Mekanika Kekuatan Material

1.    Sebuah baut jepit baja berdiameter 18 mm, dipasang menembus tabung tembaga berdiameter luar 40 mm dan dalam 24 mm. Mur yang dipasang pada ujung baut untuk menjepit tabung dengan perantara ring, menimbulkan tegangan 10 N/mm² pada baut. Seluruh perangkat ini kemudian ditempatkan pada mesin bubut guna membubut setengah panjang dari tabung tembaga pada kedalaman 1,5 mm.

Hitunglah tegangan yang terhimpun dalam tabung tembaga pada bagian yang  dikerjakan.

Jawab :

Diketahui :    D _b = 18 mm                                 s _b = 10  N/mm ²

                     d _tt =  24 mm                                 t  =  1,5  mm

                     D _tt = 40 mm                                 

Maka   :

a.  Luas penampang batang baut        :  

b.  Luas penampang tabung tembaga :  

c.     Jepitan yang dilakukan mur-baut terhadap tabung tembaga tentu saja menimbulkan gaya tarik pada batang baut dan sebaliknya menimbulkan gaya tekan pada tabung dengan besar yang sama.

Jadi :

d.    Karena setengah panjang tabung tembaga dibubut diameternya sedalam 1,5 mm, maka :

-  diameter yang tersisa :  D _tt.s  =  40 – (2 x 1,5)  =  37  mm

Luas penampang yang tersisa :  

            -  Luas penampang tabung tembaga yang utuh  =  A _tt.u  =  A _tt  =  256 p  mm ²

e.     Setelah pembubutan, karena luas penampang setengah panjang tabung  tembaga berkurang, maka tentu saja akan berakibat pada berubahnya pola tegangan yang terjadi sebelumnya, karena :   

Dengan demikian dari besarnya :

Gaya tekan pada bagian tabung yang dibubut  =  gaya tekan pada bagian tabung yang masih utuh =  gaya tarik pada batang baut

f.    Berkurangnya sebagian luas penampangnya, akan menambah besar efek pengkerutan (e) pada tabung. Akibatnya gaya tarik pada batang baut jepit akan berkurang, sehingga :

dengan demikian :

* dengan membagi “L” pada bagian kiri dan kanan persamaan, menjadi :

Untuk adik-adik mahasiswa berikut ini adalah materi dan kisi kisi ujian yang bisa dijadikan latihan pada UTS 2017  bisa di download disini.