unit 1 ( tegasan ricih )

8/6/2019 Unit 1 ( tegasan ricih )

1/17

TEGASAN RICIH

OBJEKTIF AM: Di akhir unit ini pelajarakan dapat mempelajari , memahami dan menyelesaikan masalahtegasan ricih, terikan ricih dan modulus ketegaran.

OBJEKTIF KHUSUSSelepas mengikuti unit 1, pelajar dapat:

Menafsirkan tegasan ricih, terikan ricih dan modulus ketegaran.

Menulis persamaan untuk tegasan ricih, terikan ricih danmodulus ketegaran.

Menandakan kegagalan ricih pada bol dan rivet.

Mencari tegasan ricih bagi bol atau ribet, serta mencari modulusketegaran pada plat

Menyelesaikan masalah tegasan ricih, terikan ricih dan modulusketegaran.

1.0 PENGENALAN

C3007-Mekanik Struktur Disediakan oleh Sharina Abdul Latiff & Noriza Awang Kechik

C3007/unit1/TEGASAN RICIH1


2/17

Sambungan adalah komponen yang menyambung sesuatuanggota untuk membentuk kerangka struktur. Sambungandiperlukan untuk memindahkan berbagai-bagai bentuk beban dan

momen. Ia mesti direka bentuk agar tidak gagal menanggungbeban dan momen. Dari segi teori, sesuatu sambungan pasti akanmengalami tindakan salah satu ataupun gabungan daya-dayaberikut:

i. Daya paksiii. Daya ricihiii. Daya teganganiv. Momen

Jenis-jenis sambungan yang banyak digunakan dalam

pembinaan ialah bolt, rivet dan kimpalan. Walaubagaimanapundalam bab ini kita hanya akan membincangkan sambungan bolt danrivet yang mengalami daya ricih sahaja.

INPUT 1




3/17


4/17

bertentangan arah . Anggapkan bungkah ini dibahagikan kepadadua bahagian oleh satu satah ufuk khayalan, katakana x 1 dan x 2 .Bahagian atas akan cuba untuk menggelungsur di bahagian bawah.

satah tersebut. Bahagian di kedua-dua satah khayalan tersebutdikatakan berada di bawah tindakan ricih . Tegasan yangditerbitkan adalah tegasan ricih . Bagi tegasan ricih, arah tindakanadalah sama dengan arah daya yang brtindak.

Satah ufuk khayalan x 1 dan x 2 adalah satah ricihan .

Fx 1 x 2

F

Rajah 1.3 : Tindakanricih disebabkanoleh daya F

Di dalam bidang Kejuruteraan Awam, Tegasan ricih timbuldalam banyak keadaan, tetapi di dalam unit ini akan ditekankankepada plat, bolt dan rivet sahaja.

AKTIVITI 1.1

Pertimbangkan kes-kes di bawah. Dimanakah wujudnya satah

ricihan?




5/17

Soalan 1.1

F F

F F

Soalan 1.2

F

FF

F F

1.1.1Unit Tegasan Ricih

Tegasan ricih ditakrifkan sebagai keamatan daya yangbertindak secara tangen kepada sebarang permukaan yangakan memgalami gelongsoran atau ricihan. Contohnya padarajah 1.3, sekiranya satah gelinciran x 1 dan x 2 mempunyaikeluasan A maka tegasan ricih adalah nisbah bagi daya Fyang bersudut tepat (tengen) dan luas permukaan ricihan ;

Tegasan ricih = Daya /Luas




6/17

= F/AUnit = N/mm 2

1.1.2 Tegasan ricih tunggal

Tegasan ricih tunggal terbentuk apabila terdapat hanyasepasang daya yang bertentangan arah yang bertindak padasesuatu sambungan.

Contoh 1.1

Dua keping plet keluli disambungkan dengan menggunakan rivetyang berdiameter 1.5 cm. Jika daya tegangan yang dikenakan ialah30 kN, anggarkan tegasan ricih di dalam rivet.

