commit to user
· Kesetimbangan gaya luar
A
= 0 F
pisau
. 95 – R
B
. 190 + F
pulley
. 260 = 0 128 . 95 - R
B
. 190 + 128. 260 = 0 45440
− R
B
. 190 = 0 R
B
= 239,16 N
Y
= 0 R
A
+ R
B
− F
pu lley
− F
p isau
= 0 R
A
+ 239,16 –128– 128 = 0 R
A
= 16,84 N ·
Gaya pada motor penggerak Berasal dari berat motor listrik yang ditumpu oleh 4 baut.
F = 1904 = 47,5 N Jadi gaya yang dipakai acuan adalah gaya pada R
B
yaitu 239,16 karena merupakan gaya yang paling besar.
3.3.1. Analisa Kekuatan Rangka Utama
Gambar di bawah ini menjelaskan tentang free body diagram dari rangka mesin penghancur styrofoam.
a. Kerangka kaku yang akan ditinjau b. Kurva elastis
Gambar 3.4. FBD rangka mesin penghancur styrofoam
239,16 N 239,16 N
commit to user
Setelah mengetahui FBD dari rangka mesin penghancur styrofoam, kemudian memisahkan tiap batang untuk mengetahui momen ujung
terjepit seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.5.
b. Diagram benda bebas momen ujung terjepit Gambar 3.5. Kerangka kaku mesin penghancur styrofoam
a. Menentukan momen ujung terjepit pada tiap anggota. ·
Momen ujung terjepit pada batang A-B M
O1
= 0 N.mm ·
Momen ujung terjepit pada batang B-C - M
O2
= M
O3
=
2 2
. .
L b
a P
= mm
N .
5 ,
12524 400
210 .
190 .
16 ,
239
2 2
= M
O3
= mm
N .
5 ,
12524 M
O2
=
mm N
. 5
, 12524
-
239,16 N
commit to user
Momen ujung terjepit pada batang C-D M
O4
= 0 N.mm b.
Persamaan-persamaan perubahan sudut pada tiap anggota. ·
M
1
= M
O1
+ 2
L 2EI
B A
q q
+ = 0 +
2 650
2EI
A B
q q
+ M
1
= 0,00615 EI θ
B
+ 0,003076 EI θ
A
· M
2
= M
O2
+ 2
L 2EI
B C
q q
+ = - 12524,5 +
2 400
2EI
C B
q q
+ M
2
= -12524,5 + 0,01 EI
θ
B
+ 0,005 EI θ
C
· M
3
= M
O3
+ 2
L 2EI
C B
q q
+ = 12524,5 +
2 400
2EI
B C
q q
+ M
3
= 12524,5 + 0,01 EI
θ
C
+ 0,005 EI θ
B
· M
4
= M
O4
+ 2
L 2EI
D C
q q
+ = 0 +
2 650
2EI
D C
q q
+ M
4
= 0,00615 EI θ
C
+ 0,003076 EI θ
D
Pada kerangka kaku diatas dapat dilihat tumpuan yang dipakai untuk menumpu tiang utama adalah sendi, sehingga tidak terjadi perubahan sudut dan
momen pada titik A dan D atau nilainya adalah 0. Pada batang B – C dijepit ujung– ujungnya sehingga akan timbul momen dan perubahan sudut pada ujung
batang B – C . Persamaan-persamaan diatas dapat disederhanakan menjadi lebih mudah seperti dibawah ini:
M
1
= 0,00615 EI θ
B
M
2
= -12524,5 + 0,01 EI θ
B
+ 0,005 EI θ
C
M
3
= 12524,5 + 0,01 EI θ
C
+ 0,005 EI θ
B
M
4
= 0,00615 EI θ
C
commit to user
c. Syarat keseimbangan titik hubung ·
M
1
+ M
2
= 0 0,00615 EI θ
B
+ -20952,74 + 0,01 EI
θ
B
+ 0,005 EI θ
C
= 0 0,01615 EI
θ
B
+ 0,005 EI
θ
C
= 12524,5 ·
-M
3
- M
4
= 0 -12524,5 + 0,01 EI
θ
C
+ 0,005 EI θ
B
- 0,00615 EI θ
C
= 0 -0,005 EI
θ
B
- 0,0165I θ
C
= 12524,5 Dari keseimbangan titik hubung diatas didapat dua persamaan untuk
menentukan nilai dari perubahan sudut titik hubung B dan C. 0,01615 EI
θ
B
+ 0,005 EI θ
C
= 12524,5 1
- 0,005 EI θ
B
- 0,01615 EI θ
C
= 12524,5 2
d. Mencari nilai θ
B
dan θ
C
: - Mengubah persamaan 1 menjadi persamaan di bawah:
0,01615 EI θ
B
+ 0,005 EI θ
C
= 12524,5 0,01615 EI
θ
B
= 12524,5 - 0,005 EI θ
C
EI θ
B
= 775510,8359 - 0,309 EI θ
C
3 Subtitusi persamaan 3 ke dalam persamaan 2:
-0,005 EI θ
B
- 0,01615 EI θ
C
= 12524,5 -0,005. 775510,8359 - 0,309 EI
θ
C
- 0,016155EI θ
C
= 12524,5 0,00155 EI
θ
C
- 3877,55 - 0,01615 EI θ
C
= 12524,5 - 0,014602012 EI
θ
C
= 16402,05418 EI
θ
C
= - 1123273,572 EI
θ
B
= 1123273,551 e. Mencari nilai momen yang muncul pada tiap anggota.
Dengan memasukkan nilai EI θ
B
dan EI θ
C
kedalam persamaan perubahan sudut diatas maka nilai momen dapat didapatkan sebagai
berikut :
commit to user
M
1
= 6908,132 N.mm M
2
= - 6908,132 N.mm M
3
= 6908,132 N.mm M
4
= - 6908,132 N.mm f. Momen maximum pada batang B-C.
4 .
max
L P
M =
=
4 400
. 128
M
max
= 12800 N.mm
g. Gambar diagaram yang dihasilkan: ·
Diagram momen. Penggambaran momen dilakukan pada sisi tekan, tanpa penunjukan
tanda positif dan negatif.
a.`Diagram momen lentur b. Kurva elastis Gambar 3.6. Diagram momen lentur dan kurva elastis rangka utama
400,1 N
commit to user
3.3.2. Analisa Kekuatan Bahan Profil Rangka
