Faktor Faktor YAng mempngaruhi Lendutan

(1)

MAIMU MEDIA Thursday, July 18, 2013 Pengertian Defleksi

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Teknologi yang semakin maju dan canggih di era ini mungkin sudah menjadi hal yang tidak asing bagi civitas akademika, khususnya bagi yang mengambil jurusan teknik mesin. Di era sekarang ini mungkin sudah banyak perangkat-perangkat lunak yang mudah aplikasinya, hanya dengan desain langsung pemodelan maka informasi yang didapat bisa sekaligus, bahkan jenis material sekalipun bisa diatur dalam perangkat lunak tersebut hanya dengan beberapa klik kemudian informasi yang dibutuhkan akan segera muncul. Berkaitan dengan teknik mesin, banyak sekali ilmu yang wajib dipelajari, dari mulai rancang konstruksi, struktur sasis otomotif, konstruksi crane/alat angkat, dan banyak lagi yang lainnya. Diantara jenis ilmu tersebut ada yang selalu berkaitan dengan defleksi/lendutan dimana kontruksi crane didesain untuk mengangkat beban dan akan terjadi lendutan konstruksi tersebut pada saat mengangkat beban, dimana kendaraan otomotif akan terjadi lendutan jika melewati jalan berlubang pada kaki-kakinya, dan lain sebagainya.

Pada dasarnya ilmu perhitungan lendutan mungkin mudah didapat hanya dengan perangkat lunak desain, hanya dengan klik-klik saja, spesifikasi desain yang diinginkan sudah didapat informasinya. Tetapi sebagai civitas akademika yang baik, ilmu-ilmu perumusan/perhitungan seperti perhitungan defleksi tetap harus dipelajari dengan baik, karena dari sini semua basic ilmunya didapat. Dan dengan mempelajari ilmu basic maka akan dengan mudah ketika mengaplikasikan perhitungan tersebut ketika ditemukan dilapangan.

Perhitungan defleksi ini identik dengan spesifikasi baja yang digunakan, profil baja, maka dengan itu, dibutuhkan pula data spesifikasi dari material yang digunakan agar pada saat perhitungan didapat hasil yang baik dan siap diaplikasikan.

(2)

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

a. Menentukan serta mengetahui besarnya defleksi yang terjadi pada suatu batang segi empat dengan jenis material yang berbeda dan variasi jarak pada tumpuan.

b. Membandingkan hasil defleksi secara teoritis dengan eksperimental.

1.3 Manfaat Penelitian

Manfaat penelitian ini diharapkan dapat memberi gambaran bagaimana defleksi itu terjadi dan akibat yang ditimbulkan., serta dapat menghitung defleksi yang terjadi pada sebuah perencanaan desain konstruksi.

BAB II

LANDASAR TEORI

1. Dasar Teori Defleksi

Pada konstruksi teknik, hampir dipastikan semuanya memerlukan perhitungan-perhitungan yang baik agar desain yang dibangun dan saat diaplikasikan benar-benar kuat dan berfungsi. Hal-hal tersebut berkaitan dengan gaya-gaya yang menjadi tanggungan desain konstruksi tersebut. Saat menerima gaya, konstruksi akan mengalami defleksi sesuai dengan gaya yang diterima dan jenis material yang digunakan untuk konstruksi tersebut.

Defleksi adalah perubahan bentuk pada balok dalam arah y akiat adanya pembebanan vertikal yang diberikan kepada balok atau batang tersebut. Defleksi diukur dari permukaan netral awal ke posisi netral setelah terjadi deformasi.

Gambar 1.

(3)

Jarak perpindahan y didefinisikan sebagai defleksi balok. Pada kriteria kekuatan, desain beam haruslah cukup kuat untuk menahan gaya geser dan momen lentur, sedangkan pada kriteria kekakuan, desain haruslah cukup kaku untuk menahan defleksi yang terjadi agar batang tidak melendut melebihi batas yang telah diizinkan.

Adapun hal-hal yang dapat mempengaruhi besar kecilnya defleksi adalah

a. Besar dan jenis pembebanan.

b. Jenis tumpuan.

c. Jenis material.

d. Kekuatan material.

Salah satu faktor yang sangat mempengaruhi besar kecilnya defleksi adalah jenis tumpuan, dan berikut adalah beberapa jenis tumpuan yang sering digunakan:

a. Tumpuan Jepit.

Tumpuan jepitan merupakan tumpuan yang dapat menahan momen dan gaya dalam arah vertikal maupun horizontal.

b. Tumpuan Engsel.

