Dokumen tersebut berisi latihan soal tentang proses perencanaan dan analisis tegangan pada elemen mesin. Terdapat empat soal yang membahas tentang penentuan diameter rantai penarik, tegangan pada batang penghubung, tegangan pada cincin penghubung plat, dan penentuan berat batang besi yang mengalami tegangan kejut.

1. ELEMEN MESIN I
Latihan soal
Proses perencanaan & analisis Tegangan, Teori
Kegagalan & faktor Keamanan
Frederikus Konrad, ST, MT, MM
JURUSAN TEKNIK MESIN,
FTI-UNIVERSITAS GUNADARMA

2. Latihan soal 1
 Terdapat sebuah rantai penarik pada crane
dengan beban maksimumyang diketahui
sebasar 50 kN
 Tentukan diamater rantai tersebut apabila
tegangan tarik rantai tersebut sebesar 75
MPa

3. Latihan soal 1
 Diketahui
 P = 50 kN = 50 X 103
N
 σt = 75 MPa = 75 N/mm2
 Ditanya
 D ?

4. Latihan soal 1
 Jawab
 Luas lingkaran
 Tegangan
dapat dibulatkan menjadi 30 mm
2
4
dA
π
=
2
2
785.0
4
14.3
dA
dA
=
=
142.29
257.849
257.849
875.58
1050
875.581050
785.0751050
2
3
2
23
23
=
=
=
=
=
=
=
=
d
d
d
x
d
dx
dxx
AxF
A
F
σ
σ

5. Latihan soal 2
 Terdapat sebuah batang besi penghubung
yang terlihat pada gambar dibawah ini,
 Dengan kemampuan untuk menahan beban
sebesar 45 kN, maka tentukan tegangan tarik
yang ada pada batang besi tersebut dari dua
daerah yang di tentukan A-A dan B-B

6. Latihan soal 2
 Diketahui
 P = 45 kN = 45 X 103
N
 Ditanya
 σt = daerah A - A
 σt = daerah B - B

7. Latihan soal 2
 Jawab
 Menentukan daerah A – A
 Luas A1 = 45 x 20
= 900 mm2
 tegangan tarik
MPa
mm
N
x
A
F
t
t
t
t
50
50
900
1045
2
3
1
=
=
=
=
σ
σ
σ
σ

8. Latihan soal 2
 Jawab
 Menentukan daerah B – B
 Luas A2 = 20 x (75 – 40)
= 20 x 35
= 700 mm2
 tegangan tarik
MPa
mm
N
x
A
F
t
t
t
t
286.64
286.64
700
1045
2
3
2
=
=
=
=
σ
σ
σ
σ

9. Latihan soal 3
 Sebuah plat persegi empat memanjang dimana plat
tersebut ditiap 4 sudutnya dilubangi dengan diameter 20
mm sebagai tempat mur & baut, dengan menggunakan
dua buah cincin/ring yang mana masing masing
cincin/ring memiliki diameter yang berbeda serta letak
yang berbeda hal ini terlihat pada gambar di bawah ini.

10. Latihan soal 3
 Dimana diameter cincin/ring satu yang diletakkan pada
bagian atas plat ber diamater dalam 22 mm dan
diameter luar 50 mm
 Sedangkan cincin/ring yang diletakkan pada bagian
bawah plat memiliki diamater dalam 22 mm dan
diameter luar 44 mm
 Bila plat tersebut menerima beban sebesar 120 kN yang
didistribusikan merata keempat lubang tersebut,
 maka tentukanlah tegangan yang terjadi pada cincin/ring
yang berada dibawah plat sebalum mur di kencangkan
 Serta berapa tegangan tarik yang terjadi pada cincin/ring
di kedua bagian tersebut bila mur dikencangkan sesuai
prosedur dengan beban torsi 5 kN keempat bagian mur
tersebut

11. Latihan soal 3
 Diketahui
 d lubang = 20 mm
 d 1 = 22 mm
 d 2 = 50 mm
 d 3 = 22 mm
 d 4 = 44 mm
 F 1 = 120 KN
 F 2 = 5 KN
 Ditanya
 σ = ?