30kN30kN

Penyelesaian

Daya 30 kN yang dikenakan meyebabkan bahagian rivet atas satahx 1x 2 cuba menggelongsor pada bahagian bawah satah. Daya ricih 30kN dipindahkan pada permukaan x 1x 2 yang ditandakan dengan garisputus-putus seterusnya menerbitkan tegasan ricih.

x 1 x 2 30kN30kN

Tegasan ricih = Daya / luas

. = F / A




7/17

( )4

5.1/30

2

kN =

=16.98kN/cm 2

(Tukarkan kedalam unit kN/m2

)

Contoh 1.2

Dua batang kayu disambung dengan menggunakan sebatang boltberdiameter 13mm seperti di bawah. Tentukan:

i. tegasan ricih dalam kayuii. tegasan ricih dalam bolt

10kN 20mm 10kN

20mm

30mm 30mm

80

mm

Penyelesaian

30mm x x

20mm y y

satah luasan = 20x30mm 2

Ricihan berlaku pada satah xx dan yy seperti rajah di atas




8/17

i. Keluasan ricihan yang berlaku dalam kayu ialah keluasansatah xx dan satah yy

Oleh itu keluasan ricihan = 2 x 20x10-3

x 30x10-3

m2

= 1.2x10 -3m 2

23

3

102.1

1010

m N

kayu

=

26 /1033.8 m N kayu =

2/33.8 mMN kayu =

ii. Tegasan ricih dalam bolt = A F

( )2

23

3

/

4

1013

1010m N

pbolt

=

26 /1034.75 m N bolt =

2/34.75 mMN bolt =

1.1.2 Tegasan ricih Ganda

Tegasan ricih kembar terjadi apabila terdapat lebihdaripada sepasang daya yang bertentangan arah bertindakpada sesuatu sambungan. Keadaan ini timbul apabila terdapatlebih daripada dua anggota yang disambungkan.

Contoh 1.3

Tiga keping plat keluli ditindih-tindihkan dan dirivetkan dengan rivetyang berdiameter 1.5cm. Jika beban tegangan yang dibawa ialah50kN, anggarkan tegasan ricih di dalam rivet.

25kN

50kN




9/17

25kN

Penyelesaian

a a

b b

Disebabkan daya tegangan yang dikenakan, terdapatkecenderungan dalam rivet untuk tericih melintangi satah sepertiyang ditunjukkkan dalam rajah dengan garis putus-putus di keratanaa dan bb. Luas yang menahan ricih ialah dua kali ganda luaskeratan rentas rivet di mana luas rivet ialah:

( ) 232 10177.00015.04

m x A ==

Jadi purata tegasan ricih dalam rivet ialah

A

F =

3

3

10177.0

1025

=

x x =141 MN/m 2

Contoh 1.4

Tiga plat disambung dengan dua rivet seperti rajah di bawah. Jikategasan ricih dalam rivet tidak boleh melebihi 80MN/m 2 , tentukangarispusat rivet.

10kN 10kN




10/17

10kN 10kN

Penyelesaian

5kN luas ricih A

10kN5kN

luas ricih B

Ricih di atas mengalami ricih berganda dan terdapat dua rivet, oleh

itu luas ricihan ialah =4

22 2d =A

A F

=

oleh itu4

22

10101080

2

36

d

=

6

32

1080

1010

=

md

d=6.31mm

AKTIVITI 1.2




11/17


12/17

20mm

INP

UT 2

1.2 TERIKAN RICIH

Dibawah tindakan tegasan ricih, ia tidak berkecenderunganuntuk memanjang atau memendek pada arah x, y dan z. Dengankata lain panjang sisi unsur tidak berubah sebaliknya tegasan ricihmenghasilkan perubahan bentuk unsur

seperti yang ditunjukkan dalam rajah 1.4b. Unsur asal bentukkiub berubah menjadi selari serong. Sudut ialah satu ukuranherotan atau perubahan bentuk unsur yang dipanggil terikanricih . Sudut adalah diuklur dalam radian, oleh itu tidakmempunyai dimensi.

y a b

xz d c

Rajah 1.4 a Rajah 1.4 b




13/17

Contoh 1.6

Satu pad galas seperti rajah di bawah terdiri daripada satu bahan

anjal lelurus yang tebalnya 1cm dilekatkan dengan satu plat kelulitegar berdimensi 3mm x 4mm. Plat keluli ini ditindaki oleh satudaya ricih mendatar 45kN. Tentukan tegasan ricih purata dalambahan anjal tersebut dan anjakan mendatar d plat keluli.