Tumpuan engsel merupakan tumpuan yang dapat menahan gaya horizontal maupun gaya vertical yang bekerja padanya.

c. Tumpuan Rol.

Tumpuan rol merupakan tumpuan yang bias menahan komponen gaya vertikal yang bekerja padanya.

Salah satu factor yang mempengaruhi besarnya defleksi pada batang adalah jenis beban yang diberikan kepadanya, dan berikut jenis pembebanan :

a. Beban Terpusat

b. Beban Terbagi Merata

c. Beban Bervariasi Uniform

Adapun metode-metode yang dapat digunakan dalam perhitungan lendutan/defleksi pada balok yaitu :

a. Metode integrasi

b. Metode luas diagram momen

(4)

d. Metode energi

e. Metoda konyugat

Metoda integrasi dan metoda diagram momen digunakan untuk menganalisis hasil dalam penelitian ini. Untuk menyelesaikan masalahmasalah perhitungan defleksi, maka diperlukan syarat-syarat batas, antara lain :

a. Pada tumpuan jepit defleksi dan slope adalah sama dengan nol.

b. Pada tumpuan rol dan engsel, defleksi dan momen sama dengan nol.

c. Pada ujung bebas, momen lentur dan gaya geser sama dengan nol.

Untuk setiap batang yang ditumpu akan melendut apabila diberikan beban yang cukup besar. Lendutan batang disetiap titik dapat dihitung dengan menggunakan metode diagram atau cara integral ganda dan untuk mengukur gaya yang digunakan. Lendutan sangat penting dalam konstruksi terutama dalam konstruksi mesin. Dimana pada bagian-bagian terntentu seperti poros lendutan sangat tidak diinginkan, karena adanya lendutan maka operasi mesin menjadi tidak normal sehingga dapat menimbulkan kerusakan pada bagian mesin.

Elastisitas merupakan sifat yang menyebabkan sebuah benda kembali ke bentuk semula apabila gaya yang bekerja padanya dihilangkan. Sebuah benda yang kembali sepenuhnya kepada bentuk semula dikatakan elastic sempurna, sedang benda yang tidak kembali sepenuhnya kepada bentuk semula dikatakan elastic parsial. Dalam hal benda elastis sempurna, usaha yang dilakukan oleh gaya-gaya luar selama deformasi sepenuhnya

ditransformasikan menjadi energi potensial regangan, sedangkan dalam hal benda elastis parsial sebagian dari usaha yang dilakukan oleh gaya luar selama deformasi diubah ke dalam bentuk panas yang timbul dalam benda tersebut selama berlangsungnya deformasi non elastis. Sifat di atas dapat diamati melalui pengujian tarik, dimana tegangan berbanding lurus dengan regangan yang terjadi sampai pada batas yang disebut batas elastis dimana hukum Hooke masih berlaku.

2. Rumus-Rumus Persamaan yang Digunakan 2.1 Defleksi

Ada beberapa rumus yang digunakan dalam menghitung defleksi ini tergantung kepada jarak dimana beban bertumpu, untuk beban yang terletak ditengah-tengah panjang balok maka rumus perhitungannya sebaggai berikut :

(5)

∂ = Defleksi

P = Gaya (Newton)

L = Panjang batang (m)

E = Modulus Elastisitas (Pa)

I = Momen Inersia (N.m)

Rumus untuk posisi benda ketika berada di 1/3 dari panjang total

∂ = [3L2 –4a] ∂ = Defleksi

P = Gaya (Newton)

a = Panjang batang tertentu (m)

E = Modulus Elastisitas (Pa)

(6)

L= Panjang batang total (m)

2.2 Gaya

Untuk menghitung gaya, rumus yang digunakan adalah sebagai berikut :

P = m . g

Dimana : P = Gaya (N)

m = massa benda (kg)

g = gaya gravitasi (m/s²)

2.3 Momen Inersia (I)

Rumus yang digunakan untuk menghitung momen inersia adalah sebagai berikut :

Izz = bh3

Izz = Momen Inersia

b = lebar batang (m)

h = tinggi batang (m)

2.4 Momen Puntir

Rumus Momen puntir :

M = F x d

M = Momen Puntir (N.m)

F = Gaya (Newton)

(7)

BAB III

PRAKTIKUM

3.1 Bahan & Peralatan yang Digunakan

Pada praktikum pengujian defleksi kali ini metode yang digunakan adalah menguji defleksi dari batang yang diletakan diatas tumpuan dan diberikan beban dengan letak pembebanan ¼ dan ½ dari panjang batang. Dan berikut adalah peralatan dan bahan yang digunakan dalam praktikum pengujian defleksi ini :

-. Bahan, sebagai batang yang akan diberi beban, terdiri dari 2 macam material :

a. Baja karbon St60 dengan bentuk square bar dan dimensi sebagai berikut :

Modulus Elastisitas Baja (E) = 200 Gpa

b. Aluminium dengan bentuk square bar dan dimensi sebagai berikut :

Modulus Elastisitas Aluminium (E) = 80 Gpa

Sedangkan alat-alat yang digunakan untuk pengujian defleksi ini adalah :

a. Dial gauge dengan ketelitian 0,01 mm untuk mengukur besarnya lendutan/defleksi yang terjadi.

