bab 4.ok kkkkkkkkkkkk student

Download Bab 4.ok kkkkkkkkkkkk student

Post on 19-Jun-2015

942 views

Category:

Education

2 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • 1. MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205) BAB 4 STRUCTURES(KERANGKA)Struktur dibina daripada beberapa anggota yang bersambung. Ia membentuksatu badan tegar untuk menyokong dengan selamat daya-daya yang bertindakkeatasnya. Anggota ini biasanya disambung dengan cemat. Untuk menganalisisnya,persamaan keseimbangan digunakan. Sekiranya struktur berada dalam keadaankeseimbangan, setiap anggotanya juga berada dalam keadaan keseimbangan. Daya-daya dalam struktur boleh dianalisis dengan cara mengasingkan setiap anggota danmenentukan daya-daya yang bertindak pada sambungan. Bab ini amat penting keranamember latihan mengenai cara-cara melukis gambarajah badan bebas berpandukanhukum ketiga Newton dan persamaan keseimbangan. Hukum ketiga NewtonMenyatakan setiap tindakan akan disusuli oleh tindak balas yang sama tetapibertentangan arahPertimbangkan contoh daya-daya luar dan dalam yang bertindak pada strukturseperti rajah dibawah. JKM,POLIMAS SHAIFUL ZAMRI

2. MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205)Gambarajah badan bebasDaya-daya dalam ( tindak balas pada sambungan) JKM,POLIMASSHAIFUL ZAMRI 3. MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205)Kekuda Kekuda ialah sejenis struktur yang dibina daripada anggota dua daya yangbersambung ke anggota lain dihujungnya. Anggota-anggotanya lurus dan dianggapringan. Sambungan dihujung biasanya menggunakan cemat supaya tindakbalas yangberlaku hanyalah daya-daya sahaja dan tiada gandingan. Apabila anggota-anggota kekuda berada pada satu satah, kekuda ini dikenalisebagai kekuda sesatah. Kekuda sesatah biasanya digunakan untuk menyokongjambatan atau bumbung. Rajah dibawah menunjukkan beberapa jenis kekuda sesatahyang biasa digunakan. Untuk menyokong bumbung Untuk menyokong jambatan Pada salah satu tapak kekuda yang terdapat pada jambatan atau bumbung,biasanya dipasangkan penguling atau jumpelang untuk memberi kebebasanpengembangan dan pengecutan kepada kekuda ini. Untuk mereka bentuk setiap anggota dan sambungan pada kekuda, tiga andaianpenting diperlukan, iaitu: JKM,POLIMASSHAIFUL ZAMRI 4. MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205) a) Semua anggota adalah lurus b) Setiap anggota disambung dengan cemat licin c) Semua beban atau daya tindakan keatas struktur ini ditindak di sambungan Lazimnya berat anggota diabaikan. Walau bagaimana pun, jika beratnya perludimasukkan dalam analisis, maka satu andaian lain harus disekalikan. Andaian tersebutialah separuh daripada berat setiap anggota akan diambil sebagai daya tindakan padasambungan setiap anggotanya. Apabila andaian-andaian ini telah dilakukan, setiap anggota kekuda boleh dianggapsebagai anggota dua daya .Oleh sebab itu daya-daya yang bertindak pada sambungandihujung anggota adalahDisepanjang paksi anggota berkenaan. Jika daya tindakan melakukan pemanjangananggota, ia dinamai daya tegangan. Jika daya ini memendekkan anggota, ia dinamaidaya mampatan.Kaedah Sambungan atau Sendi JKM,POLIMAS SHAIFUL ZAMRI 5. MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205)Kajian kekuda dengan menggunakan Kaedah Sambungan atau Sendi adalahuntuk memenuhi keadaan keseimbangan daya-daya yang bertindak keatas cematdisetiap sambungan. Oleh sebab kekuda ini berada dalam keadaan keseimbangan,maka daya-daya yang bertindak keatas setiap anggota dan sambungan ini juga beradadalam keseimbangan.Untuk menyelesaikan masalah dengan kaedah ini, berikut diberikan peneranganringkas yang boleh dijadikan panduan: a) Lakarkan dahulu GBB daya-daya yang bertindak pada setiap anggota dan sendi.Andaian perlu dilakukan dahulu sama ada daya-daya ini tegangan ataumampatan. b) Untuk pengiraan daya-daya, pilih sambungan yang mempunyai sekurang-kurangnya satu nilai daya yang diketahui dan paling maksimum dua daya yangtidak diketahui. Ini kerana hanya dua persamaan sahaja yang digunakan disetiapsambungan yang dipilih iaitu: c) Jika sambungan yang dipilih itu berada pada salah satu daripada sambunganbingkai kerja kekuda (contohnya sambungan cemat atau pengguling yangmenyokong keseluruhan kekuda), Perlulah dapatkan dahulu tindak balas daya-daya luar pada penyokong kekuda ini menggunakan tiga persamaankeseimbangan, JKM,POLIMAS SHAIFUL ZAMRI 6. MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205)Pertimbangkan kekuda dalam rajah dibawahAndaian daya-daya yang bertindak disetiap anggota dan sendi ialahM = mampatan T = teganganAx, Ay dan G = daya-daya luar oenyokongJKM,POLIMASSHAIFUL ZAMRI 7. MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205) FAB = daya tindakan disepanjang anggota ABPerhatian : Anggota dalam keadaan mampatan, jika kepala anak panah menolak atau Menuju kesambungan cemat. Anggota dalam keadaan tegangan, jika kepala anak panah menarik atau keluar dari sambungan cemat.Daya-daya luar pada penyokong A dan G, dan daya tindakan di D ialah,Tiga persamaan boleh digunakan untuk mendapatkan daya-daya padapenyokong iaitu:JKM,POLIMAS SHAIFUL ZAMRI 8. MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205)Daya-daya pada sambungan sendiDaya-daya yang bertindak disetiap sendi ini boleh ditentukan dengan persamaan,Diingatkan bahawa daya-daya yang bertindak pada sambungan atau sendi dalam rajahdiatas adalah andaian semata-mata. Arah yang sebenar akan diperolehi apabila daya-daya ini selesai dengan persamaan keseimbangan. Jika nilai magnitud yang diperolehiadalah positif (+), ini menunjukkan arah andaian itu betul. Jika sebaliknya, iaitu negatif(-), ini menunjukkan arah bertentangan dengan arah andaian. JKM,POLIMASSHAIFUL ZAMRI 9. MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205)Contoh 1Determine the force in each member of the truss show below and