Bearing Stress: Pengertian, Rumus, dan Aplikasi dalam Teknik Mesin

Rumus Bearing Stress

Tegangan tumpu dihitung dengan:

σb=F/Ab

Keterangan:

• σb: Bearing stress (Pa atau MPa)

• F: Gaya tekan (N)

• Ab​: Area proyeksi kontak (m²)

Contoh Perhitungan:
Sebuah baut berdiameter 10 mm menahan gaya 5.000 N. Hitung bearing stress jika ketebalan pelat 5 mm.

Ab=d×t=10 mm×5 mm=50 mm^2
σb=5000 N/(50×10^6)m^2=100 MPa

Jenis Bearing Stress

1. Static Bearing Stress

   • Terjadi pada beban statis (konstan).

   • Contoh: Sambungan rangka baja.

2. Dynamic Bearing Stress

   • Disebabkan beban berulang atau impact.

   • Contoh: Sambungan roda kereta api.

Faktor yang Mempengaruhi Bearing Stress

✅ Kekerasan Material: Logam keras (e.g., baja) lebih tahan deformasi.
✅ Luas Area Kontak: Semakin besar area, semakin rendah tegangan.
✅ Geometri Sambungan: Lubang oval atau tidak simetris meningkatkan konsentrasi tegangan.

Aplikasi dalam Industri

1. Desain Sambungan Baut

   • Bearing stress menentukan diameter minimum baut agar tidak terjadi kegagalan.

2. Struktur Jembatan

   • Analisis tumpuan (bridge bearings) untuk menahan beban dinamis kendaraan.

3. Manufaktur Pesawat

   • Optimasi sambungan paku keling di sayap pesawat.

Studi Kasus: Kegagalan Akibat Bearing Stress

Sebuah mesin industri mengalami kerusakan pada sambungan baut akibat:

• Penyebab: Bearing stress melebihi yield strength material (250 MPa).

• Solusi: Mengganti baut dengan diameter lebih besar (meningkatkan Ab).

Tips Mengurangi Bearing Stress

1. Gunakan pelat distribusi beban (washer) untuk memperluas area kontak.

2. Pilih material dengan kekerasan tinggi (e.g., baja paduan).

3. Hindari beban eksentris yang tidak merata.