Mekanika Kekuatan Bahan Teknik Mesin

Mekanika Kekuatan Bahan Teknik dapat didefinisikan sebagai suatu disiplin ilmu yang mempelajari tentang kekuatan suatu konstruksi, baik di bidang teknik mesin maupun gedung dan bangunan (Teknik Sipil). Suatu konstruksi dapat dikategorikan bagus dan dapat dipertanggung-jawabkan (accountable) apabila telah dihitung berdasarkan ilmu kekuatan bahan secara benar.

Banyak hal yang dipelajari dalam Mekanika Kekuatan Bahan Teknik. Hal-hal tersebut adalah jenis pembebanan yang diberikan terhadap suatu konstruksi, gaya-gaya yang bekerja didalamnya, tegangan yang terjadi karena konstruksi/pembebanan. Selain itu juga mem[elajari jenis bahan dan kasus pembebanan yang diberikan sampai menentukan tegangan yang diizinkan. Penguasaan terhadap Mekanika Kekuatan Bahan Teknik yang baik diharapkan seorang Engineer dapat menentukan jenis bahan, dimensi dan mengontrol kekuatan suatu konstruksi mekanik sesuai dengan fungsi dari ilmu kekuatan bahan itu sendiri. Salah satu aplikasinya adalah perhitungan kekuatan pada suatu konstruksi boiler PLTU.

Baca juga: Aplikasi Material Baja Paduan pada Superheater Boiler PLTU

Fungsi Mekanika Kekuatan Bahan Teknik

Cakupan bidang yang dipelajari sebagaiman yang sudah diuraikan di atas. Secara garis besar fungsi dari ilmu Mekanika Kekuatan Bahan Teknik yakni :

  • Menentukan dimensi yang proporsional (apabila beban dan bahan diketahui atau ditentukan).
  • Menentukan beban maksimum (apabila dimensi dan bahan diketahui atau ditentukan).
  • Menentukan bahan yang sesuai atau cocok (apabila beban dan dimensi diketahui).
  • Mengontrol kekuatan bahan (apabila beban, dimensi dan bahan diketahui) dengan melakukan comparison study antara tegangan yang terjadi dengan tegangan yang diizinkan.

Mekanika Kekuatan Bahan Teknik

Gaya Dalam dan Pembebanan

Gaya dalam yang dimaksud adalah gaya yang terjadi di dalam suatu elemen konstruksi (batang). Gaya dalam ini sebagai akibat adanya pengaruh dari gaya dari luar yang bekerja. Gaya dalam diklasifikasikan menjadi 2 jenis, yaitu:

  • Gaya normal (gaya aksial) yakni gaya dalam yang bekerja tegak lurus terhadap penampang potong atau sejajar dengan sumbu batang.
  • Gaya tangensial (gaya melintang) yakni gaya dalam yang bekerja sejajar dengan penampang potong atau tegaklurus terhadap sumbu batang.

Pembebanan dalam ilmu Mekanika Kekuatan Bahan Teknik yang dimaksud lebih pada arah kerjanya. Jika ditinjau dari arahnya (beban) dan akibatnya terhadap komponen yang menahannya, pembebanan dikategorikan menjadi 5 jenis, yaitu :

  • Pembebanan Tarik yakni apabila gaya yang bekerja sejajar dengan garis sumbu atau tegak lurus terhadap penampang potong berorientasi kerja keluar (menjauh) sehingga mengakibatkan batang atau elemen konstruksi mengalami perpanjangan.
  • Pembebanan Tekan yakni apabila gaya yang bekerja sejajar dengan garis sumbu atau tegak lurus terhadap penampang potong berorientasi kerja kedalam (menuju) sehingga mengakibatkan batang atau elemen konstruksi mengalami perpendekan.
  • Pembebanan Bengkok yakni apabila gaya yang bekerja dengan jarak tertentu terhadap penampang potong yang mengakibatkan momen bending pada batang atau elemen konstruksi tersebut.
  • Pembebanan Geser yakni apabila gaya yang bekerja sejajar dengan penampang potong atau tegak lurus terhadap garis sumbu yang mengakibatkan elemen kontruksi (batang) mengalami pergeseran.
  • Pembebanan puntir yakni apabila gaya yang bekerja sejajar penampang potong dengan jarak radius tertentu terhadap sumbu batang (garis sumbu) yang mengakibatkan momen punter.

Baca: Penggunaan Baja Paduan pada konstruksi bertekanan dan temparatur tinggi

Tegangan akibat gaya

Dalam ilmu Mekanika Kekuatan Bahan Teknik tegangan menjadi salah satu topik bahasan yang penting. Apabila suatu gaya dalam ditahan oleh penampang batang maka di dalam penampang batang tersebut akan mengalami adanya tegangan. Tegangan ialah besarnya gaya yang diberikan per satuan luas penampang. Ditinjau dari arah gaya dalam yang terjadi, tegangan diklasifikasikan menjadi 2 jenis, yaitu :

  • Tegangan Normal yakni tegangan yang terjadi karena pengaruh dari Gaya Normal
  • Tegangan Tangensial yakni tegangan yang terjadi karena pengaruh Gaya Tangensial

Sedangkan menurut jenis pembebanan yang diberikan, tegangan diklasifikasikan menjadi lima jenis yaitu: tegangan tarik, tegangan geser, tegangan tekan, tegangan puntir, dan tegangan bengkok. Apabila didalam satu penampang terjadi lebih dari satu jenis tegangan dengan waktu yang bersamaan, dalam hal ini terjadi Tegangan Gabungan yang didefinisikan sebagai penjumlahan dari kuadrat Tegangan (Normal) dengan hasil kuadrat atas konversi tegangan (Tangensial) yang dikalikan tiga. Kemudian hasil penjumlahan tersebut di Akar kuadratkan sehingga akan diperoleh nilai Tegangan Gabungan. Besarnya konversi tegangan tergantung dari jenis dan kasus pembebanan.

 Oleh Okasatria Novyanto (dengan editing)

Baca juga: Pemesinan Bubut untuk Vokasi