1-pendahuluan mekanika teknik ii (aa)

Abrianto Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung

Abrianto Akuan

TM-245SEMESTER 3

Abrianto Akuan

1


Abrianto Akuan

Tujuan Umum: Mempersiapkan mahasiswa dalam menganalisis permasalahan mekanika secara sederhana dan logis.Mata Kuliah Prasyarat : Mekanika Teknik IKaitan dg Mata Kuliah Lain : Metalurgi Mekanik I, Elemen Mesin dan Analisis Kegagalan Logam.Materi:

1. Analisis struktur 2. Gaya-gaya pada batang 3. Titik berat dan pusat gravitasi 4. Momen inersia 5. Gesekan 6. Analisis sambungan keling, baut dan las 2


Abrianto Akuan

Referensi : 1. Mekanika untuk insinyur, Ferdinand P.

Beer. 2. Mekanika Teknik, Timoshenko. 3. Mechanics of Materials, Ferdinand P. Beer. 4. Structural Steel Designer’s Handbook, Roger L. Brockenbrough.Ketentuan Perkuliahan: 1. Jumlah Tatap Muka di kelas : 14 X 2. Tugas terstruktur pada setiap sesi perkuliahan 3. Kewajiban hadir kuliah minimal 80 % 4. Keterlambatan kuliah maksimum 15 menit 5. Bobot nilai : Tugas = 20 %, UTS dan UAS masing- masing 40 % 3


Abrianto Akuan

Sesi Ke-

Pokok Bahasan Hasil Pembelajaran Penilaian Hasil PembelajaranMetode

Penilaian

01Gaya-gaya

internal (HK. III)

Mahasiswa dapat mengetahui Jenis gaya-gaya yang bekerja pada struktur dan memahami hukum-hukum .

Mahasiswa dapat menghitung dan menganalisis dan tegangan yang terjadi pada suatu struktur dengan berbagai metoda analisisnya.

ჱ Tugasჱ UTSჱ UAS

02Struktur kerangka

dan mesin

Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami gaya-gaya internal pada struktur kerangka dan mesin.

Mahasiswa dapat menghitung dan menganalisis dan tegangan pada suatu struktur kerangka dan mesin.

03

Jenis-jenis tumpuan dan

pembebanan serta diagram MDN

Mahasiswa dapat mengetahui dan membedakan jenis-jenis tumpuan dan pembebanan serta dapat mengetahui pula distribusi gaya-gaya internalnya dalam suatu diagram MDN.

Mahasiswa dapat menghitung dan menganalisis gaya-gaya internal dalam suatu diagram MDN pada batang sebagai bagian dari struktur.

04Pusat gravitasi

benda 2 dimensi

Mahasiswa dapat mengetahui pusat gravitasi dan titik berat dari suatu benda 2 dimensi.

Mahasiswa dapat menghitung untuk menentukan titik berat dari benda 2 dimensi.

05Pusat gravitasi

benda 3 dimensi

Mahasiswa dapat mengetahui pusat gravitasi dan titik berat dari suatu benda 3 dimensi.

Mahasiswa dapat menghitung untuk menentukan titik berat dari benda 3 dimensi.

06 Titik berat volume

Mahasiswa dapat mengetahui luas permukaan atau volume benda putar sehingga dapat mengetahui pula titik beratnya.

Mahasiswa dapat menghitung untuk menentukan titik berat dari benda putar serta dapat menghitung pula luas permukaan atau volume dari benda putar.

07Momen Inersia

Bidang (2 Dimensi)

Mahasiswa dapat mengetahui momen inersia atau kekakuan dari suatu benda 2 dimensi berdasarkan bentuk penampangnya.

Mahasiswa dapat menghitung untuk menentukan momen inersia atau kekakuan dari benda 2 dimensi.

4


Abrianto Akuan

Sesi Ke-

Pokok Bahasan Hasil Pembelajaran Penilaian Hasil PembelajaranMetode

Penilaian

08Momen Inersia

Benda (3 Dimensi)

Mahasiswa dapat mengetahui momen inersia atau kekakuan dari suatu benda 3 dimensi berdasarkan bentuk penampangnya.

Mahasiswa dapat menghitung untuk menentukan momen inersia atau kekakuan dari benda 3 dimensi.

ჱ Tugasჱ UTSჱ UAS

09Momen Inersia

Benda Gabungan

Mahasiswa dapat mengetahui momen inersia atau kekakuan dari suatu benda dengan bentuk tidak sederhana atau benda komposit.

