Transformasi Tegangan Keadaan tegangan secara umum Mekanika Kekuatan Material STTM, 2013
Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 9
Keadaan Tegangan Umum
Keadaan tegangan secara umum (3 dimensi) Sebelumnya dianggap tegangan arah z (σx,τyz dan τxz adalah nol)
Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 9
Keadaan Tegangan 3 Dimensi
Dapat dipilih suatu sumbu hingga pers tsb menjadi Maka σa , σb dan σc adalah tegangan2 utama, a, b dan c adalah sumbu2 utama
Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 9
Lingkaran Mohr untuk keadaan tegangan 3 dimensi
Tegangan utama Lingkaran Mohr untuk keadaan tegangan umum
Elemen Q diputar thd sumbu c Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 9
Kriteria Yield untuk material ulet akibat tegangan bidang 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 σx < σy material ulet Tegangan2 utama
Keadaan tegangan bidang? Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 9
Kriteria Tegangan Geser Maksimum 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
Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 9
Kriteria Energi Distorsi Maksimum 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
Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 9
Kriteria Kegagalan pada material getas akibat tegangan bidang •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 dengan tegangan ultimat σu dari material pada uji tarik.
Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 9
Kriteria Tegangan Normal Maksimum Menurut kriteria ini, suatu komponen struktur akan gagal jika tegangan normal maksimum pada komponen tersebut mencapai tegangan ultimat σU yang diperoleh dari uji tarik pada material yang sama Disebut juga kriteria Coulomb
Kriteria ini mempunyai kelemahan karena menganggap tegangan ultimat berharga sama untuk keadaan tarik dan tekan
Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 9
Kriteria Mohr Lingkaran Mohr untuk keadaan tegangan jika dibebani dengan beban tarik dan beban tekan σUT dan σUC masing-masing adalah kekuatan ultimat pada uji tarik dan uji tekan.
Ilustrasi Kriteria Mohr untuk material getas
Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 9
Ilustrasi Keadaan tegangan bidang seperti gambar terjadi pada titik kritis suatu komponen mesin terbuat dari baja. Sebagai hasil uji tari, diketahui bahwa tegangan yield tarik adalah σY=250 Mpa untuk grade baja yang digunakan. Tentukan faktor keamanan terhadap yield menggunakan: a. Kriteria tegangan geser maksimum b. Kriteria energi distorsi maksimum
Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 9
Solusi Tegangan-tegangan utama
a. Kriteria tegangan geser maksimum
b. Kriteria energi distorsimaksimum
Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 9
Tegangan pada tangki tekan berdinding tipis
Asumsi distribusi tengan pada tangki tekan berdinding tipis Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 9
Tangki tekan silindris
DBB dinding tangki untuk menentukan hoop stress σ1
DBB untuk menentukan Longitudinal stress, σ2 Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 9
Lingkaran Mohr
Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 9
Tangki tekan bola DBB dinding bola
Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 9
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
Mekanika Kekuatan Material, Kuliah 9
