• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
J3009   Unit 1
 

J3009 Unit 1

on

  • 4,235 views

J3009 - Kajidaya Bahan 1

J3009 - Kajidaya Bahan 1

Statistics

Views

Total Views
4,235
Views on SlideShare
4,235
Embed Views
0

Actions

Likes
2
Downloads
176
Comments
0

0 Embeds 0

No embeds

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    J3009   Unit 1 J3009 Unit 1 Document Transcript

    • DAYA – DAYA PADA BAHAN J3009/ 1/ 1 UNIT 1 DAYA-DAYA PADA BAHAN OBJEKTIF Objektif am : Mempelajari dan memahami tentang daya- daya pada bahan Objektif Khusus : Di akhir unit ini, pelajar akan dapat :-  mengenali simbol-simbol lazim  mengenalpasti jenis-jenis daya  membezakan antara tegasan dan terikan  menyelesaikan masalah berkaitan dengan tegasan.
    • DAYA – DAYA PADA BAHAN J3009/ 1/ 2 1.0 PENGENALAN Kajidaya bahan ialah kajian pepejal yang mengalami bebanan dan bertujuan untuk menerangkan sifat-sifat pepejal semasa dikenakan bebanan tersebut. Pengetahuan mengenai sifat-sifat seperti kekuatan, kekukuhan, pesongan dan sebagainya sangat berguna dalam merekabentuk komponen seperti tiang, aci, rasuk, pegas, bolt, tangki dan lain-lain. 1.1 SIMBOL – SIMBOL LAZIM Sebelum memasuki unit ini, sepatutnya kita perlu tahu tentang simbol-simbol yang biasa digunakan. Simbol-simbol lazim (Jadual 1.1) ini juga akan digunakan dalam unit-unit seterusnya. Jadual 1.1 Simbol-simbol lazim SIMBOL KETERANGAN A Luas keratan rentas D Diameter asal ΔD Perubahan diameter E Modulus Young atau Modulus Keanjalan F Daya G Modulus Ketegaran L Panjang asal U Tenaga terikan ΔL Perubahan panjang  (Epsilon) Terikan terus  (phi) Terikan ricih  (rho) Ketumpatan  (sigma) Tegasan terus  (tau) Tegasan ricih  (nu) Nisbah Poisson
    • DAYA – DAYA PADA BAHAN J3009/ 1/ 3 1.2 JENIS-JENIS BEBAN DAN KESANNYA Beban ialah daya yang bertindak ke atas sesuatu bahan. Beban boleh dikategorikan kepada beban statik, beban dinamik, beban hentaman dan beban lesu serta beban ulang alik. i) Beban Statik Beban jenis ini merupakan beban yang tidak berubah. Contohnya sebuah bangunan. Kawasan dimana bangunan tersebut didirikan terpaksa menanggung beban yang tetap selagi bangunan tersebut tidak dialihkan atau dirobohkan. (Rajah 1.1) Rajah 1.1: Beban Statik ii) Beban Dinamik Beban dinamik adalah beban yang sentiasa berubah-ubah. Contohnya kenderaan melintasi jambatan. Dimana jambatan tersebut terpaksa menanggung beban yang berubah-ubah setiap kali ada kenderaan yang melintasi jambatan tersebut (Rajah 1.2). Rajah 1.2: Beban Dinamik
    • DAYA – DAYA PADA BAHAN J3009/ 1/ 4 iii) Beban Hentaman. Ianya adalah beban yang bertindak secara serta merta. Contohnya apabila satu hentakkan atau hentaman tukul dikenakan pada paku (Rajah 1.3). Semasa tukul menyentuh paku tersebut, beban tersebut akan bertindak secara serta merta pada paku tersebut. Rajah 1.3: Beban Hentaman iv) Beban Lesu dan Ulangalik Beban jenis ini hanya berlaku pada masa tertentu sahaja. Contohnya apabila satu beban digantungkan pada satu pegas (Rajah 1.4(a)), pegas itu akan cuba menghalang pemanjangan dari berlaku akibat beban yang dikenakan. Beban yang berlaku adalah dari jenis beban ulang alik. Sementara lesu pula biasanya berlaku pada aci yang digunakan bagi tujuan penghantaran kuasa. Contohnya aci yang dipasang pada kincir angin (Rajah 1.4(b)) BEBAN (a) (b) Rajah1.4: Beban Lesu dan Ulangalik
    • DAYA – DAYA PADA BAHAN J3009/ 1/ 5 Jadual 1.2 menunjukkan kesan yang dihasilkan oleh daya. Kesan Daya Contoh i. mengakibatkan pemanjangan  tali / dawai yang digantungkan beban (Rajah 1.2v). ii. mengakibatkan pemendekan  beban yang diletakkan diatas sebatang tiang (Rajah 1.2vi) iii. mengakibatkan kelenturan  beban diletakkan diatas rasuk (1.2vii). iv. mengakibatkan kericihan  rivet & bolt (1.2viii) v. mengakibatkan kepiuhan  penghantaran kuasa oleh aci (1.2ix) i) mengakibatkan pemanjangan BEBAN Sebelum Selepas Rajah 1.5: Pemanjangan ii) mengakibatkan pemendekan W Sebelum Selepas Rajah 1.6: Pemendekan
