Tegangan Ijin

Tegangan Ijin :

Tegangan yang terjadi akibat pembebanan  yang berlangsung tak terbatas lamanya pada elemen mesin, tanpa mengakibatkan terjadinya kepatahan maupun perubahan bentuk yang menuju ke kerusakan.

Pemilihan tegangan ijin sangat menentukan untuk menghitung dan memeriksa kembali ukuran dari elemen mesin

Besarnya tegangan ijin tergantung pada :

Bahan / Material

Logam ( Ferro / non Ferro )

Non Logam ( Kayu, Keramik etc. )

Jenis Pembebanan

Pembebanan Tekan  Menghasilkan tegangan tekan s_d

Pembebanan Tarik  menghasilkan tegangan tarik s_z

Pembebanan Tekuk / Bengkok  Menghasilkan tegangan tekuk / bengkok s_b

Pembebanan Puntir / Torsi Menghasilkan tegangan puntir / torsi t_t

Jenis Beban

Beban Statik

Beban Dinamik Ulang

Beban Dinamik Ganti

Beban Dinamik Umum

Beban Statik

Terdapat terutama pada penyangga, tiang, sambungan atap, termasuk didalamnya konstruksi kran ( katrol ) dan jembatan.

Kekuatan material ( tegangan batas ).

sB ( atau tB ) =	Fm	( N  mm2 )
	A0

s_B = Batas patah ( N / mm² )

F_m = Beban maksimum atau  beban patah ( N )

A₀ = Penampang awal dari  batang uji ( mm² )

Untuk menghitung tegangan ijin pada elemen konstruksi

dengan material sebagai berikut :

baja

baja paduan

baja tuang

metal ringan yang lain dan paduannya,seperti : kuningan

aluminium

paduan aluminium

Angka keamanan

Beberapa pertimbangan untuk menentukan besarnya  angka keamanan  

Angka keamanan kecil apabila :

·         Besarnya gaya luar diketahui dengan pasti

·         Patahnya elemen konstruksi yang bersangkutan tidak membawa akibat yang fatal terhadap keseluruhan konstruksi.

·         Kerusakan dari elemen konstruksi yang bersangkutan dapat diatasi dengan cepat.

Angka keamanan besar apabila :

·         Besarnya gaya luar tidak diketahui dengan pasti

·         Patahnya elemen konstruksi yang bersangkutan berakibat fatal terhadap keseluruhan konstruksi ( membawa kematian, kemacetan operasi ).

·         Kerusakan dari elemen konstruksi yang bersangkutan sukar diatasi ( suku cadang yang langka / mahal, pengerjaan sukar, kesukaran memperoleh material ).

Beban Dinamik :

Terdapat terutama pada elemen-elemen mesin yang bergerak, misalnya : poros, tuas, roda gigi, pegas dan lain-lain.Dipandang dari segi keamanan, elemen mesin yang dibebani  secara dinamik akan jauh lebih kritis dari pada elemen mesin  yang dibebani secara statik.         

Titik tolak perhitungan untuk menentukan jenis material, ukuran jenis pengerjaan dan lain-lain berbeda dari yang diperuntukkan bagi elemen mesin dengan beban statik.

Efek  Lekuk

Efek yang menurunkan batas tegangan kontinyu ( kekuatan ) material yang terutama disebabkan

oleh perubahan penampang sisi luar, misalnya :

·         Slot / alur ( groove ).

·         Lekuk bubut ( undercut ).

·         Pundak poros ( shoulder ).

·         Lubang bor yang melintang

·         Dan lain-lain.

Penyebab efek lekuk

Terjadinya pemadatan garis gaya setempat ( di sekitar lokasi perubahan penampang sisi luar ) yang juga berarti naiknya tegangan pada bagian tersebut.

Material yang keras dan getas lebih peka terhadap efek lekuk.

Pada material elastik puncak-puncak tegangan dapat diimbangi dengan deformasi elastik atau sebagian deformasi plastik.

Puncak tegangan yang sedikit melebihi batas tegangan kontinyu pada material elastik tidak bersifat merusak elemen konstruksi.

ANGKA KEAMANAN

1.      sf = 1,25 – 1,5 : kondisi terkontrol dan tegangan yang bekerja dapat ditentukan dengan pasti

2.      sf = 1,5 – 2,0 : bahan yang sudah diketahui, kondisi lingkungan beban dan tegangan yang tetap dan dapat ditentukan dengan mudah.

3.      sf = 2,0 – 2,5 : bahan yang beroperasi secara rata-rata dengan batasan beban yang diketahui.

4.      sf = 2,5 – 3,0 : bahan yang diketahui tanpa mengalami tes. Pada kondisi beban dan tegangan rata-rata.

5.      sf = 3,0 – 4,5 : bahan yang sudah diketahui. Kondisi beban, tegangan dan lingkungan yang tidak pasti.

Beban berulang : Nomor 1 s/d 5

•Beban kejut : Nomor 3 – 5

Bahan Getas : Nomor 2 – 5 dikalikan dengan 2

Dobrovolsky (“Machine element”)

 Faktor Keamanan/ Safety Factor berdasarkan jenis beban adalah :

• Beban Statis : 1,25 – 2

• Beban Dinamis : 2 – 3

• Beban Kejut : 3 – 5