X. TEGNGN GESER 10.1. engertian Tegangan Geser Tegangan geser merupakan tegangan yang bekerja sejajar atau menyinggung permukaan. erjanjian tanda untuk tegangan geser sebagai berikut: Tegangan geser yang bekerja pada permukaan positif suatu elemen adalah positif apabila bekerja dalam arah positif dari salah satu sumbu-sumbu positif dan negatif apabila bekerja dalam arah negatif dari sumbu-sumbu. Tegangan geser yang bekerja pada permukaan negatif suatu elemen adalah positif apabila bekerja dalam arah negatif sumbu dan negatif apabila bekerja dalam arah positif. 10.. rinsip Tegangan Geser Sifat-sifat suatu bahan dalam keadaan geser dapat ditentukan secara eksperimental dari uji-uji geser langsung (direct shear) atau puntiran (torsion). Ujiuji yang kemudian dilakukan dengan memuntir pipa-pipa berongga, sehingga menghasilkan suatu keadaan geser murni. 15
Gambar 10.1. Diagram Tegangan Geser Sebagai suatu contoh dapat dilihat pada sambungan baut. Tegangan geser pada baut diciptakan olah aksi langsung dari gaya-gaya yang mencoba mengiris bahan. Tegangan geser dapat diperoleh dengan membagi gaya geser terhadap luas. F s Dimana, τ = Gaya geser (Ma) = luas bidang geser Gambar 10.. Tegangan Geser pada Baut Bagian awal dari diagram tegangan-regangan geser sebuah garis lurus, seperti dalam keadaan tarik. Untuk daerah elastis linier, tegangan geser berbanding lurus dengan regangan geser, jadi diperoleh persamaan berikut bagi hukum Hooke untuk keadaan geser. τ = Gγ Dimana, τ = Tegangan geser (Ma) G = Modulus geser (N/m ) γ = Regangan geser (rad) Tegangan geser pada permukaan-permukaan yang berhadapan besarnya sama tapi arahnya berlawanan. Tegangan geser pada permukaan-permukaan yang saling tegak lurus besarnya sama tetapi memiliki arah-arah yang sedemikian rupa sehingga 16
kedua tegangan mengarah ke, atau menjauhi garis perpotongan kedua permukaan Tegangan ijin = tegangan leleh faktor keamanan 17
Contoh-Contoh Soal Dan embahasannya 1. Sebuah sambungan terlihat seperti gambar, jika = 0 kn carilah tegangan geser yang terjadi pada a-a. cos 45 o 1.10 00 00 0.5Ma. Struktur baja karbon rendah seperti gambar, diameter 5 mm tegangan geser maksimum 00 Ma dan tebal bahan 10 mm. Jika modulus elastisitas 80 GN/m, carilah regangan geser saat tegangan geser yang diberikan 150 Ma. 10 mm 5 mm 6 6 5100010 10 kn 5 Untuk mencari regangan yang terjadi saat = 150 Ma 18
G 6 15010 0.00176rad 8510 9. Suatu kayu disambungkan seperti gambar, carilah tegangan geser yang dialami oleh sambungan lem ini 40 mm 75 40 kn 40 kn F h F v o 5040cos75 5040 o cos75 0 0. 69 o 5040sin 75 5040 o 4010 sin15 0 Dari persamaan (1) dan () diperoleh (1). () 19.Ma 4. Sebuah shaft dan puli pada sebuah lubang kunci seperti yang diperlihatkan pada gambar, gaya putar T pada puli 1 knm, kunci berukuran 10 mm x 10 mm x 75 mm. Carilah tegangan geser yang terjadi pada penampang kunci. 19