    • DAYA – DAYA PADA BAHAN J3009/ 1/ 6 iii) mengakibatkan kelenturan Rajah 1.7: Lenturan iv) mengakibatkan kericihan P w P P P P P L Rajah 1.8: Ricihan v) mengakibatkan kepiuhan T1 T2 Rajah 1.9: Piuhan
    • DAYA – DAYA PADA BAHAN J3009/ 1/ 7 1.3 JENIS-JENIS DAYA Kita boleh mengkelaskan daya kepada 2 kelas yang utama iaitu:- i. Daya Terus ii. Daya Ricih 1.3.1 DAYA TERUS Lapisan yang mengalami tindakan daya adalah bersudut tepat dengan arah daya bertindak. Ada dua jenis daya terus iaitu daya tegangan (positif) rujuk Rajah 1.10 (a) dan mampatan (negatif) rujuk Rajah 1.10 (b). Daya tegangan akan menghasilkan pemanjangan sementara daya mampatan akan menghasilkan pemendekan. P P Daya tegangan (a) P P Daya mampatan (b) Rajah 1.10: Daya Terus Yang Mengakibatkan Tegangan Dan Mampatan 1.3.2 DAYA RICIH Sekiranya lapisan itu mengalami tindakan daya yang selari dengan arah daya ricih, maka lapisan itu akan mengalami kegelinciran dari lapisan yang di sebelahnya. Contoh yang mudah adalah apabila 2 keping plat disambungkan dengan menggunakan rivet (1.11(a)) atau dengan gam (Rajah 1.11(b)). Kemudian daya pada arah yang bertentangan dikenakan. Apabila daya dikenakan, rivet atau gam tersebut akan mengalami kegagalan. Kegagalan tersebut berlaku disebabkan oleh daya ricih yang dikenakan.
    • DAYA – DAYA PADA BAHAN J3009/ 1/ 8 P Daya ricih berlaku disini P W P L P (a) (b) Rajah 1.11: Plat Yang Dikenakan Daya Ricih Pada Penyambungannya 1.4 TEGASAN TERUS X P P Luas A X Rajah 1.12(a): Bar Yang Dikenakan Daya P Rajah 1.12 (a) menunjukkan sebatang bar yang dikenakan daya P. Daya P yang dikenakan akan menyebabkan bar tersebut mengalami pemanjangan. Jika diperhatikan keratan rentas aci tersebut, kita akan dapati terdapatnya daya yang akan bertindak ke atas satu satah keratan rentas XX tersebut (Rajah 1.12(b). Bagi memastikan ia berada dal.am keadaan kesimbangan, satu daya yang bertentangan bernilai P perlu dihasilkan. P P P P Rajah 1.12(b): Daya Dalaman Pada Keratan XX
    • DAYA – DAYA PADA BAHAN J3009/ 1/ 9 Daya dalaman ini disebut sebagai tegasan dan ia merupakan tindakbalas beban kepada daya luar P. Tegasan ini disebut sebagai tegasan terus dan jika ia cuba memanjangkan bar ia dipanggil tegasan tegangan dan jika ia cuba memampatkan bar pula ia dipanggil tegasan mampatan. Terdapat 3 jenis tegasan iaitu:-  Tegasan Tegangan (Tensile Stress)  Tegasan Mampatan (Compressive Stress)  Tegasan Ricih (Shear Stress) Tegasan bergantung kepada magnitud dan arah daya yang dikenakan dan juga luas keratan rentas bahan tersebut, iaitu tegasan () ialah nisbah daya (P) dengan luas keratan rentas (A) beban yang dikenakan P tegasan  ,  Pers. 1 luas keratan rentas A Unit bagi tegasan ialah N / m2 Contoh 1.1 Rajah C1.1 menunjukkan satu bar keluli mempunyai keratan rentas segiempat tepat berukuran 25 mm x 20 mm. Bar tersebut dibebankan dengan satu beban tegangan paksi bernilai 30 kN. Dapatkan tegasan tegangan yang terhasil pada keratan tersebut. 30 kN 25 mm 30 kN 20 mm Rajah C 1.1: Bar Yang Dikenakan Beban Tegangan
    • DAYA – DAYA PADA BAHAN J3009/ 1/ 10 Penyelesaian. Luas keratan rentas bar, A = 25 x 20 = 500 mm2 = 500 x 10-6 m2 Daya Oleh itu tegasan tegangan = Luas P  A 30  103  500  10 6  60  106 N/m 2 1.5 TERIKAN TERUS / TERIKAN NORMAL Sekiranya berlaku pemanjangan atau pemendekan akibat daya P maka keterikan ( ) ditakrifkan sebagai pemanjangan atau pemendekan yang berlaku bagi ukuran se unit panjang bar itu. Keterikan di beri :- panjang akhir - panjang asal perubahan panjang   panjang asal panjang asal L  L Contoh 1.2 Satu bar sepanjang 50 mm dikenakan daya tegangan. Tentukan terikan yang berlaku keatas bar tersebut jika panjang akhirnya ialah 50.03 mm. Penyelesaian. panjang akhir - panjang asal perubahan panjang keterikan   panjang asal panjang asal L   L 50.03  50  = 60 x 10-4 50