(8)

c. Tumpuan terdiri dari tumpuan jepit, engsel, dan tumpuan rol untuk menumpu batang uji selama pengujian defleksi.

d. Pembebanan dengan berat 500 gram dan 1000 gram

3.2 Prosedur Praktikum

Pada percobaan kali ini, dilakukan beberapa tingkat pembebanan yaitu dengan melakukan seting pembebanan pada jarak tertentu. Prosedur untuk melakukan percobaan ini adalah sebagai berikut:

1. Letakkan benda kerja yang sudah disiapkan pada posisi tumpuan dan penggaris serta dial gauge pada posisi peletakan beban

2. Kalibrasi load cell dan dial gage

3. Set pembebanan pada batang baja dan aluminium dengan jarak tertentu

4. Pada kapasitas tertentu yang telah ditentukan, amati dan catat parameter dibawah ini:

· Tinggi permukaan pada meteran

·

Besar pembebanan kiri dan kanan pada load cell

· Besar Defleksi linier pada dial

Ulangi langkah 1-3 dengan beban dan letak beban yang telah ditentukan.

Diagram percobaan defleksi dapat dilihat pada ragkaian dibawah ini :

(9)

Analisa data yang dilakukan dalam pengujian defleksi ini adalah untuk mengetahui besarnya momen yang terjadi serta besarnya defleksi yang terjadi pada batang setelah diberikan beban dengan berat beban yang berbeda serta jarak peletakan beban yang berbeda pula.

BAB IV

HASIL & PEMBAHASAN PRAKTIKUM 4.1 Hasil

Untuk menganalisa defleksi yang terjadi pada penelitian ini didasarkan pada hasil

perhitungan dan hasil pengamatan serta grafik hubungan antara jarak dengan defleksi yang terjadi. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan diperoleh beberapa hasil sebagai berikut :

(10)

Tabel 1 Hasil Pengujian Defleksi

Tekanan Terbaca Pada Tumpuan

4.1.2 Pengujian batang baja pada jarak ½ l(panjang batang) = 47.5 cm, m=1 kg, P=9.81 N, b= 3.2 cm, h=0.5 cm

No R

(11)

1 0.

4.1.3 Pengujian batang baja pada jarak ¼ l(panjang batang) = 23.75 cm, m=1 kg, P = 9.81 N, b= 3.2 cm , h= 0.5 cm

(12)

Ki ri

Ka nan

Pada Tumpuan Defl eksi

(13)

4.1.5 Pengujian batang aluminium pada jarak ½ l(panjang batang) = 31 cm, m=0.5 kg, P=4.905 N, b= 1.5 cm , h= 0.7 cm

No R Kiri

R Kan an

(14)

ssdh)

4.1.6 Pengujian batang aluminium pada jarak ½ l(panjang batang) = 31 cm, m=1 kg, P=9.81 N, b= 1.5 cm, h=0.7 cm

No R Kiri

R Kan an

(15)

Rata-Rata 0.129

4.1.7 Pengujian batang aluminium pada jarak ¼ l(panjang batang) = 15.5 cm, m=0.5 kg, P = 4.905 N, b= 1.5 cm , h= 0.7 cm

No R

(16)

cm 0.17

4.1.8 Pengujian batang aluminium pada jarak ¼ l(panjang batang) = 15.5 cm, m=1 kg, P = 9.81 N, b= 1.5 cm , h= 0.7 cm

N

Defle ksi (Dial )

∂ Batang

(17)

7 5 5 cm 0.396

5 0. 72

0.2 5

15 14. 55

0.4 5 cm

7.9*0 .05 = 0.396

Rata-Rata

0.45-0.396 = 0.054

0.0642

4.2 Pembahasan

Berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan, maka dapat dilakukan analisa yang terjadi pada balok dengan menggunakan persamaan-persamaan defleksi dengan rumus-rumus

persamaan yang terdapat pada BAB III. Kemudian dapat dilakukan pengolahan data sehingga diperoleh perbandingan antara hasil praktikum dengan teoritis.

