Kekakuan Member (Joints-Member Stiffness)
Pada bagian sebelumnya, kita menentukan kekakuan pengikat di zona yang dijepit. Pada bagian ini, kita ingin mempelajari kekakuan komponen struktur di zona terjepit. Kedua kekakuan ini harus diketahui untuk mempelajari apa yang terjadi ketika sambungan rakitan dikenai beban tarik eksternal.
Mungkin ada lebih dari dua member yang disertakan dalam pegangan pengikat. Semua member bersama-sama bertindak seperti pegas tekan secara seri, dan karenanya konstanta pegas total member adalah:
1/kmember = 1/k1 +1/k2 …… + 1/kn
Jika salah satu member adalah gasket lunak, kekakuannya relatif terhadap member lainnya biasanya sangat kecil sehingga untuk semua tujuan praktis yang lain dapat diabaikan dan hanya kekakuan gasket yang digunakan. Jika tidak ada gasket, kekakuan member agak sulit diperoleh, kecuali dengan eksperimen, karena luasan kompresi menyebar di antara kepala baut dan mur sehingga luasnya tidak seragam. Namun, ada beberapa kasus di mana luasan ini dapat ditentukan.
Gambar di atas mengilustrasikan geometri kerucut umum menggunakan sudut setengah puncak . Sebuah sudut α = 30◦ telah kita gunakan, karena sudut ini dipakai pada sebagian besar aplikasi fastener.
Mengacu pada Gambar.b, kontraksi elemen kerucut ketebalan dx mengalami gaya tekan P dapat dirumuskan menjadi
dδ = Pdx/EA
A = π (ro2 – ri2) = π {[x tan α + (D/2)]2 – (d/2)2}
dδ diintegralkan menjadi
δ = (P/π Ed tan α) ln {[(2t tan α+D-d)(D+d )] / [(2t tan α+D+d)(D-d )]}
konstanta kekakuan member adalah
k = P/δ = π Ed tan α / ln {[(2t tan α+D-d)(D+d )] / [(2t tan α+D+d)
kmember/Ed = π tan α / ln {[(2t tan α+D-d)(D+d )] / [(2t tan α+D+d) -> Kekakuan tak berdimensi
Desain joint member dengan FEA
umum digunakan untuk melakukan analisis baik untuk menghitung tegangan, defleksi, fatigue, atau mungkin tegangan kontak pada joint member adalah menggunakan Finite Element Analysis (FEA). MSC Nastran adalah software FEA original pertama di dunia yang banyak sekali digunakan di berbagai industri, salah satunya untuk mendesain joint member. Pelajari selengkapnya tentang MSC Nastran.
PT Tensor memberikan jasa konsultasi Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk desain engineering. Kami juga memberikan tutorial-tutorial gratis penggunaan software nya di kanal youtube kami. Hubungi kami sekarang juga!
>> KLIK DI SINI UNTUK JASA KONSULTASI
>> YOUTUBE PT TENSOR
>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL LAINNYA !
Kontributor : Daris Arsyada
Sumber:
Budynas, Richard G dan J. Keith Nisbett. 2011. Shigley’s Mechanical Engineering Design: Ninth Edition. Amerika Serikat: The McGraw-Hill Companies, Inc.
http://portal.ku.edu.tr/~cbasdogan/Courses/MDesign/course_notes/Joint_Stiffness.pdf (diakses pada tanggal 9 Desember 2021)