100010 F5 M o F 40kN 7510 F h 4010 0 5. Ma [Tegangan Geser] 5. Sebatang baja siku dilas pada sebuah plat baja. Tegangan geser yang diijinkan adalah 140 Ma dan besarnya leg 10 mm.tentukan panjang pengelasan minimum pada baja siku tersebut agar dapat menahan beban maksimum sebesar 180 kn. Diketahui: Ditanya: L = 140 Ma Leg (l) = 10 mm = 180 kn L l sin 45L 18010 6 6 10sin 45 140 7.0710 90.9m 6. Dua buah pelat dengan ketebalan sama disambungkan dengan dua sisi pengelasan. Tentukan tegangan geser maksimum dalam pengelasan. Diketahui: = 00 kn a = 5 mm b = 0 mm Ditanya: 140
cos 45 cos 45 0010 0.707 ab 50 94Ma 7. Dua buah plat baja yang tebalnya masing-masing 10 mm dan 1 mm disambung dengan menggunakan paku keling berdiameter 0 mm. Gaya yang bekerja besarnya 145 kn/m, jarak pitch adalah 80 mm. Hitung tegangan maksimum yang diijinkan pada sambungan. 8014510 Tegangan geser = Tegangan dukung = Tegangan tarik = 1 5 4 1.5 80 14510 5 10 1.5 690N / mm 80 14510 10 80 1.5 Jadi tegangan maksimumnya 690 N/mm 10791N / mm 151N / mm 8. enyambungan balok dengan perekatan seperti pada gambar di bawah ini memiliki beban 1.4 kn, penampang tiap batang 40 x 40 mm dan panjang perekatannya 150 mm.berapa tegangan geser rata-rata yang terjadi pada balok tersebut? 141
1 1 1.4 10 150 90 0.5Ma 9. Dari gambar berikut ini, tentukan beban yang diijinkan, jika tegangan kerja ijin 80 Ma. Throat ukuran minimum penampang pengelasan =leg (b) sin 45 Luas pengelasan efektif = l b sin 45 80 1 = 175 x 10 sin 45 = 17 mm N / mm 17mm 198kN 10. Jika sambungan baut dikenai beban aksial tarik sebesar 0 kn dan diameter baut 10 mm. Tentukan nilai rata-rata tegangan geser pada bidang a-a atau b-b. 1 4 78. 6 10 mm Luas bidang a-a atau b-b : Gaya yang bekerja pada bidang a-a = ½(0 x 10) = 15 kn Jadi, nilai rata-rata tegangan geser pada bidang : 1510 78.6 19Ma 14
Latihan Soal 1. ada pembuatan sebuah lubang berdiameter 5 mm pada pelat baja dengan tebal 1 mm. pukulan pada gambar di bawah ini menyebabkan pelubang baj silindris tergeser keluar dari pelat. Hitung gaya F yang dibutuhkan jika kekuatan geser batas baja 100 Ma!. Sebuah paku rivet mendapat gaya seperti pada gambar, diameter 0 mm dan = 45 kn, berapa tegangan rata-rata yang terjadi pada sambungan.. Hitunglah jumlah paku keling yang dibutuhkan pada kedua sambungan pelat baja berikut ini! pabila diameter paku keling 15 mm dan kekuatan sambungan 10 Ma. 14
4. Suatu ikatan rantai yang khas ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Sabuksabuk samping tebalnya 10 mm lebar 40 mm antara pasak-pasak dan lebarnya 60 mm melewati pasak. Diameter pasak yang dihaluskan 15 mm dan mengikat kencang. Bushing digunakan untuk tempat sabuk sebelah dalam. Hitunglah tegangan satuan dalam arah geser, dukung dan tarik pada ikatan apabila ikatan rantai mengalami tarikan 15 kn. 5. Hitung harga beban maksimum ikatan rantai pada soal nomor 4. pabila sabuk samping terbuat dari baja struktur yang mempunyai tegangan dukung yang diijinkan 50 Ma, tegangan tarik yang diiijinkan 15 Ma dan tegangan geser yang diijinkan pada pasak 50 Ma. Satu tembakan yang tepat adalah hasil dari ratusan tembakan yang meleset. (nonim) 144