Tegangan Sambungan Las dalam Torsi

Gambar di bawah mengilustrasikan kantilever dengan panjang l yang dilas ke kolom dengan dua las fillet. Reaksi pada tumpuan kantilever selalu terdiri dari gaya geser V dan momen M. Gaya geser menghasilkan geser primer pada lasan besarnya:

τ’ = V/A

A adalah luasan yang dilas

Momen pada tumpuan menghasilkan geser sekunder atau torsi las, dan tegangan ini dirumuskan

τ” = Mr/J

di mana r adalah jarak dari pusat massa kelompok las ke titik di las b dan J adalah momen kutub kedua dari luas grup las pada pusat massa dari grup. Ketika ukuran lasan diketahui, persamaan ini dapat diselesaikan dan hasilnya digabungkan untuk mendapatkan tegangan geser maksimum. Perhatikan bahwa r biasanya adalah jarak terjauh dari pusat massa kelompok las.

Gambar di atas menunjukkan dua lasan dalam satu kelompok. Bentuk persegi panjang mewakili daerah dari hasil las. Las 1 memiliki ketebalan t₁ = 0,707h₁, dan las 2 memiliki ketebalan t₂ = 0.707h₂. Perhatikan bahwa h₁ dan h₂ adalah ukuran las masing-masing. Luasan kedua lasan gabungan adalah

A = A₁ + A₂ = t₁d + t₂b

Sumbu x pada Gambar di atas melewati pusat massa G₁ dari lasan 1. Kedua momen luas terhadap sumbu tersebut adalah

I_x = t₁d³/12

I_y = dt₁³/12

Jadi momen kutub kedua dari luas las 1 pada pusat massanya sendiri adalah

J_G1 = I_x + I_y = (t₁d³/12) + (dt₁³/12)

Dengan cara yang sama, momen kutub kedua dari luas las 2 terhadap pusat massanya adalah

J_G2 = (bt₂³/12) + (t₂b³/12)

Titik berat G dari grup las terletak di

x¯= (A₁x₁+A₂x₂)/A ; y¯= (A₁y₁+A₂y₂)/A

jarak r₁ dan r₂ dari G₁ dan G₂ ke G, masing-masing adalah

r₁ = [(x¯- x₁)² + y¯²]^1/2 dan r₂ = [(y₂– y¯)²+(x₂– x¯)²]^1/2

Sekarang, dengan menggunakan teorema sumbu paralel, kita menemukan momen kutub kedua dari luas kelompok las menjadi

J = (J_G1 + A₁r₁²) + (J_G2 + A₂r₂²)

>>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL TENTANG ELEMEN MESIN LAINNYA!

Kontributor : Daris Arsyada

By Caesar Wiratama

Sumber:

Budynas, Richard G dan J. Keith Nisbett. 2011. Shigley’s Mechanical Engineering Design: Ninth Edition. Amerika Serikat: The McGraw-Hill Companies, Inc.

Author: admin