4cmd

3cm v

1cm

Penyelesaian

Tegasan ricih purata ialah daya V dibahagi dengan keluasan dimana ia bertindak;

cmcmx

kN purata 34

45=

= 3.75kN/cm 2

1.3 MODULUS KETEGARAN




14/17

Nisbah tegasan ricih berbanding dengan terikan ricihdinamai modulus keanjalan dalam ricih. Oleh itu:

G= /

G juga dikenali sebagai modulus ketegaran atau modulus ricih.Modulus ricih adalah sama dengan modulus Young, E, untuktegangan dan mampatan terus. Untuk kebanyakkan bahan, Eadalah lebih kurang 2.5 kali ganda G.

AKTIVITI 1.3

Soalan 8

Tiga plat keluli disambungkan dengan menggunakan dua rivetseperti ditunjukkan dalam rajah. Jika garispusat rivet ialah 15mm

dan tegasan ricih muktamad dalam rivet ialah 210MPa, apakah dayaP yang diperlukan bagi menyebabkan rivet tersebut gagal dalamricihan?




15/17

LATIHAN KENDIRI

Soalan 1

Penyambungan yang ditunjukkan dalam rajah adalah terdiridaripada lima plat setebal 6mm setiap satu yang disambungkandengan satu bolt bergaris pusat 8mm. Jumlah beban yangdipindahkan di antara ini ialah 3.56kN teragih diantara plat sepertiditunjukkan. Kira tegasan ricih maksima dalam bolt denganmengabaikan kesan geseran diantara plat-plat.

Soalan 2

Tiga keping kayu diglukan antara satu sama lain dan juga kepenyokong tegar (lihat rajah). Satu daya P=14kN menarik kepingankayu yang di tengah. Keratan rentas setiap keeping kayu ialah3.8cm x 8.9cm dan panjang permukaan yang diglukan ialah 15cm.Apakah tegasan ricih tegasan ricih purata dalam sambungan glu?




16/17

p

15cm 8.9cm

Soalan 3

Satu pad galas elastometer terdiri daripada dua keeping plat keluli

yang terlekat ke elastometer kloroprena (kloroprena adalah sejenisgetah tiruan) ditindak oleh satu daya ricihV dalam satu ujian static(lihat rajah). Pad adalah berdiameter a=150mm dan b=250mm dantebal elastometer t=50mm. Apabila V bersamaan dengan 12kN,didapati plat atas teranjak secara sisi 8mm berbanding dengan platbawah. Apakah modulus keanjalan ricih G bagi elastrometer?

ba

V

t




17/17

BAHAN RUJUKAN

1. Kekuatan Bahan 1983G.H. Ryder

Universiti Pertanian MalaysiaMc Millan Publishers (M) Sdn. Bhd.

2. Struktur Kerja Keluli,Rekabentuk Menurut Teori Keadaan Had - 1991

Terjemahan Shahrin b. Mohamad & Abdul Karim b. MirasaUniversiti Teknologi Malaysia

3. Kajidaya bahan 1989Mohamad Rashid b. Nabi BaxU.T.M.

4. Mekanik Bahan 1997Penterjemah Ahmad Zafri b. Zainudin

Muhammad Her b. JantanYahaya b. Ramli

U.T.M.

5. Pengenalan Mekanik Bahan 1992Mohd. Zamin b. JumaatDewan Bahasa & Pustaka

6. Mechanics of Materials 1984H.J. HearnRobert Maxwell, M.C.

7. Theory and Problems of Strength Materials 1990William A. NashSchaums Outline Series, Mc Graw-Hill



unit 1 ( tegasan ricih )

Documents