9.Contoh Soal MKM

8/18/2019 9.Contoh Soal MKM

1/12

CONTOH SOAL

Oleh:

Ir. Sutrimo, M.Eng

SUTRIMO 1


2/12

1. Lihat Gambar 1, Poros BC mempunyai diameter dalam dan luar masing-

masing 90 mm dan 120 mm. Poros AB dan CD adalah solid dengan

diameter d, dengan pembebanan seperti terlihat pada gambar diatas.

Tentukan tegangan geser max/min pada CD dan berapa harga d jika

material yang digunakan pada AB dan CD mempunyai tegangan geseryang diijinkan 65 MPa

Gambar 1. Pembebanan poros

SUTRIMO 2


3/12

SOLUTION:

• Cut sections through shafts AB and BC

and perform static equilibrium analysisto find torque loadings

CD AB

AB x

T T

T M

mkN6

mkN60

mkN20

mkN14mkN60

BC

BC x

T

T M

SUTRIMO 3


4/12

• Apply elastic torsion formulas to

find minimum and maximum

stress on shaft BC

46

4441

42

m1092.13

045.0060.022

cc J

MPa2.86

m1092.13

m060.0mkN2046

22max

J

cT BC

MPa7.64

mm60

mm45

MPa2.86

min

min

2

1

max

min

c

c

MPa7.64

MPa2.86

min

max

• Given allowable shearing stress and

applied torque, invert the elastic torsion

formula to find the required diameter

SUTRIMO 4


5/12

2. Lihat Gambar 2, Link AB aluminum (E = 70 GPa) dan cross-sectional area

500 mm2. Link CD steel (E = 200 GPa) dan cross-sectional area (600

mm2). Akibat gaya 30 kN, tentukan defleksi titik A, D dan E

Gambar 2. Link aluminium

SUTRIMO 5


6/12

Displacement of B:

m10514

Pa1070m10500

m3.0 N1060

6

926-

3

AE

PL B

mm514.0 B

Displacement of D:

m10300

Pa10200m10600

m4.0 N1090

6

926-

3

AE

PL D

mm300.0 D

Free body: Bar BDE

ncompressio F

F

tension F

F M

AB

AB

CD

CD

B

kN60m2.0m4.0kN300

0M

kN90

m2.0m6.0kN3000

D

SOLUTION:

SUTRIMO 6


7/12

Displacement of D:

mm7.73

mm200

mm0.300

mm514.0

x

x

x

HD

BH

D D

B B

mm928.1 E

mm928.1

mm7.73

mm7.73400

mm300.0

E

E

HD

HE

D D

E E

SUTRIMO 7


8/12

3. Lihat Gambar 3, Lingkaran diameter d = 9 in, dilukis pada pelat aluminum

dengan tebal t = 3/4 in. Kemudian pelat tersebut menerima gaya yang

menyebabkan stress sx = 12 ksi and sz = 20 ksi. Diketahui E = 10x106 psi dan

n = 1/3. Tentukan perubahan diameter AB dan CD, ketebalan pelat dan

volume pelat

Gambar 3. Lingkaran aluminium

SUTRIMO 8


9/12

SOLUTION:

• Apply the generalized Hooke’s Law to

find the three components of normal

strain.

in./in.10600.1

in./in.10067.1

in./in.10533.0

ksi203

10ksi12

psi1010

1

3

3

3

6

E E E

E E E

E E E

z y x z

z y x y

z y x x

• Evaluate the deformation components.

in.9in./in.10533.0 3

d x A B

in.9in./in.10600.1 3 d z DC

in.75.0in./in.10067.1 3 t yt

in.108.4 3 A B

in.104.14 3 DC

in.10800.0 3t

• Find the change in volume

33

333

in75.0151510067.1

/inin10067.1

eV V

e z y x

3in187.0V

SUTRIMO 9


10/12

A

B

C

EF

D

4. Perhatikan Gambar 4. Tentukan tegangan yang terjadi di titik A, B, E dan F

jika momen yang bekerja adalah 10 kN.m dan membentuk sudut 45o terhadap sumbu Y.

Gambar 4. Profil T

SUTRIMO 10


11/12

46

46

23

1052.11

1012.5

106.9)120.0(080.0

120)3560(80.4192)40(80.4

m x I

m x I

m xmm A

NmmmmmkN M NmmmkN M

z

x

z

x

MPa x

I

M

MPa z I

M

MPa A

P

z

z

x

x

625.0

5.1

5.0

max

max

2

1

0

SUTRIMO 11


12/12

TERIMA KASIH

SUTRIMO 12

9.Contoh Soal MKM

Documents

Transcript of 9.Contoh Soal MKM