Keterangan : d = Diameter batang,
M = Momen banding pada batang, s = Ukuran las,
t = Tebal leher, Z = Section modulus dari bagian las
= t d
2
4 Tegangan lentur terjadi pada bidang horisontal sepanjang las fillet, dan
tegangan lentur maksimum terjadi pada leher las dengan sudut 45
o
dari bidang horizontal, maka panjang leher adalah:
t = s sin 45
o
= 0,707.s 2.35
Persamaan untuk menghitung tegangan lentur maksimum adalah sebagai berikut:
bmax
=
ε sin s d
=
. ε s d
2.36
2.10.3. Beban Eksentris Sambungan Las
Ketika tegangan geser dan tegangan bending terjadi secara simultan pada sambungan las tetap T seperti terlihat pada gambar 2.25, maka tegangan
maksimum adalah tegangan normal maksimum :
tmax
=
b
√ 2.37
Persamaan untuk menghitung tegangan geser maksimum adalah sebagai berikut: τ
max
= √
b
τ 2.38
Keterangan :
b
= Tegangan lentur, τ = Tegangan geser
Gambar 2.25. Sambungan tetap T mendapat Beban eksentris, Zainuri, 2010.
Keterangan: l = Panjang las
s = Ukuran las t = Tebal leher
P = Gaya e = Jarak
Ada dua kasus beban eksentris sambungan las, yaitu: a.
Pembebanan eksentris pada sambungan tetap T Pada sambungan tetap T pada salah satu ujungnya dikenai beban eksentris
P pada jarak e seperti pada Gambar 2.25. Sambungan mendapat dua jenis tegangan:
1. Tegangan geser langsung akibat gaya geser P pada las, dan 2. Tegangan lentur akibat momen lentur P x e.
Untuk mengetahui luas leher las adalah: A = Tebal leher x panjang las
= t l 2 = 2 t l untuk double fillet weld
= 2 0,707 s l = 1,414 s l t = s cos45
o
= 0,707 s
Persamaan untuk menghitung tegangan geser pada las adalah sebagai berikut: 2.39
Section modulus dari logam las melalui leher las adalah: =
t l
= sin s l
= s l
. 2.40
untuk kedua sisi las Persamaan untuk menghitung momen lentur,adalah sebagai berikut:
M = P.e 2.41
Persamaan untuk menghitung tegangan lentur, adalah sebagai berikut:t
2.42
b. Pembebanan secara eksentris pada sambungan las fillet sejajar
Ketika sambungan las fillet sejajar dibebani secara eksentris seperti pada Gambar 2.26, maka terjadi dua jenis tegangan berikut ini:
1. Tegangan geser utama, dan 2. Tegangan geser akibat momen puntir.
Gambar 2.26. Sambungan las dibebani secara eksentris, Zainuri, 2010
Keterangan : P = Beban eksentris,
e = Eksentrisitas yaitu yaitu jarak tegak lurus antara garis aksi beban dan pusat gravitasi G dari fillet.
l = Panjang las, s = Ukuran las,
t = Tebal leher. Dua gaya P
1
dan P
2
adalah didahului pada pusat gravitasi G dari sistem las. Pengaruh beban P
1
= P adalah untuk menghasilkan tegangan geser utama yang diasumsikan seragam sepanjang las. Pengaruh P
2
= P menghasilkan momen puntir sebesar P x e yang memutar sambungan terhadap pusat gravitasi dari sistem las.
Akibat momen puntir menimbulkan tegangan geser sekunder. Untuk mengetahui tegangan geser utama adalah sama dengan persamaan 2.39.
Luas leher untuk single fillet weld = t.l = 0,707s.l
Ketika tegangan geser akibat momen puntir T = P.e pada beberapa bagian adalah seimbang untuk jarak radial dari G, maka tegangan akibat P.e pada titik A
adalah seimbang dengan AG r
2
dan arahnya memutar ke kanan terhadap AG. Dapat ditulis:
τ =
τ r
= konstan 2.43.a
τ = τ
r r
2.43.b τ
2
adalah tegangan geser pada jarak maksimum r
2
dan τ adalah tegangan geser pada jarak r.
Sebuah bagian kecil dari las yang mempunyai luas dA pada jarak r dari G. Gaya geser pada bagian kecil ini adalah τ. dA dan momen puntir dari gaya geser terhadap
G adalah: dT = τ x dA x r =
τ r
dA r persamaan untuk menghitung momen puntir total seluruh luas las adalah sebagai
berikut:
∫ ∫
∫
Keterangan: J = Momen inersia polar dari luas leher terhadap G.
Tegangan geser akibat momen puntir yaitu tegangan geser sekunder adalah:
2.44
Menentukan resultan tegangan, tegangan geser utama dan sekunder adalah kombinasi secara vektor. Resultan tegangan geser pada A,
√ 2.45
Keterangan : = sudut antara τ
1
dan τ
2
, dan cos = r
1
r
2
Momen inersia polar pada luas leher A terhadap pusat gravitasi yang diperoleh dengan teorema sumbu sejajar yaitu:
[ ]
= [ A l
A x ] = A
l x
double fillet weld 2.46
Keterangan : A = Luas leher = t
l = 0,707 s
l, l = Panjang las,
x = Jarak tegak lurus antara dua sumbu sejajar.
Pada sambungan las fillet sejajar dan sambungan las fillet T yang dibebani secara eksentris satu arah atau lebih akan menimbulkan momen inersia. Hal ini
dipengaruhi oleh gaya yang bekerja pada suatu bidang. Maka dari itu akan berlakunya
persamaan-persamaan untuk menghitung momen inersia pada setiap jenis profil material seperti yang ditunjukkan pada tabel 2.5.
Tabel 2.5.
Momen inersia polar dan section modulus dari las, Zainuri, 2010.
2.11. SAMBUNGAN ULIR
2.11.1 Pengertian Sambungan Ulir
Sebuah ulir screwed dibuat dengan melakukan pemotongan secara kontinyu alur melingkar pada permukaan silinder. Sambungan ulir sebagian besar
terdiri dari dua elemen yaitu baut bolt dan mur nut. Sambungan ulir banyak digunakan dimana bagian mesin dibutuhkan dengan mudah disambung dan dilepas
kembali tanpa merusak mesin. Hal ini, dilakukan dengan maksud untuk menyesuaikanmenyetel pada saat perakitan assembly atau perbaikan, atau
perawatan.
2.11.2. Istilah Penting Pada Ulir
Istilah berikut digunakan pada ulir seperti pada Gambar 2.27 di bawah adalah penting untuk diperhatikan.
Gambar 2.27. Istilah pada ulir, Zainuri,2010
Keterangan Gambar 2.27: 1. Major diameter adalah diameter terbesar pada ulir eksternal atau internal.
Dinamakan juga outside atau nominal diameter. 2. Minor diameter adalah diameter terkecil pada ulir eksternal atau internal.
Dinamakan juga core atau root diameter. 3. Pitch diameter adalah diameter rata-rata silinder. Dinamakan juga effective
diameter. 4. Pitch adalah jarak antara puncak ulir. Secara matematika dapat dihitung:
pitch = jumlah puncak ulir per unit panjang ulir
5. Crest adalah permukaan atas pada ulir. 6. Root adalah permukaan bawah yang dibentuk oleh dua sisi berdekatan dari ulir.
7. Depth of thread adalah jarak tegak lurus antara crest dan root. 8. Flank adalah permukaan antara crest dan root.
9. Angle of thread adalah sudut antara flank ulir. 10. Slope adalah setengah pitch ulir.