indicate whether themembers are in tension or compression. JKM,POLIMAS SHAIFUL ZAMRI 10. MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205)TugasanDetermine the force in each member of the truss show below and indicate if themembers are in tension or compression. JKM,POLIMAS SHAIFUL ZAMRI 11. MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205)Contoh 2Contoh 3Tentukan daya-daya dalam setiap anggota kekuda dengan menggunakan kaedahsendi. Nyatakan juga sama ada ia berkeadaan tegangan ataupun mampatan.JKM,POLIMAS SHAIFUL ZAMRI 12. MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205)Contoh 4Dapatkan daya-daya yang bertindak pada anggota kekuda simetri ini. Nyatakan jugasama ada ia jenis tegangan atau mampatan.JKM,POLIMASSHAIFUL ZAMRI 13. MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205)JKM,POLIMASSHAIFUL ZAMRI 14. MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205)JKM,POLIMASSHAIFUL ZAMRI 15. MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205)Contoh 5Contoh 6Tentukan anggota-anggota daya sifar pada kekuda iniJKM,POLIMASSHAIFUL ZAMRI 16. MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205)Contoh 7 JKM,POLIMAS SHAIFUL ZAMRI 17. MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205)Bingkai dan mesinJKM,POLIMASSHAIFUL ZAMRI 18. MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205)Ialah dua jenis struktur yang biasanya disambung dengan sambungan cemat dan anggota-anggotanya menanggung lebih dari dua daya atau dinamai anggota berbilang daya. Daya-dayaluar yang bertindak keatas anggota-anggotanya sama ada disambung atau pada mana-manakedudukan disepanjang anggota berkenaan. Penyelesaian struktur ini tidak boleh dilakukanseperti kes kekuda, kerana daya-daya tindak balas kekuda hanya diambil kira pada sambungansahaja. Sistem daya yang bertindak pada anggota berbilang daya ini adalah dalam duadamensi. Untuk keseimbangan static bagi system daya-daya ini, ia perlu memenuhi persamaanberikut,FX = 0, FY = 0, MA = 0,Daya-daya yang bertindak disambungan dan penyokong boleh ditentukan dari persamaankeseimbangan ini untuk setiap anggota.BingkaiBingkai ialah sejenis struktur tegar yang dibina untuk menyokong beban dan ia berada dalamkeadaan pegun.Untuk menganalisis daya-daya bingkai, a) Lukiskan dulu GBB keseluruhan bingkai. Daya-daya tindak balas disemua penyokongnya boleh ditentukan dengan persamaan,FX = 0, FY = 0,MA = 0, b) Asingkan setiap anggota bingkai dan tunjukkan daya-daya yang bertindak sambungannya. Daya-daya ini ialah daya dalaman disambungan bingkai. Daya-daya ini tidak boleh dilihat dalam GBB bagi keseluruhan bingkai dan arah sebenar juga tidak diketahui. Andaian perlu dibuat dahulu untuk menunjukkan arah daya-daya ini. Arah yang sebenar akan diketahui selepas pengiraan. Jika nilai magnitud yang diperolehi adalah positif (+), ini menunjukkan arah andaian itu betul. Jika sebaliknya, iaitu negatif (-), ini menunjukkan arah bertentangan dengan arah andaian. c) Kenal pasti anggota dua daya pada bingkai yang dipertimbangkan kerana penyelesaian akan menjadi mudah.Contoh 8 JKM,POLIMASSHAIFUL ZAMRI 19. MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205)Tentukan magnitud dan arah daya tindak balas dicemat A dan D untuk bingkai dalamrajah dibawahContoh 9JKM,POLIMASSHAIFUL ZAMRI 20. MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205)Kirakan daya-daya yang bertindak di penahan A, cemat B dan C, pada anggota DEContoh 10 JKM,POLIMASSHAIFUL ZAMRI 21. MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205)Dapatkan daya tindak balas yang bertindak penyokong A dan D serta pada semuasambungan cemat bingkai ini.Mesin JKM,POLIMASSHAIFUL ZAMRI 22. MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205)Mesin ditakrifkan sebagai struktur yang dibina untuk memindahkan beban dengan caramengubah magnitud dan arah daya tindakan. Ia tidak tegar kerana mempunyaibahagian-bahagian yang bergerak, dan bertujuan memindahkan daya masuk kepadadaya keluar. Dalam bidang statik, masalah yang berkaitan dengan mesin hanyatertumpu kepada keseimbangan struktur yang terdiri daripada anggota berbilang daya.Bentuk mesin adalah setara dengan bingkai. Dengan itu analisa daya adalah samadengan analisis daya pada bingkai. Mesin boleh terdiri daripada peralatan mudahseperti playar atau mekanisme yang lebih rumit dan melibatkan pelbagai daya dalam.Contoh 11 JKM,POLIMAS SHAIFUL ZAMRI 23. MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205)Daya P bertindak pada pemegang gunting untuk memotong kepingan logam. Jika dayapada mata pemotong C ialah 300N menegak, dapatkan magnitud daya P yang perludikenakan dipemegang A dan tindak balas disambung cemat B. JKM,POLIMASSHAIFUL ZAMRI