Download to read offline
Uploaded byGidion Turuallo
bab-2- contoh perhitungan tegangan-tegangan.ppt
Dokumen ini membahas tentang berbagai jenis tegangan yang timbul pada batang akibat pembebanan, serta rumus-rumus untuk menghitung tegangan normal dan tegangan tangensial. Terdapat juga penjelasan mengenai hubungan antara tegangan tarik, modulus elastisitas, dan faktor keamanan yang digunakan dalam perencanaan elemen mesin. Diagram tegangan dan regangan serta sifat material juga dijelaskan untuk memberikan pemahaman lebih dalam tentang perilaku material saat mengalami beban.
More Related Content
Similar to bab-2- contoh perhitungan tegangan-tegangan.ppt
bab-2- contoh perhitungan tegangan-tegangan.ppt
- 1. Tegangan Pembebanan dan JenisTegangan. Bila suatu batang mengalami pembebanan dari luar yg bekerja Sejajar sumbu batang tersebut, maka didalam batang tsb akan timbul gaya-gaya lawan yg dihasilkan oleh gaya antar molekul Itu sendiri. F Gaya-gaya yg timbul di dalam batang ini secara umum adalah: Gaya Normal,dengan arah tegak lurus penampang batang. Gaya Tangensial, dengan arah terletak pada penampang batang. Gaya Normal Gaya Tangensial
- 2. Dengan menganggap bahwagaya-gaya yg timbul ini terbagi rata pada seluruh luas penampang, maka gaya-gaya yg bekerja pada suatu luasan penampang, disebut “ TEGANGAN” (). Tegangan () Gaya (F) Luas Penampang (A) = Gaya (F) = Newton. Luas Penampang (A) = cm2 atau mm2. Tegangan () = N/ cm2 atau N/mm2.
- 3. Dari Gaya-gayayg timbul, maka tegangan yang timbul adalah : Tegangan Normal () F d Bila luas penampang A (mm2), maka Tegangan dpt ditulis: = F/A (N/mm2) Penampang
- 4. Tegangan Tangensial () Gaya Tangensial Bila luas penampang A (mm2), maka Tegangan dpt ditulis: = F/A (N/mm2)
- 5. Tegangan –tegangan Dasar Didalam perencanaan elemen mesin, bila ditinjau dari cara dan arah pembebanan terjadi pada bahan yg akan direncanakan maka analisa tegangan pada bahan dibagi 5 bagian yaitu: Tegangan Normal. a. Tegangan Tarik (t) t = F/A b. Tegangan Tekan (tk) tk= F/A
- 6. c. Tegangan Lengkung/Bengkok(b) F F Tegangan Lengkung/Bengkok (b) Momen Bengkok (Mb) Momen Tahanan Bengkok (Wb) =
- 7. Tegangan Tangensial. a.Tegangan Geser(g) g = F/A (N/mm2) b.Tegangan Puntir (pt) pt Momen Puntir/Torsi (T) Momen Tahanan Puntir(Wpt) =
- 8. Gaya F mengakibatkantegangan normal () Torsi (T) mengakibatkan tegangan tangensial ( ) Tegangan Kombinasi. Yang dimaksud teg.kombinasi adalah bila pada suatu batang menerima atau menahan dua jenis tegangan .Tegangan yg diterima pada batang yg sama berupa kombinasi antara tegangan normal dengan tegangan tangensial. Rumus-rumus Empiris Untuk Tegangan. g = 0,8 t pt = 0,6 t
- 9. Pena Plat F Pena putus akibatgeser Plat putus akibat Tarik F F Berbagai Jenis Tegangan
- 10. Penampang baut putusakibat geser
- 11. Momen (M). Momen adalahhasil perkalian antara Gaya dengan Jarak M = F . L • Momen Puntir (Mpt) / TORSI (T). r F Mpt = F. r F = Gaya (N). r = jari-jari ( cm, mm). Mpt= Momen puntir (N.m, N.mm).