Contoh perhitungan secara teoritis untuk pembebanan 0.5 kg dan 1 kg

Data tabel no 2 Pengujian batang baja pada jarak ½ L

L= 47.5 cm,

m=1 kg,

P=9.81 N,

b= 3.2 cm ,

h= 0.5 cm ,

E=200 GPa

Momen Inersia balok dapat dihitung sbb :

Izz = bh3

= x 3.2 x 10-2 (0.5 x 10-2)3

= x 3.2 x10-2 x 1.25 x 10-7

= 0.33 x 10-9

(18)

∂ = 9.81 x (0.95)3

/ 48 x 2 x 1011 x 0.33 x 10-9

∂ = 8.41 / 31.68 x 102 ∂ = 2.65 x 10-3

m

Menghitung ∑ Momen dan reaksi reksi pada tumpuan

RAx P Rbx

RAy RBy

∑Fx = 0

RAx – RBx = 0

RAx = RBx

∑Fy = 0

RAy + RBy - P = 0

RAy = P – RBy

∑ MA = 0

-P x ½ L + RBy x L = 0

-9.81 x 0.475 + 0.95 RBy = 0

RBy =

= 4.9 N

RAy = P – RBy

= 9.81 – 4.9

(19)

Pengujian batang aluminium pada jarak ½ L(panjang batang)

L = 31 cm,

m=1 kg,

P=9.81 N,

b= 1.5 cm,

h=0.7 cm

E=200 GPa

Momen Inersia balok dapat dihitung sbb :

Izz = bh3

= x 1.5 x 10-2 (0.7 x 10-2)3

= x 1.5 x10-2 x 0.343 x 10-6

= 0.042 x 10-8

Defleksi yang terjadi pada batang dapat dihitung dengan rumus :

∂ = 9.81 x (0.62)3

/ 48 x 8 x 1010 x 0.042 x 10-8

∂ = 1.449 x 10-3 m

Menghitung ∑ Momen dan reaksi reksi pada tumpuan

RAx P Rbx

RAy RBy

∑Fx = 0

RAx – RBx = 0

(20)

∑Fy = 0

RAy + RBy - P = 0

RAy = P – RBy

∑ MA = 0

-P x ½ L + RBy x L = 0

-9.81 x 0.31 + 0.62 RBy = 0

RBy =

= 4.9 N

RAy = P – RBy

= 9.81 – 4.9

= 4.9 N

Dari perhitungan secara teoritis, diperoleh beberapa sata sebagai berikut :

No Beban Jarak ∂ Baja ∂ Alumunium

1 1 kg ½ L 2.65 x 10-3 1.449 x 10-3

2 1 kg ¼ L 4.14 x 10-5 2.05 x 10-5

3 ½ kg ¼ L 2.074 x 10-5 1.116 x 10-5

4 ½ kg ½ L 1.327 x 10-3 7.24 x 10-4

Dari hasil perhitungan defleksi secara teoritis dan hasil praktikum (eksperimen) pada serta dari grafik hubungan antara jarak (x) dengan defleksi yang terjadi diperoleh bahwa besarnya defleksi secara eksperimen yang terjadi pada umumnya lebih besar jika dibandingkan dengan hasil perhitungan secara teoritis. Hal ini disebabkan oleh karena :

(21)

dihasilkan semakin kecil.

2. Terjadinya pergeseran material uji pada saat pengujian. Kejadian ini timbul oleh karena dengan adanya pembebanan yang diberikan menyebabkan batang mengalami pembengkokan sehingga batang bergeser dari kedudukan semula.

3. Ketidak presisian dari alat ukur yang digunakan dapat menyebabkan terjadinya penyimpangan hasil pengukuran.

4. Metode praktikum yang berbeda antara mahasiswa karena kekurangan bimbingan.

BAB V

Kesimpulan dan Saran 5.1 Kesimpulan

Dari hasil praktikum dan perhitungan analisa data, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

1. Defleksi yang diperoleh secara eksperimen melalui praktikum lebih besar jika dibandingkan dengan perhitugan defleksi teoritis baik pada.

2. Dari kedua jenis tumpuan yang digunakan, besarnya defleksi maksimum cenderung terjadi pertengahan batang.

5.2 Saran

Mudah-mudahan penelitian ini dapat menjadi dasar bagi peneliti-peneliti berikutnya yang tentunya akan menganalisis lebih jauh tentang perbandingan hasil yang diperoleh dengan pengamatan dan perhitungan dengan menggunakan material berbentuk balok segiempat dengan variasi tumpuan serta bimbingan yang lebih intensif dalam pelaksanaan praktikum-praktikum lainnya.

