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