    • DAYA – DAYA PADA BAHAN J3009/ 1/ 11 AKTIVITI 1 UJI KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA. SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DIHALAMAN BERIKUTNYA. 1.1 Padankan antara simbol dan keterangan yang diberikan dibawah. SIMBOL KETERANGAN A D  Daya ΔD  Diameter akhir E  Ketumpatan P  Luas keratan rentas G  Modulus Ketegaran L  Modulus Young atau Modulus Keanjalan U  Nisbah Poisson ΔL  Perubahan panjang  (Epsilon)  Tegasan ricih  (phi)  Tegasan terus  (rho)  Tenaga terikan  (sigma)  Terikan ricih  (tau)  Terikan terus  (nu) 1.2 Penuhkan ruang kosong dibawah dengan jawapan yang sesuai. a) Beban yang tidak berubah dikenali sebagai …………………….. b) Beban yang bertindak secara serta merta dikenali sebagai …………………….
    • DAYA – DAYA PADA BAHAN J3009/ 1/ 12 1.3 Nyatakan 3 jenis tegasan:- i. ………………………………………. ii. ……………………………………….. iii. ………………………………………. 1.4 Sebatang bar seperti Rajah 1 dikenakan beban mampatan 30 kN. Tentukan tegasan didalam bar tersebut. 50 mm 20 mm 30 kN 30 kN 200 mm Rajah 1: Bar Yang Dikenakan Beban Mampatan
    • DAYA – DAYA PADA BAHAN J3009/ 1/ 13 MAKLUM BALAS 1 TAHNIAH KERANA ANDA TELAH MENCUBA.!!!!!!!!! 1.1 SIMBOL KETERANGAN A Luas keratan rentas D Diameter asal ΔD Diameter akhir E Modulus Young atau Modulus Keanjalan F Daya G Modulus Ketegaran L Panjang asal U Tenaga terikan ΔL Perubahan panjang  (Epsilon) Terikan terus  (phi) Terikan ricih  (rho) Ketumpatan  (sigma) Tegasan terus  (tau) Tegasan ricih  (nu) Nisbah Poisson 1.2 a) Beban statik Beban yang tidak berubah dikenali sebagai …………………….. b) Beban yang bertindak secara serta merta dikenali sebagai ……………………. Beban hentaman
    • DAYA – DAYA PADA BAHAN J3009/ 1/ 14 1.3 Nyatakan 3 jenis tegasan:- i) Tegasan Tegangan (Tensile Stress) ii) Tegasan Mampatan (Compressive Stress) iii) Tegasan Ricih (Shear Stress) 1.4 Tegasan dalam bar, P   A 30 x 103  ( 50 x 10-3 x 20 x 10-3 )  30 M N/m2
    • DAYA – DAYA PADA BAHAN J3009/ 1/ 15 PENILAIAN KENDIRI Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba soalan dalam penilaian kendiri ini dan semak jawapan anda dari pensyarah modul anda. Selamat mencuba dan semoga berjaya !!!!!!!!!!!!! 1. Berikan perbezaan diantara tegasan dan terikan. 2. Sebatang rod keluli yang berdiameter 25 mm dikenakan daya pada paksinya sebanyak 2 kN (Rajah 1). Tentukan tegasan yang terjadi dalam rod tersebut. 2 kN 2 kN Rajah 1: Rod Yang Mengalami Daya Tegangan 3. Sebatang bar mempunyai keratan rentas 50 mm x 30 mm dikenakan daya 500 kN. Kirakan tegasan dalam bar ini. 4. Pemanjangan yang berlaku dalam satu bar 3 m panjang ialah 0.5 mm. Kirakan keterikan yang berlaku. 5. Beban sebanyak W kN digantung dari dawai AB dan AC seperti Rajah 2. Jika tegasan dalam AB dan AC masing-masing tidak melebihi 100 MN/m2 dan 150 MN/m2, cari nilai W. Luas keratan rentas AB dan AC adalah masing-masing 400 mm2 dan 200 mm2. B C 300 450 A W Rajah 2: Beban Yang Digantung Pada Dawai Yang Berbeza Saiz
    • DAYA – DAYA PADA BAHAN J3009/ 1/ 16 MAKLUM BALAS KENDIRI Adakah anda telah mencuba ? Jika “Ya”, sila semak jawapan anda. Jawapan 1. Tegasan Apabila sesuatu bahan dikenakan daya, maka daya itu akan menyebabkan perubahan dan bahan tersebut berada dalam keadaan tegasan. Terikan Sekiranya berlaku pemanjangan atau pemendekan akibat daya P maka keterikan ( ) ditakrifkan sebagai pemanjangan atau pemendekan yang berlaku bagi ukuran se unit panjang bar itu. 2. Tegasan,   4073 kN/m2 3. Tegasan = 333.33 MN/m2 4. Keterikan = 1.67 x 10-2 5. W = 33.5 kN