Mahasiswa dapat menghitung untuk menentukan momen inersia atau kekakuan dari benda dengan bentuk tidak sederhana atau benda komposit.

10Hukum gesekan & Koefisien gesekan

Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami hukum gesekan serta koefisien dan gesekannya.

Mahasiswa dapat menjelaskan hukum-hukum gesekan dan dapat menentukan koefisien serta gesekannya..

11Gesekan pada

pasak dan poros

Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami gesekan yang terjadi pada elemen mesin pasak dan poros.

Mahasiswa dapat menghitung gaya-gaya pada pasak dan poros serta gesekannya yang dapat menyebabkan keausan pasak dan poros.

12Gesekan pada ulir

dan roda

Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami gesekan yang terjadi pada elemen mesin ulir dan roda.

Mahasiswa dapat menghitung gaya-gaya pada ulir dan roda serta gesekannya yang dapat menyebabkan keausan ulir dan roda.

13Analisis

sambungan keling dan baut

Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami metoda penyambungan logam secara mekanik serta mengetahui pula gaya-gaya yang terjadi daerah sambungan keling dan baut.

Mahasiswa dapat menghitung dan menganalisis gaya-gaya yang terjadi daerah sambungan keling dan baut.

14Analisis

sambungan las

Mahasiswa dapat mengetahui dan memahami metoda penyambungan logam secara mekanik serta mengetahui pula gaya-gaya yang terjadi daerah sambungan las.

Mahasiswa dapat menghitung dan menganalisis gaya-gaya yang terjadi daerah sambungan keling dan baut.

5


Abrianto Akuan

Mekanika : Ilmu yang menggambarkan/meramalkan reaksi suatu benda terhadap benda lain (aksi gaya).

Studi Mekanika dimulai sejak:• Aristoteles (384-322 SM)• Archimedes (287-212 SM)• Newton (1642-1727)• Einstein (1905) – Teori Relativitas

Konsep Dasar yang digunakan dalam Mekanika:• Ruang (dihubungkan dengan kedudukan sesuatu)• Waktu (pendefinisian dari suatu kejadian/peristiwa)• Massa (sesuatu yang menempati ruang)• Gaya (aksi benda terhadap benda lain)

6


Abrianto Akuan

GayaDitentukan oleh: - Titik aksi

- Besar sebagai suatu vektor

- Arah

Dapat beraksi secara langsung atau dari jarak tertentu (gaya gravitasi, gaya magnet, dll) 7


Abrianto Akuan

3 Prinsip Dasar untuk studi Mekanika:

• Hukum Paralelogram (jajaran genjang)“Bahwa 2 gaya yang beraksi pada

suatu partikel/benda dapat diganti oleh sebuah gaya lain yang disebut: Gaya Resultan”.

• Prinsip Transmisibilitas“Bahwa kondisi kesetimbangan/bergerak suatu benda tidak akan berubah bila suatu gaya yang bekerja tersebut diganti dengan gaya lain yang besar, arah dan garis aksinya tetap sama”.

8


Abrianto Akuan

• Hukum NewtonI.“Bahwa bila gaya resultan yang beraksi pada suatu partikel/benda sama dengan nol, maka partikel/benda tersebut akan tetap diam (jika mula-mula diam) atau akan tetap bergerak dengan kecepatan yang sama pada suatu garis lurus (jika mula-mula bergerak)”.II.“Bahwa bila gaya resultan yang beraksi pada suatu partikel/benda tidak sama dengan nol, maka partikel/benda tersebut akan memperoleh percepatan yang sebanding dengan besarnya gaya resultan tersebut dan arahnyapun sama”.

9


Abrianto Akuan

III. “Bahwa gaya aksi dan reaksi pada suatu partikel/benda, mempunyai besar dan garis aksi yang sama, hanya berlawanan arah”.

Hukum Gravitasi Newton:“Bahwa 2 partikel/benda dengan massa M dan m akan saling tarik menarik/tolak menolak dengan gaya F dan f yang besarnya:

F=G (M . m / r2) r = Jarak ke-2 partikel/bendaG = Konstanta gravitasi

10


Abrianto Akuan

Contoh penting: Gaya tarik bumi terhadap partikel/benda yang terletak pada permukaan tanah. Gaya F yang dilakukan bumi terhadap partikel/benda tersebut kemudian didefinisikan sebagai berat partikel/benda, W:

W = m. g

g = Gaya gravitasi = G (M/r2) = 9,81 m/dt2

M = Massa bumiR = Jari-jari bumi

11


Abrianto Akuan

Benda: Kombinasi dari banyak partikel.Gaya yang bekerja pada satu partikel pada benda akan mempunyai titik tangkap yang berbeda dengan gaya lain pada partikel lain dalam benda.

