Mekanika bahan merupakan ilmu yang mempelajari karakteristik elemen struktur berkaitan dengan kekuatan (strength), kekakuan (stiffness) dan stabilitas (stability) akibat adanya beban yang bekerja pada sistem struktur.
Suatu sistem struktur pasti dirancang untuk memenuhi fungsi tertentu dan menanggung pengaruh luar yang mungkin terjadi.
Sebuah gedung perkantoran berfungsi untuk melindungi komunitas manusia yang melakukan aktivitas di dalamnya, menanggung dan melindungi segala peralatan yang tersimpan di dalamnya, memikul berat sendiri serta mampu menahan beban angin maupun gempa yang mungkin terjadi pada bangunan tersebut.
Beban maupun pengaruh luar yang bekerja pada suatu sistem struktur akan menimbulkan tanggap (response) dari sistem struktur itu sendiri. Struktur yang pada awalnya menempati kedudukan awal (initial configuration) yang seimbang dengan beban nihil, akan berpindah untuk mencapai kedudukan akhir yang berimbang dengan beban yang bekerja.
Apa Itu Mekanika Bahan?
Mekanika Bahan adalah cabang ilmu teknik yang mempelajari sifat-sifat material dan bagaimana material-material tersebut berperilaku ketika dikenakan gaya. Ilmu ini penting dalam proses perancangan dan pengembangan berbagai produk. Dengan memahami Mekanika Bahan, Anda dapat meningkatkan kualitas dan efisiensi produk Anda.
Mekanika Bahan Pdf
Mekanika bahan adalah cabang dari mekanika terapan yang membahas perilaku benda padat yang mengalami berbagai pembebanan. Nama-nama lain untuk bidang ilmu ini adalah kekuatan bahan dan mekanika benda yang dapat berdeformasi.
Tujuan utama mekanika bahan adalah untuk menentukan tegangan (stress), regangan (strain) dan peralihan (displacement) pada struktur dan komponen-komponennya akibat beban-beban yang bekerja padanya.
Apabila kita dapat memperoleh besaran-besaran ini untuk semua harga beban hingga mencapai beban yang menyebabkan kegagalan, maka kita akan dapat mempunyai gambaran lengkap mengenai perilaku mekanis pada struktur tersebut.
Pemahaman perilaku mekanis sangat penting untuk desain yang aman bagi semua jenis struktur, baik itu berupa pesawat terbang dan antena, gedung dan jembatan, mesin dan motor, maupun kapal laut dan pesawat luar angkasa.
Itulah sebabnya mekanika bahan adalah materi dasar pada begitu banyak cabang ilmu teknik. Statika dan dinamika juga penting, tetapi keduanya terutama membahas gaya dan gerak yang berkaitan dengan partikel dan benda tegar.
Dalam mekanika bahan kita melangkah lebih jauh dengan mempelajari tegangan dan regangan di dalam benda nyata, yaitu benda dengan dimensi terbatas yang berdeformasi akibat pembebanan. Untuk menentukan tegangan dan regangan, kita menggunakan besaran-besaran fisik material selain juga berbagai aturan dan konsep teoritis.
Ilmu mekanika bahan merupakan salah satu cabang dari ilmu Mekanika Rekayasa, yang mempunyai perbedaan khusus dibandingkan cabang ilmu Mekanika Rekayasa lainnya.
Mekanika bahan lebih menitikberatkan pada perilaku bahan secara mikro sehingga mekanisme transfer gaya-gaya dalam yang terjadi di dalam material menjadi hal utama yang harus dipahami secara lebih mendalam.
Mekanika bahan adalah cabang ilmu teknik yang mempelajari perilaku material bila dikenai beban atau gaya. Terdapat tiga jenis gaya utama yang mempengaruhi material, yaitu tarik, tekan, dan geser.
