Tegangan Normal Akibat Beban Aksial

Materi Kuliah Teknik Mesin Mekanika Kekuatan Materiak (MKM) atau Mekanika Teknik (Mechanics Of Materials), Tegangan Normal Akibat Beban Aksial

Alhamdulillah Sudah lama tidak posting di category MKM hari ini akhirnya posting juga tentang Tegangan Normal Akibat Beban Aksial Beserta Soal dan Pembahasanya serta ada juga latihan soalnya,
Setelah Saya Sebelumnya Sudah mempostkan :
1.Tegangan Pada Bidang Miring Pada Benda Yang Mendapat Tegangan Langsung Pada Satu Bidang Disertai Dengan Tegangan Geser Sederhana
2. MKM Bab 3 Tegangan dan Regangan Prinsipal

3.Bab 2 MKM Konstanta Elastisitas
4.Mkm Tegangan Dan Regangan Sederhana


mudah-mudahan artikel yang saya tulis bermanfaat bagi semuanya khususnya Jurusan Teknik Mesin.

•  TEGANGAN NORMAL DAN TEGANGAN GESER

• Tegangan Normal (Normal Stress)

Gaya internal yang bekerja pada sebuah potongan dengan luasan yang sangat  kecil akan bervariasi baik besarnya maupun arahnya. Pada umumnya gaya-gaya tersebut berubah-ubah dari suatu titik ke titik yang lain, umumnya berarah miring pada bidang perpotongan. Dalam praktek keteknikan intensitas gaya diuraikan menjadi tegak lurus dan sejajar dengan irisan, seperti terlihat pada Gambar 1.1. 

Gambar 1.1.  Komponen-Komponen Tegangan Normal dan Geser dari Tegangan.

Tegangan normal adalah intensitas gaya yang bekerja normal (tegak lurus) terhadap irisan yang mengalami tegangan, dan dilambangkan dengan  ζ (sigma).
Bila gaya-gaya luar yang bekerja pada suatu batang sejajar terhadap sumbu utamanya dan potongan penampang batang tersebut konstan, tegangan internal yang dihasilkan adalah sejajar terhadap sumbu tersebut.
Gaya-gaya seperti itu disebut gaya aksial, dan tegangan yang timbul dikenal sebagai tegangan aksial.  Konsep dasar dari tegangan dan regangan dapat diilustrasikan dengan meninjau sebuah batang prismatik  yang dibebani gaya-gaya aksial (axial forces) P pada ujung-ujungnya. Sebuah batang prismatik adalah sebuah batang lurus yang memiliki penampang yang sama pada keseluruhan pajangnya. Untuk menyelidiki tegangan-tegangan internal yang ditimbulkan gaya-gaya aksial dalam batang, dibuat suatu pemotongan garis khayal pada irisan mn (Gambar 1.2). Irisan ini diambil
tegak lurus sumbu longitudinal batang. Karena itu irisan dikenal sebagai suatu penampang (cross section). 









Gambar 1.2.  Batang Prismatik yang Dibebani Gaya Aksial

Tegangan normal dapat berbentuk:
1. Tegangan Tarik (Tensile Stress) 
Apabila sepasang gaya tarik aksial menarik suatu batang, dan akibatnya batang ini cenderung menjadi meregang atau bertambah panjang. Maka gaya tarik aksial tersebut menghasilkan tegangan tarik pada batang di suatu bidang yang terletak tegak lurus atau normal terhadap sumbunya.

                         Gambar 1.3. Gaya Tarik Aksial
    

2. Tegangan Tekan (Compressive Stress)
Apabila sepasang gaya tekan aksial mendorong suatu batang, akibatnya batang ini cenderung untuk memperpendek atau menekan batang tersebut. Maka gaya tarik aksial tersebut menghasilkan tegangan tekan pada batang di suatu bidang yang terletak tegak lurus atau normal terhadap sumbunya.