Gaya-gaya yang beraksi pada suatu benda, dibagi 2:•Gaya-gaya Eksternal: Aksi gaya luar yang menentukan perilaku eksternal benda tersebut (diam atau bergerak).•Gaya-gaya Internal: Gaya yang mengikat semua partikel yang membentuk benda tersebut (jika benda tersebut sebagai suatu struktur maka gaya tersebut merupakan gaya yang mengikat bagian-bagian struktur tersebut secara bersama.

12


Abrianto Akuan

Contoh gaya-gaya Eksternal, pada kasus mobil mogok: F, W, R1, R2.

Pada kasus tersebut, prinsip transmisibilitas pada gaya-gaya eksternal masih berlaku (misalnya mobil tersebut tidak ditarik tetapi didorong).Pada kasus gaya-gaya internal, maka prinsip transmisibilitas tidak berlaku.

W

FR2

R1

13


Abrianto Akuan

Karena benda sebenarnya dapat mengalami regangan

100

200

300

500

400

S (

ampl

itude

in M

Pa

)

104 105 107 109106 108 1010

2014-T6 Al alloy

No of cycles, N

1045 steel endurance limit

Modes of fatigue testing

100

200

300

500

400

S (

ampl

itude

in M

Pa

)

104 105 107 109106 108 1010

2014-T6 Al alloy

No of cycles, N


100

200

300

500

400

S (

ampl

itude

in M

Pa

)

104 105 107 109106 108 1010

2014-T6 Al alloy

No of cycles, N


Modes of fatigue testing

14


Abrianto Akuan15


Abrianto Akuan

Gaya-gaya Internal(Hukum Newton III)

Struktur (terdiri dari beberapa bagian batang yang bersambungan) memerlukan analisis penentuan tidak hanya gaya-gaya eksternal tetapi juga gaya-gaya internal (yang mengikat berbagai bagian struktur tersebut).

Dari sudut pandang bagian struktur, gaya-gaya Internal tersebut adalah sebagai gaya-gaya Eksternal.

16


Abrianto Akuan

W

A

B

C

D

E F

Crane (derek)

Ay

A

B

C

D

E F

WT

Ax

DBB Struktur:

17


Abrianto Akuan

DBB Bagian Struktur:

A

B

CD

E F

W

T

Ax

C

B

E

Ay

18


Abrianto Akuan

Struktur Teknik (Jembatan, Atap, Kontruksi Kerangka, Mesin, dll) terdiri daribagian-bagian lurus dan sambungan (sendi/pin).

Antar bagian struktur dihubungkan pada ujung-ujungnya saja, tidak ada bagian yang menembus sambungan

B

A CD

P

19


Abrianto Akuan

Bagian-bagian Struktur tersebut disambung degan menggunakan sambungan Las, Baut atau Paku Keling.

Diasumsikan gaya-gaya pada ujung bagian struktur tersebut sebagai Gaya Tunggal.

Sehingga setiap bagian dapat dianggap sebagai bagian-bagian gaya.

Maka Struktur dapat dipandang sebagai sekelompok sendi/pin dan bagian 2 gaya.20


Abrianto Akuan

Setiap bagian struktur dapat mengalami:• Tarikan (Tension) atau• Tekanan (Compression)

21


Abrianto Akuan

Jenis-jenis umum konstruksi Atap

22


Abrianto Akuan

Jenis-jenis umum konstruksi Jembatan

23


Abrianto Akuan

Dari jenis-jenis tersebut, selalu terdiri dari konstruksi segitiga yang mempunyai 3

bagian dan 3 sambungan

Konstruksi segi-3 tersebut merupakan konstruksi yang Kaku dan sambungannya tidak terletak pada satu garis lurus.

B

A C A

B

B’

CC’

D

24


Abrianto Akuan

Jumlah total bagian struktur, m = 2n – 3n = jumlah sambungan atau sendi atau pin

Untuk 3 dimensi (truss ruang): m = 3n-6

B

A

C

D

25


Abrianto Akuan26

Metoda analisis dari struktur:

1.Metoda Sambungan

2.Metoda Maxwell

3.Metoda Pembagian Komponen

Untuk menentukan gaya-

gaya pada semua bagian struktur

Hanya menentukan gaya-gaya pada satu atau beberapa bagian struktur


Abrianto Akuan

1-pendahuluan mekanika teknik ii (aa)

Documents