Download - Tugas 1 Analisis Komponen Pesawat
-
Nama: Arief Nur Pratomo NIM: 23615012
ANALISIS KOMPONEN PESAWAT
SOAL
Diketahui sebuah beam dengan kondisi sebagai berikut:
10 m
A
10 kN
B C
C
Ditanya:
1. Gambarkan diagram benda bebas batang AB.
2. Gambarkan diagram gaya dalam dari batang AB.
3. Hitung tegangan maksimal dari (Karena momen dan gaya geser) dengan cross section
sebagai berikut:
40 cm40 cm
20 cm
4. Hitung safety factor beam di atas untuk material (1) Aluminum dan (2) Baja.
5. Hitung massa dari beam Aluminum dan Baja.
Jawab:
1. Diagram benda bebas dari beam AB adalah sebagai berikut:
40 cm
20 c
m
40 cm
40 cm40 cm
5 cm
5 cm
5 cm
(a) (b) (c)
-
Nama: Arief Nur Pratomo NIM: 23615012
10 m
10 kN
B A
MB
FBx
Fby
2. Sebelum menggambarkan diagram gaya dalamya, dihitung terlebih dahulu gaya-gaya
yang bekerja pada beam AB.
= 0 =
= 0 + 10 kN = 0 =
= 0 + 10 kN. (10 m) = 0 = .
Untuk gaya dalam pada posisi diantara A dan B adalah:
B
100 k
N.m
10 kN
x
M
V
= 0 + 10kN = 0 =
= 0 100 + (10) = 0 = .
Maka diperoleh diagram gaya dalam dari batang AB adalah:
V ( )kN
x (m)0 10
-10
100
M ( )kN.m
x (m)0 10
-
Nama: Arief Nur Pratomo NIM: 23615012
3. Tegangan maksimal dari (akibat momen dan gaya geser):
a. Tegangan geser akibat gaya geser pada beam berpenampang (a):
=.
. =
(4) (
2 )
3
12 =
10000 (0.44 ) (
0.2 0.42 )
(0.2)(0.4)3
12 0.2= ,
Dan tegangan normal akibat momen bending:
=
=
3
12
=100000(0.2)
(0.2)(0.4)3
12
= 18750000 = ,
Jadi tegangan maksimum yang diterima beam adalah 18,75 MPa.
b. Tegangan akibat gaya geser pada beam berpenampang (b):
=.
. =
(4) (
2 )
3
12 =
10000 (0.24 ) (
0.4 0.22 )
(0.4)(0.2)3
12 0.4= ,
Dan tegangan normal akibat momen bending:
=
=
3
12
=100000(0.1)
(0.4)(0.2)3
12
= 37.500.000 = ,
Jadi tegangan maksimum yang diterima beam adalah 37,5 MPa.
c. Tegangan akibat gaya geser pada beam berpenampang (c):
= = (7,5)(5 15) + (17,5)(40 5) = 4062,5 cm3
= ( + 2) = 1 + 2(2 + 22) =
113
12+ 2 (
223
12+ 22(2))
=(5)(30)3
12+ 2 (
(40)(5)3
12+ (40)(5)(17.5)) = 19083,3 cm4
40 cm
5 cm
5 cm
Neutral axis
y
40 cm
40 cm40 cm
5 cm
5 cm
I
II
III
-
Nama: Arief Nur Pratomo NIM: 23615012
=. .
=10000(4062,5)
19083,3(5)= 2128,82
N
cm2= ,
Dan tegangan normal akibat momen bending:
=
=
10.000.000 kN. cm (20) cm
19083,3 cm4= 10480,36
N
cm2= ,
Jadi tegangan maksimum yang diterima beam adalah 104,80 MPa.
4. Safety factor Aluminum dan Baja
a. Aluminum 2024-O ( = 75 MPa)
A. Untuk penampang jenis (a) =
=
75 MPa
18,75 MPa= 4
B. Untuk penampang jenis (b) =
=
75 MPa
37,5 MPa= 2
C. Untuk penampang jenis (c) =
=
75 MPa
104,8 MPa= 0,715
b. Baja ASTM A36 ( = 250 MPa)
A. Untuk penampang jenis (a) =
=
250 MPa
18,75 MPa= 13,33
B. Untuk penampang jenis (b) =
=
250 MPa
37,5 MPa= 6.67
C. Untuk penampang jenis (a) =
=
250 MPa
104,8 MPa= 2.38
5. Massa beam:
a. Aluminum 2024-O ( = 2800 kg/m3)
A. Untuk penampang jenis (a) M = V = 2800(0,4 0,2 10) = 2240 kg
B. Untuk penampang jenis (b) M = V = 2800(0,2 0,4 10) = 2240 kg
C. Untuk penampang jenis (c) M = V = 2800(0,055 10) = 1540 kg
b. Baja ASTM A36 ( = 7850 kg/m3)
D. Untuk penampang jenis (a) M = V = 7850(0,4 0,2 10) = 6280 kg
E. Untuk penampang jenis (b) M = V = 7850(0,2 0,4 10) = 6280 kg
F. Untuk penampang jenis (c) M = V = 7850(0,055 10) = 4317,5 kg