(22)

http://repository.unhas.ac.id/bitstream/handle/123456789/446/BAB%20%20II.pdf;jsessionid =435F427022DDAD59F28E281441A6D5F9?sequence=2

Beumer, B.J.M. (1980). Pengetahuan Bahan Teknik. Bharata Karya Aksara, Jakarta

Popov, E.P. (1993). Mechanics of Materials. Erlangga, Jakarta.

Timoshenko, S. (1986). Dasar-dasar Perhitungan Kekuatan Bahan. Restu Agung, Jakarta.

Posted by MAIMU MEDIA at 4:20 AM

Email ThisBlogThis!Share to TwitterShare to FacebookShare to Pinterest

No comments: Post a Comment

Newer PostOlder PostHome

Blog Archive

 ▼ 2013 (26)

o ▼ July (26)

 target costing

 penilaian kinerja manajemen

 Pengendalian mutu dan probabilitas

 pengertian manajemen persediaan

 pengertian anjak piutang

 makalah pancasila yang berketuhanan maha esa

 makalah peranan perbankan dalam pengembangan UMKM

 pengertian anti monopli dan persaingan usaha tidak...

 hukum hak - hak kosumen

 peran YLKI dalam melindungi konsumen

(23)

 pengertian bisnis online

 pengertian sewa guna usaha

 makalah array

 pengertian getaran

 pengertian uang ,bank dan kebijakan moneter

 pengertian permintaan penawaran ,harga dan keseimb...

 pengertian perilaku konsumen dan perilaku produsen...

 pengertian pendapatan nasional,indeks harga dan in...

 makalah korelasi dan regresi

 Pengertian ketenagaakerjaan ,pembangunan ekonomi,p...

 Kebijakan pemerintah di bidang ekonomi biaya produ...

 pengertian fungsi konsumsi dan tabungan

 Pengertian Defleksi

 Pengertian Apbn,Apbd Dan Kebijakan Fiskal

About Me

MAIMU MEDIA

View my complete profile

Travel template. Powered by Blogger.

(24)

Defleksi dan Hal-hal yang Mempengaruhi

A.pengertian

Defleksi adalah perubahan bentuk pada balok dalam arah y akibat adanya

pembebanan vertical yang diberikan pada balok atau batang. Sumbu sebuah batang akan

terdeteksi dari kedudukannya semula bila benda dibawah pengaruh gaya terpakai. Dengan

kata lain suatu batang akan mengalami pembebanan transversal baik itu beban terpusat

maupun terbagi merata akan mengalami defleksi. Unsure-unsur dari mesin haruslah cukup

tegar untuk mencegah ketidakbarisan dan mempertahankna ketelitian terhadap pengaruh

beban dalam gedung-gedung,balok lantai tidak dapat melentur secara berlebihan untuk

meniadakan pengaruh psikologis yang tidak diinginkan para penghuni dan untuk

memperkecil atau mencegah dengan bahan-bahan jadi yang rapuh. Begitu pun kekuatan

mengenai karateristik deformasi dari bangunan struktur adalah paling penting untuk

mempelajari getaran mesin seperti juga bangunan-bangunan stasioner dan penerbangan.

Hal-hal yang mempengaruhi terjadinya defleksi yaitu :

1.Kekakuan batang

Semakin kaku suatu batang maka lendutan batang yang akan terjadi pada

batang akan semakin kecil

2.Besarnya kecil gaya yang diberikan

Besar-kecilnya gaya yang diberikan pada batang berbanding lurus dengan

besarnya defleksi yang terjadi. Dengan kata lain semakin besar beban yang

dialami batang maka defleksi yang terjadi pun semakin kecil

3.Jenis tumpuan yang diberikan

Jumlah reaksi dan arah pada tiap jenis tumpuan berbeda-beda. Jika karena

itu besarnya defleksi pada penggunaan tumpuan yang berbeda-beda

tidaklah sama. Semakin banyak reaksi dari tumpuan yang melawan gaya

dari beban maka defleksi yang terjadi pada tumpuan rol lebih besar dari

tumpuan pin (pasak) dan defleksi yang terjadi pada tumpuan pin lebih

besar dari tumpuan jepit.

4.Jenis beban yang terjadi pada batang

Beban terdistribusi merata dengan beban titik,keduanya memiliki kurva

defleksi yang berbeda-beda. Pada beban terdistribusi merata slope yang

(25)

Ini karena sepanjang batang mengalami beban sedangkan pada beban titik

hanya terjadi pada beban titik tertentu saja.

(26)