- 12. • Momen Bengkok/ Lengkung (Mb). Mb = b . wb b = Teg. Bengkok/Lengkung (N/cm2) wb = Momen tahanan bengkok (cm3) Mb= Momen bengkok (N.cm) F Mb = F . L L Momen Tahanan (W) Momen Tahanan Bengkok (Wb) d Wb = /32 d3 d D Wb = /32 ( ) D4 – d4 D h b Wb = 1/6 b.h2
- 13. Momen Tahanan Puntir(WPt) d Wpt= /16 d3 d D Wpt= /16 ( D4 – d4 D )
- 14. Diagram Tegangan danRegangan ( & ). Bahan/Material yg diperjual belikan di pasaran kekuatan dari material tersebut sering diberikan dalam bentuk hasil pengujian, berupa Tegangan Tarik atau Kekerasan, dimana besar tegangan tarik ini selalu berhubungan dengan angka kekerasan dari suatu material/bahan. Besarnya tegangan tarik juga berhubungan dgn besarnya tegangan tegangan yg lain seperti: Teg. Lengkung, Teg.Geser dan Teg. puntir Hasil dari nilai teg.Tarik dari berbagai bahan/material diperoleh dari hasil percobaan yaitu dengan menarik material tersebut hingga putus . Dari hasil pengujian tarik untuk bahan maka diperoleh prilaku bahan/material dengan bentuk grafik . Bentuk dari grafik tersebut dinyatakan dalam grafik/diagram Tegangan dan Regangan
- 15. Stress Strain Diagram Untukmaterial yang rapuh: Contoh: Besi Tuang Stress Strain Diagram Untuk material yang ulet Contoh: Baja lunak Titik Patah Daerah Plastis Daerah Elastis Ultimate Stress (Tegangan Tarik Maksimum) Titik Patah
- 16. Diagram Stress-Strain (DiagramTegangan dan Regangan) Strain ( ) (ΔL/L) 4 1 2 3 5 Daerah Elastis Daerah plastis Strain Hardening Patah (Fracture) Tegangan Tarik Maksimum σt maks Daerah Elastis. Berlaku Hukum Hooke. Daerah Berlakunya Modulus Elastisitas (E) Daerah Plastis Kekuatan tarik Maksimum Strain hardening Daerah Patah (fracture) Necking Tegangan tarik tarik yg diizinkan (σt)
- 17. Modulus Elastisitas (E) Imageis Figure 9.24 on pp. 268 in Engineering Fundamental and Problem Solving, Eide et al.
- 18. Modulus Elastisitas (E) MaterialE, psi (lb/inc2) E, Gpa (109 N/m2) Cold-rolled steel 30 x 106 210 Cast iron 16 x 106 110 Copper 16 x 106 110 Aluminum 10 x 106 70 Stainless steel 27 x 106 190 Nickel 30 x 106 210 Catatan : N/m2 = Pa N/mm2 = Mpa (Mega Pascal) Table .1 on pp. 269 in Engineering Fundamental and Problem Solving, Eide et al.
- 19. Contoh Untuk Baja(Steel) Stress and Strain Diagram
- 20. Contoh: Menghitung TeganganTarik (σt) F = 294 N = 294 N A = ( /4) d2 = 0,785 (52 mm2) = 19.6 mm2 = F/A = 294 N / 19.6 mm2 = 15 N/mm2 2,50 m 294 N 5 mm
- 21. Sifat – sifatMaterial. Brittle/Rapuh Contoh : Material rapuh,Besi tuang. Tidak ada perpanjangan sebelum putus. Ductile /Tidak rapuh (Ulet) Contoh material tidak rapuh: Baja carbon (Carbon Steel) Ductile Brittle Strain
- 22. Menentukan besarnyaRegangan (). = L/ L, dimana L = Pertambahan Panjang (mm). L = Panjang mula-mula (mm) Menentukan besarnya Tegangan (). = F/A, dimana F = Gaya (N) A = Luas penampang (mm2) dimana F = Gaya (N) L = Panjang semula (mm) E = Modulus Elastisitas (N/mm2) A = Luas penampang (mm2) Menentukan besarnya Pertambahan panjang (L). ΔL = F. L/E. A
- 23. Uraian dari persamaandidapat dalam bentuk lain : Є = ΔL/ L = F . L / E. A = F/ E. A = 1/ E . σ L Є = σ/E Menentukan besarnya Tegangan tarik maksimum (t mak). Besarnya teg.maksimun untuk berbagai bahan dari hasil percobaan tarik biasanya selalu diambil sebagai symbol dari bahan , misalnya untuk baja: St 37 t mak = 37 kg/mm2 = 370 N/mm2 St 42 t mak = 42 kg/mm2 = 420 N/mm2 St 60 t mak = 60 kg/mm2 = 600 N/mm2 Atau E = σ/Є, Hukum Hook
- 24. Contoh menghitung PertambahanPanjang (ΔL) = 15 N/mm2 = /E = 15 N/mm2/2100000 N/mm2 = 0.0000714 L = L = (0.0000714 ) x 2500 mm = 0.178 mm E = 2,1 x 106 N/mm2 (Mpa) = Mega Pascal (Modulus Elastis Baja) 2,50 m 294 N 5.00 mm
- 25. Tegangan tarikyangdiizinkan /Tegangan Kerja. (). Setelah di ketahui besarnya teg.tarik dari berbagai bahan ,maka didalam perencanaan elemen-elemen mesin sudah barang tentu dipilih suatu bahan yang aman untuk dipergunakan dalam me- rancang Elemen mesin tsb. Untuk itu dipilih suatu tegangan yg aman yang disebut dengan Tegangan yang diizinkan () = t mak/ sf , dimana tmak = Tegangan tarik maksimum . sf = Faktor keamanan. Besarnya faktor keamanan yang diambil tergantung dari jenis pembebanan yang diterima .
- 26. Besarnya Faktor Keamananuntuk berbagai Material &Jenis Pembebanan. MATERIAL Pembebanan Statis Dinamis Kejut Berulang Berganti Metal yang rapuh 4 6 10 15 Metal yang lunak 5 6 9 15 Baja Kenyal ( Mild Steel ) 3 5 8 13 Baja Tuang 3 5 8 15