TransformasiTegangan Keadaantegangansecaraumum

Transkripsi

1 TransformasiTegangan Keadaantegangansecaraumum Mekanika Kekuatan Material STTM, 2013

2 KeadaanTeganganUmum Keadaan tegangan secara umum(3 dimensi) Sebelumnyadianggapteganganarahz (σ x,τ yz danτ xz adalahnol)

3 KeadaanTegangan3 Dimensi Dapat dipilih suatu sumbu hingga pers tsb menjadi Makaσ a, σ b danσ c adalahtegangan2 utama, a, b danc adalahsumbu2 utama

4 LingkaranMohr untukkeadaan tegangan3 dimensi Tegangan utama Lingkaran Mohr untuk keadaan tegangan umum ElemenQ diputarthdsumbuc

5 KriteriaYield untukmaterial uletakibat teganganbidang Dalam perancangan mesin, elemen mesin yang terbuat dari material ulet dirancang sedemikian sehingga material tidak mengalami yield pada pembebanan yang mungkin terjadi selama operasi mesin Tegangan bidang Keadaan tegangan uniaxial Material aman selama σ x < σ y material ulet Tegangan2 utama Keadaan tegangan bidang?

6 KriteriaTeganganGeserMaksimum Kriteria ini didasarkan pada pengamatan bahwa yield pada material ulet disebabkan slip pada material sepanjang permukaan miring dan terutama disebabkan tegangan Geser Menurut kriteria ini, material akan aman selama nilai maksimum tmax dari tegangan geser pada komponen tetap lebih kecil dari nilai tegangan geser dari spesimen uji tarik dari material yang sama ketika spesimen mulai mengalami yield Jika tegangan utama bertanda sama Jika tegangan utama bertanda berlawanan Komponen aman selama berada dalam daerah berarsir Kriteria ini disebut juga kriteria Tresca

7 KriteriaEnergiDistorsiMaksimum Kriteria ini didasarkan pada penentuan energi distori pada suatu material Sebuah komponen struktur akan aman selama nilai maksimum energi distori per satuan volume pada material tersebut lebih kecil dari energi distori per satuan volume yang di perlukan untuk menyebabkan yield pada spesimen uji tarik material tersebut Energi distorsi Pada uji tarik Batas batas kriteria yield Von Mises

8 KriteriaKegagalanpadamaterial getas akibatteganganbidang Pada material getas, ketika dibebani pada uji tarik, gagal tanpa melalui yield. suatu komponen mesin yang terbuat dari material getas dan mengalami tegangan tarik uniaksial, nilai tegangan normal yang menyebabkan kegagalan ini adalah sama denganteganganultimatσ u darimaterial padaujitarik.

9 KriteriaTeganganNormal Maksimum Menurut kriteria ini, suatu komponen struktur akan gagal jika tegangan normal maksimum pada komponen tersebut mencapaiteganganultimatσ U yang diperolehdariujitarikpada material yang sama Disebut juga kriteria Coulomb Kriteria ini mempunyai kelemahan karena menganggap tegangan ultimat berharga sama untuk keadaan tarik dan tekan

10 KriteriaMohr Lingkaran Mohr untuk keadaan tegangan jika dibebani dengan beban tarik dan beban tekan σ UT danσ UC masing-masingadalahkekuatan ultimat pada uji tarik dan uji tekan. Ilustrasi Kriteria Mohr untuk material getas

11 Ilustrasi Keadaan tegangan bidang seperti gambar terjadi pada titik kritis suatu komponen mesin terbuat dari baja. Sebagai hasil uji tari, diketahui bahwateganganyield tarikadalahσ Y =250 Mpa untuk grade baja yang digunakan. Tentukan faktor keamanan terhadap yield menggunakan: a. Kriteria tegangan geser maksimum b. Kriteria energi distorsi maksimum

12 Solusi Tegangan-tegangan utama a. Kriteria tegangan geser maksimum b. Kriteria energi distorsimaksimum

13 Teganganpadatangkitekan berdindingtipis Asumsi distribusi tengan pada tangki tekan berdinding tipis

14 Tangkitekansilindris DBB dinding tangki untuk menentukan hoop stress σ 1 DBB untuk menentukan Longitudinal stress, σ 2

15 LingkaranMohr

16 Tangkitekanbola DBB dinding bola

17 Contoh Tangki udara tekan AB mempunyai diameter dalam 450 mm dan ketebalan dinding seragam sebesar 6 mm. jika diketahui tekanan terukur di dalam tangki adalah 1,2 MPa, tentukan tegangan normal maksimum dan tegangan geser dalam bidang(in-plane) maksimum pada titik a di atas tangki