commit to user
Berikut perancangan untuk membuat
towing bicycle carrier
:
3.1 Perhitungan Statika untuk Penopang
Bicycle Carrier
Gambar 3.3 Penopang Berdasarkan konstruksi tersebut, maka
free body diagram
dapat dibuat sebagai berikut:
Gambar 3.4
Free body diagram
untuk penopang 15kg
45 cm 45 cm
y X
y X
B A
15kg
30kg
commit to user
Persamaan Gaya Dalam: ∑ = 0
∑ = 0
∑ = 15 x 45 + -15 x 90 = -675 kgcm
Untuk menentukan besar gaya yang bekerja maka dibuat gambar potongan:
a Potongan y – y
Gambar 3.5 Potongan y-y pada penopang
Persamaan gaya dalam : = 0
= 15 kg = -15x
Maka dari persamaan tersebut didapatkan besar gaya yang bekerja pada tiap titik:
Titik B x = 0 Titik O x = 45 cm
= 0 = 0
= 0 = 15 kg
B 15kg
X
Vx
Nx Mx
commit to user
= 0 = -15 x 45 = -675 kg
b Potongan x – x
Gambar 3.6 Potongan x-x pada penopang
Persamaan gaya dalam : = 0
= -15 kg = -15x +
x – 45 Maka dari persamaan tersebut didapatkan besar gaya yang bekerja pada
tiap titik: Titik O x = 45 cm
Titik A x = 90 cm = 0
= 0 = -15 kg
= -15 kg = -15 x 45 + 30 45 – 45 = -675 kgcm
= -15 x 90 + 30 90 – 45 = 0 Berdasarkan hasil perhitungan gaya di atas, dapat dibuat gambar diagram
gaya dalam: Nx
Vx
RAV=30
X 45
15kg Mx
B
commit to user
a
Normal Force Diagram
NFD
b
Shear Force Diagram
SFD
c
Bending Moment Diagram
BMD Gambar 3.7 Diagram Gaya Dalam untuk Penopang
3.2 Analisa Perhitungan Ukuran Las Towing Bicycle Carrier
Gambar 3.8 Sambungan las pada penopang dan plat penyambung
-675 kg.cm B
A -15
A B
15
A B
+
B
commit to user
Setelah mendapatkan besargaya dalam yang didapatkan dari perhitungan statika untuk penopang di atas, maka ditentukan dimensi ukuran sambungan las
yang akan menjadi dasar pengerjaan untuk penyambungan besi penopang dengan plat penyambung yang akan disambungkan dengan besi penumpu utama. Jenis las
yang digunakan adalah jenis las seperti yang terlihat pada gambar berikut:
Gambar 3.9 Tipe las untuk plat penyambung dengan Modulus Section Z
dimana, b = ukuran besi hollow yang digunakan = 25,4 mm l = panjang las = 100 mm
t = 0,707 s Maka ukuran las
size of weld
dapat diperhitungkan:
a Perhitungan Gaya berdasarkan perhitungan statika
, maka:
- , dimana
= Tegangan Lentur
b
l G
Z = t .b .l
commit to user
=
=
=
=
=
Kemudian ditentukan tegangan geser yang bekerja berdasarkan beban yang bekerja dan luas penampang yang dibebani:
-
commit to user
=
=
=
dimana, P = beban sepeda A = penampang las
Maka, dengan
permissible shear stress
dapat ditentu-
kan ukuran las
size of weld
, dengan persamaan:
- =
commit to user
40
=
40
=
40
=
40
= x
s
=
commit to user
s
=
0,471 mm
Maka, dapat direncanakan untuk mengerjakan sambungan las pada penopang dan plat penyambung dengan ukuran s = 0.471 mm. Namun
perhitungan ini hanya sesuai untuk pengerjaan sambungan las untuk menopang beban statis berdasarkan berat sepeda saja. Perlu diperhitungkan ukuran
sambungan las yang kuat untuk mampu menopang beban dan menerima momen ayun akibat pergerakan mobil yang dinamis.
b Perhitungan berdasarkan momen ayun pada
carrier
akibat pergerakan mobil pengereman mobil dengan asumsi
→ dalam 1 sekon
, dimana
-
M = P x e , dimana e = tinggi carrier
= 900 x 500 = 450.000
- =
commit to user
=
=
=
=
=
-
commit to user
=
=
=
- =
40
=
commit to user
40
=
40
=
s
= =
3,13 mm
Dengan perhitungan momen ayun yang akan terjadi akibat pergerakan mobil maka dapat direncanakan bahwa ukuran las yang akan digunakan adalah
sebesar 3 – 4 mm.
3.3 Perhitungan Statika untuk Pengelasan Besi Tekuk