analisa gaya, tegangan dan regangan

ANALISA GAYA, TEGANGAN DAN REGANGAN
FP
r
1. Gaya lentur (Bending force) ( FL).
Merupakan : gaya yang bekerja pada jarak tertentu (L) dari tumpuan benda
dengan arah kerja tegak lurus sumbu benda. Sehingga mengakibatkan benda
melentur/melengkung di sepanjang sumbunya.
L
FL
2. Momen
Merupakan efek putaran atau lengkungan yang terjadi akibat bekerjanya
gaya pada suatu benda. Dikenal ada dua jenis momen, berdasarkan pada posisi
gaya terhadap benda :
a. Momen puntir/putar ( M p )
Terbentuk oleh gaya puntiran/putar ( Fp ) yang bekerja pada jarak tertentu ( r )
dari sumbu benda yang mengakibatkan benda terpelintir disepanjang sumbunya.
b.
Momen lentur/lengkung ( ML )
http://www.mercubuana.ac.id
dalam struktur material benda, karena gaya akan terbagi rata di setiap satuan luas
bidang penampangnya. Besarnya tegangan yang terjadi akibat gaya atau
pembebanan, dalam hal ini dinamakan sebagai tegangan pembebanan ( ).
Tegangan pembebanan maksimum akibat gaya atau beban maksimum yang
mengenai benda, sangat menentukan sekali bagi keberhasilan material benda untuk
bertahan dari kerusakan. Karena, ia menjadi batasan maksimum bagi kekuatan
struktur material benda untuk bertahan dari pembebanan lebih (diluar kondisi
normal). Dengan demikian untuk menghindari kegagalan material dalam menghadapi
pembebanan, besarnya tegangan pembebanan yang terjadi tidak boleh melebihi
kekuatan struktur material ( < ). Oleh karena itu pemilihan akan besarnya
kekuatan bahan elemen mesin, ditentukan sekali oleh besarnya tegangan akibat
beban maksimum. Dalam perhitungan, besar kekuatan bahan elemen mesin
dinyatakan sebagai tegangan izin bahan atau kekuatan bahan ( ).
Hubungan antara besar tegangan pembebanan ( ) dengan tegangan izin
bahan ( ), akan sangat tergantung tergantung pada jenis beban yang akan
dihadapi oleh elemen mesin saat berfungsi. Dalam hal ini dinyatakan oleh faktor
keamanan (Sf), dimana :
Sf =


Faktor keamanan dalam hal ini tentunya adalah sebagai faktor yang harus ditetapkan
perancang untuk menghadapi kemungkinan dari pembebanan maksimum (diluar
kondisi normal) yang akan diterima elemen mesin saat berfungsi.
Sebagai efek dari kerja gaya dalam struktur material, maka jenis tegangan
tergantung dari jenis gaya yang bekerja, yakni :
a. Tegangan dan regangan tarik (Tensile stress and strain)
Tegangan tarik ( ta) terjadi akibat bekerjanya gaya tarik ( Fta ) pada satuan luas
penampang ( A ) struktur material elemen mesin, sehingga bendanya mengalami
perpanjangan. Rasio/perbandingan antara perpanjangan yang terjadi (L )
terhadap panjang benda semula ( L ) disebut sebagai regangan tarik (ta ).
Secara matematik dapat ditulis :
ta = Fta / A
dan
ta =L / L
http://www.mercubuana.ac.id
Fs
(aksi)
Fs
(reaksi)

Kondisi pergeseran pada bidang penampang benda tahanan :
s
Fs (aksi)
s
Fs (reaksi)

d. Tegangan luluh (Crushing / Bearing stress)
Merupakan tegangan yang timbul akibat terkonsentrasi / terpusatnya gaya
tekan pada suatu daerah kontak yang sangat kecil, diantara dua elemen mesin yang
sedang melakukan kerja sama dalam meneruskan tenaga. Tegangan jenis ini
umumnya terjadi pada elemen / komponen mesin yang berfungsi sebagai
penyambung / pengunci, seperti : pasak, paku keling, pin, baut dan lain-lain.
Dari gambar diatas terlihat, distribusi gaya tekan pada pin akibat tarikan mata
setang tidak merata, karena akan dipengaruhi oleh bentuk permukaan kontak dan
sifat fisik material kedua komponen. Kesulitan dalam menentukan distribusi tegangan
akibat hal tersebut, umumnya disederhanakan dengan mengambil luas proyeksi
http://www.mercubuana.ac.id