Pada tarik, gaya aplikasi diteruskan ke bahan secara linear dan material akan memperlihatkan pembesaran panjang. Material akan mengalami deformasi elastis jika gaya tarik tidak melebihi titik keruntuhan, namun akan mengalami deformasi plastis dan mungkin mengalami patah jika gaya tarik melebihi titik keruntuhan.
Modulus elastisitas adalah besaran yang menunjukkan bagaimana bahan bereaksi terhadap gaya tarik dan tekan. Pada tekan, gaya aplikasi diteruskan ke bahan secara luas dan material akan memperlihatkan kontraksi pada dimensi lebar dan panjang, dan pembesaran pada dimensi tebal.
Material akan mengalami deformasi elastis jika gaya tekan tidak melebihi titik keruntuhan, namun akan mengalami deformasi plastis dan mungkin mengalami hancur jika gaya tekan melebihi titik keruntuhan. Modulus elastisitas volumetrik adalah besaran yang menunjukkan bagaimana bahan bereaksi terhadap gaya tekan.
Pada geser, gaya aplikasi mempengaruhi material secara luas dan memicu perubahan bentuk pada permukaan material.
Material akan mengalami deformasi elastis jika gaya geser tidak melebihi titik keruntuhan, namun akan mengalami deformasi plastis dan mungkin mengalami patah jika gaya geser melebihi titik keruntuhan.
Modulus geser adalah besaran yang menunjukkan bagaimana bahan bereaksi terhadap gaya geser. Mekanika bahan memegang peran penting dalam perencanaan dan pembuatan produk, terutama produk yang membutuhkan ketahanan terhadap gaya tarik, tekan, dan geser.
Ilmuwan dan insinyur bahan terus melakukan penelitian dan pengembangan untuk memahami perilaku material dalam berbagai kondisi beban dan membuat material yang lebih kuat dan tahan lama.
Mekanika Bahan Momen Inersia
Momen inersia disebut juga dengan momen kelembaman. Data momen inersia suatu penampang dari struktur diperlukan pada perhitungan-perhitungan tegangan lentur, tegangan geser, tegangan torsi dan sebagainya .
Adapun momen inersia adalah suatu sifat kekakuan yang ditimbulkan perkalian luas dengan kuadrat jarak ke suatu garis lurus atau sumbu. Momen inersia dilambangkan dengan I.
Ada dua macam momen inersia yaitu
- Momen Inersia linier yaitu momen inersia terhadap suatu garis lurus atau sumbu. Jika terhadap sumbu x adalah Ix dan jika terhadap sumbu y adalah Iy
- Momen inersia polar yaitu momen inersia terhadap suatu titik perpotongan dua garis lurus atau sumbu. Dengan kata lain, bahwa inersia polar adalah jumlah momen inersia linier terhadap sumbu x dan sumbu y . Momen inersia polar dilambangkan dengan Ip
Dalam dunia teknik sipil, menghitung momen inersia diperlukan untuk mengetahui tegangan geser, lentur dan lendutan yang terjadi pada balok. Balok memiliki banyak macam bentuk, seperti profil baja, balok komposit dan juga balok beton bertulang yang dicor secara monolit dengan pelat lantai sehingga membentuk seperti huruf T (T shaped beam).
Menghitung momen inersia pada penampang persegi atau segitiga tentunya gampang, tapi bagaimana jika suatu balok yang terdiri dari bebarapa bagian bentuk bidang. Pada penampang yang bersusun, kita tidak bisa menghitung momen inersia persegi satu-satu lalu dijumlahkan, perlu memperhatikan faktor luas dan juga titik berat penampang.
Karena penampang seperti yang terdiri dari beberapa bidang merupakan penampang utuh, letak titik berat dari masing-masing bagian dihitung untuk mencari titik berat dari satu kesatuan penampang.
Demikianlah pembahasan mengenai mekanika bahan. Semoga bia menambah pemahaman kita mengenai materi ini, terima kasih
