bab 4.ok kkkkkkkkkkkk student

MEKANIK KEJURUTERAAN (JJ205)

BAB 4

STRUCTURES(KERANGKA)

Struktur dibina daripada beberapa anggota yang bersambung. Ia membentuk

satu badan tegar untuk menyokong dengan selamat daya-daya yang bertindak

keatasnya. Anggota ini biasanya disambung dengan cemat. Untuk menganalisisnya,

persamaan keseimbangan digunakan. Sekiranya struktur berada dalam keadaan

keseimbangan, setiap anggotanya juga berada dalam keadaan keseimbangan. Daya-

daya dalam struktur boleh dianalisis dengan cara mengasingkan setiap anggota dan

menentukan daya-daya yang bertindak pada sambungan. Bab ini amat penting kerana

member latihan mengenai cara-cara melukis gambarajah badan bebas berpandukan

hukum ketiga Newton dan persamaan keseimbangan. Hukum ketiga Newton

Menyatakan setiap tindakan akan disusuli oleh tindak balas yang sama tetapi

bertentangan arah

Pertimbangkan contoh daya-daya luar dan dalam yang bertindak pada struktur

seperti rajah dibawah.

JKM,POLIMASSHAIFUL ZAMRI


Gambarajah badan bebas

Daya-daya dalam ( tindak balas pada sambungan)



Kekuda

Kekuda ialah sejenis struktur yang dibina daripada anggota dua daya yang

bersambung ke anggota lain dihujungnya. Anggota-anggotanya lurus dan dianggap

ringan. Sambungan dihujung biasanya menggunakan cemat supaya tindakbalas yang

berlaku hanyalah daya-daya sahaja dan tiada gandingan.

Apabila anggota-anggota kekuda berada pada satu satah, kekuda ini dikenali

sebagai kekuda sesatah. Kekuda sesatah biasanya digunakan untuk menyokong

jambatan atau bumbung. Rajah dibawah menunjukkan beberapa jenis kekuda sesatah

yang 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 kebebasan

pengembangan dan pengecutan kepada kekuda ini.



Untuk mereka bentuk setiap anggota dan sambungan pada kekuda, tiga andaian

penting diperlukan, iaitu:

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 perlu

dimasukkan dalam analisis, maka satu andaian lain harus disekalikan. Andaian tersebut

ialah separuh daripada berat setiap anggota akan diambil sebagai daya tindakan pada

sambungan setiap anggotanya.

Apabila andaian-andaian ini telah dilakukan, setiap anggota kekuda boleh dianggap

sebagai anggota dua daya .Oleh sebab itu daya-daya yang bertindak pada sambungan

dihujung anggota adalah

Disepanjang paksi anggota berkenaan. Jika daya tindakan melakukan pemanjangan

anggota, ia dinamai daya tegangan. Jika daya ini memendekkan anggota, ia dinamai

daya mampatan.



Kaedah Sambungan atau Sendi

Kajian kekuda dengan menggunakan Kaedah Sambungan atau Sendi adalah

untuk memenuhi keadaan keseimbangan daya-daya yang bertindak keatas cemat

disetiap sambungan. Oleh sebab kekuda ini berada dalam keadaan keseimbangan,

maka daya-daya yang bertindak keatas setiap anggota dan sambungan ini juga berada

dalam keseimbangan.

Untuk menyelesaikan masalah dengan kaedah ini, berikut diberikan penerangan

ringkas 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 atau

mampatan.

b) Untuk pengiraan daya-daya, pilih sambungan yang mempunyai sekurang-

kurangnya satu nilai daya yang diketahui dan paling maksimum dua daya yang

tidak diketahui. Ini kerana hanya dua persamaan sahaja yang digunakan disetiap

sambungan yang dipilih iaitu:

c) Jika sambungan yang dipilih itu berada pada salah satu daripada sambungan

bingkai kerja kekuda (contohnya sambungan cemat atau pengguling yang

menyokong keseluruhan kekuda), Perlulah dapatkan dahulu tindak balas daya-

daya luar pada penyokong kekuda ini menggunakan tiga persamaan

keseimbangan,



Pertimbangkan kekuda dalam rajah dibawah

Andaian daya-daya yang bertindak disetiap anggota dan sendi ialah

M = mampatan

T = tegangan

Ax, Ay dan G = daya-daya luar oenyokong

FAB = daya tindakan disepanjang anggota AB



Perhatian : 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 pada

penyokong iaitu:



Daya-daya pada sambungan sendi

Daya-daya yang bertindak disetiap sendi ini boleh ditentukan dengan persamaan,

Diingatkan bahawa daya-daya yang bertindak pada sambungan atau sendi dalam rajah

diatas adalah andaian semata-mata. Arah yang sebenar akan diperolehi apabila daya-

daya ini selesai dengan persamaan keseimbangan. Jika nilai magnitud yang diperolehi

adalah positif (+), ini menunjukkan arah andaian itu betul. Jika sebaliknya, iaitu negatif

(-), ini menunjukkan arah bertentangan dengan arah andaian.



Contoh 1

Determine the force in each member of the truss show below and indicate whether the members are in tension or compression.



Tugasan

Determine the force in each member of the truss show below and indicate if the members are in tension or compression.



Contoh 2



Contoh 3

Tentukan daya-daya dalam setiap anggota kekuda dengan menggunakan kaedah sendi. Nyatakan juga sama ada ia berkeadaan tegangan ataupun mampatan.



Contoh 4

Dapatkan daya-daya yang bertindak pada anggota kekuda simetri ini. Nyatakan juga sama ada ia jenis tegangan atau mampatan.



Contoh 5



Contoh 6

Tentukan anggota-anggota daya sifar pada kekuda ini



Contoh 7



Bingkai dan mesin

Ialah dua jenis struktur yang biasanya disambung dengan sambungan cemat dan anggota-

anggotanya menanggung lebih dari dua daya atau dinamai anggota berbilang daya. Daya-daya

luar yang bertindak keatas anggota-anggotanya sama ada disambung atau pada mana-mana

kedudukan disepanjang anggota berkenaan. Penyelesaian struktur ini tidak boleh dilakukan

seperti kes kekuda, kerana daya-daya tindak balas kekuda hanya diambil kira pada sambungan

sahaja. Sistem daya yang bertindak pada anggota berbilang daya ini adalah dalam dua

damensi. Untuk keseimbangan static bagi system daya-daya ini, ia perlu memenuhi persamaan

berikut,

∑FX = 0, ∑FY = 0, ∑MA = 0,

Daya-daya yang bertindak disambungan dan penyokong boleh ditentukan dari persamaan

keseimbangan ini untuk setiap anggota.

Bingkai

Bingkai ialah sejenis struktur tegar yang dibina untuk menyokong beban dan ia berada dalam

keadaan 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

Tentukan magnitud dan arah daya tindak balas dicemat A dan D untuk bingkai dalam rajah dibawah



Contoh 9

Kirakan daya-daya yang bertindak di penahan A, cemat B dan C, pada anggota DE



Contoh 10

Dapatkan daya tindak balas yang bertindak penyokong A dan D serta pada semua

sambungan cemat bingkai ini.



Mesin

Mesin ditakrifkan sebagai struktur yang dibina untuk memindahkan beban dengan cara

mengubah magnitud dan arah daya tindakan. Ia tidak tegar kerana mempunyai

bahagian-bahagian yang bergerak, dan bertujuan memindahkan daya masuk kepada

daya keluar. Dalam bidang statik, masalah yang berkaitan dengan mesin hanya

tertumpu kepada keseimbangan struktur yang terdiri daripada anggota berbilang daya.

Bentuk mesin adalah setara dengan bingkai. Dengan itu analisa daya adalah sama

dengan analisis daya pada bingkai. Mesin boleh terdiri daripada peralatan mudah

seperti playar atau mekanisme yang lebih rumit dan melibatkan pelbagai daya dalam.



Contoh 11

Daya P bertindak pada pemegang gunting untuk memotong kepingan logam. Jika daya

pada mata pemotong C ialah 300N menegak, dapatkan magnitud daya P yang perlu

dikenakan dipemegang A dan tindak balas disambung cemat B.


bab 4.ok kkkkkkkkkkkk student

Education