12. Latihan soal 3
 Jawab
 Tegangan yang terjadi pada cincin/ring sebelum
dikencangkan σc1 = ?
 Luas cincin/ring bagian bawah
 Luas cincin/ ring bagian atas
( ) ( )[ ]
( ) ( )[ ]
[ ]
2
1
1
1
22
1
2
1
2
21
56.1582
2016785.0
4842500
4
14.3
2250
4
14.3
4
mmA
xA
A
A
ddA
=
=
−=
−=
−=
π
( ) ( )[ ]
( ) ( )[ ]
[ ]
2
2
2
2
22
2
2
3
2
42
82.1139
1452785.0
4841936
4
14.3
2244
4
14.3
4
mmA
xA
A
A
ddA
=
=
−=
−=
−=
π

13. Latihan soal 3
 Dimana beban yang di terima didistribusikan
secara merata ke empat lubang maka
 Jadi tegangan yang terjadi sebelum mur di
kencangkan adalah
NF
kNF
F
30000
30
4
120
1
1
1
=
=
=
mPa
mm
N
A
F
c
c
c
c
957.18
957.18
56.1582
30000
1
21
1
1
1
1
=
=
=
=
σ
σ
σ
σ

14. Latihan soal 3
 Tegangan yang terjadi pada cincin/ring bila dikencangkan σc2 & σc3 =
?
 F2 = 5 kN
 F2 = 5000 N
 Maka tegangan yang terjadi
pada bagian atas cincin/ring
 Maka tegangan yang terjadi pada bagian bawah
cincin/ring
MPa
mm
N
A
F
c
c
c
c
387.4
387.4
82.1139
5000
2
22
2
2
2
2
=
=
=
=
σ
σ
σ
σ
MPa
mm
N
A
FF
c
c
c
c
c
116.22
116.22
56.1582
35000
56.1582
500030000
3
23
3
3
1
21
3
=
=
=
+
=
+
=
σ
σ
σ
σ
σ

15. Latihan soal 4
 Terdapat sebuah batang besi yang
mengalami tegangan kejut dengan batang
tersebut turun sepanjang 10 mm dimana
berat batang besi tersebut tidak diketahui
 Batang besi tersebut memanjang dengan
panjang 3 m dengan luas sisi batang tersebut
600 mm2
dengan regangan 2 mm dimana
modulus elastisitas 200 kN/mm2

16. Latihan soal 4
 Diketahui
 h = 10 mm
 l = 3 m = 3000 mm
 A = 600 mm2
 δl = 2 mm
 E = 200 kN/mm2
= 200 x 103
N/mm2
 Ditanya
 W = ?

17. Latihan soal 4
 Jawab
 Tegangan yang ada di dalam batang tersebut σ
 Diketahui Modulus Young’s
2
3
/333,133
3
400
3000
400000
3000
210200
.
.
mmN
xx
l
lE
l
l
strain
stress
E
===
=
=
===
σ
σ
δ
σ
δ
σ
ε
σ

18. Latihan soal 4
 Mencari nilai berat W = ?
WW
WWx
xWWx
x
xW
xxxxW
Wl
EAh
A
W
800000
11
80000
800000
11
3
240000
3000
2400000000
11
3
600400
3000
10200600102
11
6003
400
2
11
3
++=
++=
++=








++=






++=σ

19. Latihan soal 4
 W = ?
( )
W
W
W
W
W
Wx
WWW
x
WWW
x
WWWW
x
WWW
WW
WW
WW
Wx
x
x
8016106400
8016106400
800000
11
160000106400
800000
11
8000080000106400
800000
11
80000
1
80000
800000
11
80000
800000
11
80000
800000
11
80000
2
2
2
2
10000
12
6
2
6
2
22
2
=−
=−
+=+−
+=+





−





−
+=





−





−
+=





−








+=





−
+=−

20. Latihan soal 4
 W = ?
NW
x
W
xW
W
x
W
x
667.6666
96
106400
10640096
96
106400
8016
106400
2
2
2
2
=
=
=
=
=−

21. ELEMEN MESIN I
Latihan soal
Frederikus Konrad, ST, MT, MM
JURUSAN TEKNIK MESIN,
FTI-UNIVERSITAS GUNADARMA