Terjemahan Soal
Dari gambar berikut, sebuah pelat dengan penampang seragam diberi takikan berbentuk V pada kedua sisinya.
Ketika pelat tersebut diberikan beban tarik searah sumbu (arah vertikal pada gambar),
manakah yang menunjukkan distribusi tegangan yang benar? Pilih jawaban yang tepat.
Analisis Mekanika
1. Kondisi Awal
- Pelat mengalami beban tarik aksial (W).
- Terdapat V-notch (takikan V) di kedua sisi.
- Penampang terkecil berada di bagian tengah.
2. Prinsip Dasar
Jika pelat tidak memiliki takikan, maka distribusi tegangan normal:
σ = W / A
Tegangan akan terdistribusi merata (uniform).
Namun karena terdapat V-notch (diskontinuitas geometri), terjadi fenomena:
Konsentrasi Tegangan (Stress Concentration)
3. Lokasi Tegangan Maksimum
Tegangan maksimum terjadi pada akar takikan (notch root), yaitu:
- Bagian sisi kiri dan kanan yang paling tajam
- Daerah dengan radius kelengkungan paling kecil
Di bagian tengah penampang, tegangan relatif lebih rendah dibandingkan di sisi takikan.
4. Evaluasi Pilihan
- イ → Tegangan maksimum di tengah ❌ Salah
- ロ → Tegangan maksimum di sisi kiri dan kanan ✅ Benar
- ハ → Tegangan merata ❌ Salah (hanya berlaku tanpa takikan)
- ニ → Tegangan kecil hanya di sisi ❌ Salah
Jawaban yang Benar
ロ
Kesimpulan Konsep
Jika terdapat lubang, takikan, atau perubahan geometri tajam,
maka tegangan maksimum selalu muncul di tepi diskontinuitas tersebut.
Semakin tajam sudutnya, semakin besar faktor konsentrasi tegangannya.