                      Gambar 1.4. Gaya Tekan Aksial

Intensitas gaya (yakni, gaya per satuan luas) disebut tegangan (stress) dan lazimnya ditunjukkan dengan huruf Yunani ζ (sigma). Dengan menganggap bahwa tegangan terdistribusi secara merata pada seluruh penampang batang, maka resultannya sama dengan intensitas ζ kali luas penampang A dari batang.
Selanjutnya, dari kesetimbangan benda yang diperlihatkan pada Gambar 1.2, besar resultan gayanya sama dengan beban P yang dikenakan, tetapi arahnya berlawanan. Sehingga diperoleh rumus :
 

• Regangan Normal                

Regangan merupakan perubahan bentuk per satuan panjang pada suatu batang. Semua bagian bahan yang mengalami gaya-gaya luar, dan selanjutnya tegangan internal akan mengalami perubahan bentuk (regangan). Misalnya di sepanjang batang yang mengalami suatu beban tarik aksial akan teregang atau diperpanjang, sementara suatu kolom yang menopang suatu beban aksial akan tertekan atau diperpendek. Perubahan bentuk total (total deformation) yang dihasilkan suatu batang dinyatakan dengan huruf Yunani δ (delta). Jika panjang batang adalah L, regangan (perubahan bentuk per satuan panjang) dinyatakan dengan huruf Yunani ε (epsilon), maka:

Sesuai dengan hukum Hooke, tegangan adalah sebanding dengan regangan
Dalam hukum ini hanya berlaku pada kondisi tidak melewati batas elastik suatubahan, ketika gaya dilepas. Kesebandingan tegangan terhadap regangan dinyatakansebagai perbandingan tegangan satuan terhadap regangan satuan, atau perubahanbentuk. Pada bahan kaku tapi elastis, seperti baja, kita peroleh bahwa tegangan satuan yang diberikan menghasilkan perubahan bentuk satuan yang relatif kecilPada bahan yang lebih lunak tapi masih elastik, seperti perunggu, perubahan bentukyang disebabkan oleh intensitas tegangan yang sama dihasilkan perubahan bentuk sekitar dua kali dari baja dan pada aluminium tiga kali dari baja.   
Regangan ε disebut regangan normal (normal strain) karena berhubungandengan tegangan normal. Rumus regangan normal berdasarkan hukum Hooke : 







Bentuk Regangan Normal:
=> Regangan Tarik (Tensile Strain) => terjadi jika batang mengalami tarik
=> Regangan Tekan (Compressive Strain) => terjadi jika batang mengalami tekan
 

•  Penentuan Tegangan izin dan Modulus Elastisitas Diagram Tegangan-Regangan

                                        Gambar 1.5. Diagram Tegangan-Regangan, baja Lunak

•  Tegangan Geser (Shearing Stress)

Gambar 1.6. Batang Mengalami Tegangan Geser

A. Regangan Geser
Hukum Hooke untuk keadaan geser: 

B. Defleksi Batang Beban Aksial
Sebuah batang yang dibebani secara aksial (axially loaded)
mengalami perubahan panjang.  Perubahan panjang yang terjadi dapat
dihitung dengan rumus:


Tegangan Batas, Tegangan Ijin, Faktor Keamanan
Tegangan Ultimate (Ultimate stress) adalah tegangan satuan terbesar suatu bahan yang dapat ditahan tanpa menimbulkan kerusakan.
Tegangan ijin (Allowable stress)adalah tegangan yang tidak boleh di lampaui di bagian manapun dalam struktur. 


Nb: Setelah Pengayaan Materi Tegangan Normal Akibat Beban Aksial, Ada Baiknya Jika Saudara/i Melihat Link Contoh Soal dan Pembahasan Tegangan Normal Akibat Beban Aksial
       dan Ini Link untuk Latihan Soal Tegangan Normal Akibat Beban Aksial

Sekian Posting dari saya, Semoga posting di atas bisa bermanfaat saudara/i.
Tinggalkan Komentar, Jika ada yang Kurang Jelas, Caci maki, Pujian dll.
Like via Facebook dan dapatkan artikel terbaru dari kami saat kami update artikel
Follow/Join This Site Dengan Account Gmail, mail Yahoo, Twitter, AIM, Netlog, dan Open Id Untuk Mendapatkan Artikel dari kami via E-MAIL.

Salam Sejahtra dari Saya Penulis Artike => http://file-education.blogspot.com Situs Bank Materi, Bank Soal, Bank Pembahasan => Matematika, Kimia, Fisika, Makalah, karya Tulis Ilmiah, Semua Materi Kuliah Teknik Mesin