1-pendahuluan mekanika teknik ii (aa)
Post on 02-Jul-2015
491 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Abrianto Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
Abrianto Akuan
TM-245SEMESTER 3
Abrianto Akuan
1
Abrianto Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
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 Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
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 Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
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 Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
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 Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
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 Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
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 Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
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 Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
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 Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
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 Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
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 Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
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 Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
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 Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
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
1045 steel endurance limit
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
14
Abrianto Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
Abrianto Akuan15
Abrianto Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
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 Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
Abrianto Akuan
W
A
B
C
D
E F
Crane (derek)
Ay
A
B
C
D
E F
WT
Ax
DBB Struktur:
17
Abrianto Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
Abrianto Akuan
DBB Bagian Struktur:
A
B
CD
E F
W
T
Ax
C
B
E
Ay
18
Abrianto Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
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 Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
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 Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
Abrianto Akuan
Setiap bagian struktur dapat mengalami:• Tarikan (Tension) atau• Tekanan (Compression)
21
Abrianto Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
Abrianto Akuan
Jenis-jenis umum konstruksi Atap
22
Abrianto Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
Abrianto Akuan
Jenis-jenis umum konstruksi Jembatan
23
Abrianto Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
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 Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
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 Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
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 Akkuan-Teknik Metalurgi UNJANI Bandung
Abrianto Akuan
top related