Dokumen tersebut membahas tentang torsi pada batang. Torsi adalah momen puntir yang dihasilkan oleh gaya yang bekerja pada bidang tegak lurus sumbu batang. Torsi menyebabkan tegangan geser dan regangan geser pada batang. Uji puntir dapat digunakan untuk mengetahui sifat geseran material.

1. Definisi torsi
Suatu batang dijepit dengan kuat pada salah satu ujungnya dan ujung yang lainnya
diputar dengan suatu torsi (momen puntir, twisting moment) T = Fd yang bekerja pada
bidang tegaklurus sumbu batang seperti terlihat pada gambar di bawah.
Batang tersebut dikatakan dalam kondisi kena torsi. T adalah torsi (Nm), F adalah gaya
(N) dan d adalah diameter lengan putar (m).
Alternatif lain untuk menyatakan adanya torsi adalah dengan dua tanda vektor dengan
arah sejajar sumbu batang.

2. Tegangan Geser Torsi
• Baik untuk poros pejal maupun poros berlubang yang dikenai momen puntir T torsi tegangan geser
(torsional shearing stress) τ pada jarak p dari titik pusat poros dinyatakan dengan:
• Penjabarannya diberikan dalam contoh 1. Distribusi tegangan bervariasi dari nol pada pusat poros
sampai dengan maksimum pada sisi luar poros seperti diilustrasikan pada gambar di bawah.

3. Regangan geser dan modulus geser
Regangan geser
Suatu garis membujur a-b digambarkan pada permukaan poros tanpa beban.
Setelah suatu momen puntir T dikenakan pada poros, garis a-b bergerak menjadi a-b’ seperti
ditunjukkan pada gambar di bawah.
Sudut γ, yang diukur dalam radian, diantara posisi garis akhir dengan garis awal didefinisikan
sebagai regangan geser pada permukaan poros.
Modulus elastisitas geser
• Rasio tegangan geser τ terhadap regangan geser γ disebut modulus elastisitas geser
diformulasikan dengan:

4. Sudut puntir
• Jika suatu poros dengan panjang L dikenai momen puntir T secara konstan
dikeseluruhan panjang poros, maka sudut puntir (angle of twist) θ yang terbentuk
pada ujung poros dapat dinyatakan dengan:
G adalah sama dengan dimensi tegangan geser, karena regangan geser tak berdimensi
J menunjukkan momen inersia pada penampang melintang poros. Persamaan ini hanya berlaku untuk poros dalam kondisi
elastis.

5. Torsi plastis
Apabila momen puntir yang bekerja baik pada poros pejal maupun poros
berlubang dinaikkan terus, nilai momen puntir mungkin akan mencapai titik
lelah geser dari bahan bagian luar.
Ini adalah batas maksimum untuk momen puntir elastis dan dinyatakan
dengan Te. Kenaikan selanjutnya dari momen puntir menyebabkan tercapainya
titik-titik lelah pada bahan untuk posisi lapis yang semakin kedalam, sampai
keseluruhan lapisan bahan mencapai titik lelahnya; dan ini menunjukkan
terjadinya momen puntir plastis penuh (fully plastic twisting moment) Tp.
Kita tidak bicarakan tegangan yang lebih besar dari batas titik lelah, karena ini
adalah batas momen puntir yang dapat diberikan oleh poros.
Dari hasil beberapa pengujian diperoleh bahwa Tp = 4/3(Te).

6. Uji Puntir Shear Strength
Uji puntir dilakukan untuk mengetahui sifat geseran pada material. Uji
puntir biasanya diperlukan untuk komponen yang beban utamanya adalah
beban puntir. Bentuk spesimen uji puntir ini tidak jauh berbeda dengan
bentuk spesimen uji tarik. Gambar di bawah menunjukkan contoh hasil
akhir uji puntir.
Spesimen uji puntir setelah gagal, (a) baja ulet, (b) besi cor getas.

7. Sifat-sifat mekanik dapat ditentukan dengan uji puntir adalah sebagai berikut :
Modulus kekakuan geser (Modulus of Rigidity)
Persamaan tegangan-regangan untuk puntiran murni didefinisikan sebagai
berikut:
Dimana τ: tegangan geser, r: radius spesimen,
Lo: panjang benda kerja, θ: sudut puntir (radian), dan G:
modulus kekakuan geser
Hubungan G dengan modulus Young dan rasio Poisson’s dinyatakan
sebagai berikut :
ν (Rasio Poisson’s): perbandingan antara
regangan arah lateral dengan regangan
longitudinal.