi ijin yang dapat diterima dalam sebuah struktur yaitu defleksi tidak boleh melebihi 1/360 kali panjang bentang struktur batangnya atau dalam bentuk matematis dapat dituliskan seperti berikut ini:

∆ ijin = L/360, dengan L merupakan panjang bentang struktur

Struktur material batang yang ditempatkan pada posisi horizontal akan menerima beban yang bekerja pada posisi tegak lurus sumbu aksial batang. Beban kerja tersebut terjadi dikarenakan beban gravitasi, misalnya seperti pada beban itu sendiri. 

Setiap pengujian yang dilakukan harus memperhatikan ketelitian perhitungan sehingga didapatkan besaran defleksi yang diijinkan. Dengan demikian defleksi yang berlebihan dapat dicegah sehingga kerusakan pada batang dapat diminimalisir.

Tujuan Pengujian Defleksi

Pengujian defleksi pada suatu material perlu dilakukan dengan tujuan sebagai berikut:

• Menentukan kekuatan struktur material.
• Mengetahui batas aman struktur material pada saat terjadi pembebanan maksimal. 

Faktor yang Mempengaruhi Defleksi

Hal-hal yang mempengaruhi terjadinya defleksi yaitu :

1. Kekakuan material

Material yang memiliki kekakuan (stiffness) yang semakin baik, maka defleksi yang dihasilkan akan semakin kecil.

2. Besarnya kecil gaya yang diberikan

Besar gaya yang diterima pada material berbanding lurus dengan besarnya defleksi yang terjadi. Apabila beban yang diterima oleh struktur material semakin besar, maka defleksi yang terjadi semakin besar pula.

3. Jenis tumpuan yang diterima

Suatu struktur material akan mengalami jumlah reaksi pada tiap jenis tumpuan berbeda-beda. Semakin besar reaksi dari tumpuan yang melawan gaya dari beban, semakin besar pula defleksi yang terjadi. Sehingga besar defleksi tidaklah sama pada masing-masing penggunaan tumpuan yang berbeda-beda.

4. Jenis beban yang terjadi pada batang

Struktur material atau beban kerja yang mengalami pembebanan akan melendut apabila diberikan beban yang cukup besar. Apabila hal tersebut terjadi pada bagian-bagian tertentu dari struktur jembatan, lendutan sangat tidak diizinkan. Adannya lendutan yang besar pada struktur jembatan tersebut, maka jembatan akan mengalami kerusakan atau bahkan roboh. 

Setiap konstruksi teknik, bagian-bagian pelengkapnya wajib diberi ukuran-ukuran fisik tertentu. Untuk itu bagian pelengkapnya dilakukan pengukuran dengan tepat, sehingga didapat seberapa kuatkah struktur tersebut mampu untuk menahan beban atau gaya-gaya yang terjadi atau yang mungkin akan dibebankan kepada struktur tersebut. 

Alat Ukur Defleksi

Gaya lateral yang bekerja pada struktur material dapat mengakibatkan terjadinya defleksi atau pergeseran. Oleh karenanya, diperlukan pengujian lapangan atau lateral test untuk mengetahui besaran defleksi yang terjadi. Berikut ini adalah sejumlah alat ukur yang dapat digunakan untuk mengetahui besaran defleksi yang terjadi pada batang lentur:

1. Strain gauge

Strain gauge merupakan alat sensor aktif yang berfungsi untuk mendeteksi tegangan yang terjadi pada load cell. Terdapat dua strain gauge untuk mengukur defleksi, yaitu strain gauge pada tumpuan jepit dan stain gauge pada tumpuan roll.

2. Mur Setting pada tumpuan Rol dan pada tumpuan jepit

Kedua mur setting ini bekerja dengan cara men-setting kembali angka strain gauges pada tumpuan rol dimana harus dalam posisi menunjukan angka NOL (tanpa beban).

3. Dial indicator

Dial indikator merupakan salah satu alat ukur yang dapat mengukur kerataan suatu benda. Alat ini memiliki ketelitian 0,01mm. Dial indikator berfungsi untuk:

• Memeriksa kerataan dari permukaan suatu benda
• Memeriksa permukaan struktur material apakah terjadi penyimpangan yang kecil ataukah tidak, khususnya pada bidang datar, benda bulat, dan juga benda permukaan lengkung.
• Memeriksa penyimpangan eksentris
• Memeriksa kesejajaran permukaan benda.

Prosedur pengukuran defleksi dengan menggunakan dial indikator adalah sebagai berikut :

• Kamu pertama kali harus memasukkan tangkai dial indicator pada lubang pengunci yang ada pada tiang dial indicator, setelah itu kencangkan baut pengencangnya.
• Pastikan dial indikator yang terdapat skala dan jarum sudah masuk pada tangkai dial indikator kemudian kencangkan.
• Bacalah gambar kerja dan bersihkan kotoran di sekitar struktur material atau benda kerja yang akan diukur.
• Lakukan pengukuran, dengan menghidupkan aliran magnet pada dial indikator tersebut yaitu melalui tombol On.
• Pastikan posisi jarum dial indikator tepat berada di atas permukaan struktur material sampai menyentuh atau terjadi gesekan antara jarum dengan struktur material.
• Terakhir, geserlah struktur material ke arah kanan dan ke kiri. Apabila jarum pada dial indikator mengalami gerakan berputar searah jarum jam, maka permukaan dari benda kerja tersebut adalah cembung atau menonjol ke atas. Sementara itu apabila jarum pada dial indikator bergerak  berlawanan dengan arah jarum jam maka permukaan dari benda tersebut melengkung ke dalam atau cekung.