27
J3009/13/1 KILASAN ACI UNIT 13 KILASAN ACI OBJEKTIF Objektif am : Mempelajari dan memahami kilasan aci majmuk siri dan selari serta penghantaran kuasa oleh aci. Objektif Khusus : Di akhir unit ini, pelajar akan dapat :- Menerbitkan persamaan teori kilasan bagi aci majmuk siri. Menerbitkan persamaan teori kilasan bagi aci majmuk selari. Menyelesaikan masalah melibatkan persamaan kilasan aci majmuk siri dan aci majmuk selari. Menentukan tegasan ricih maksimum bagi aci majmuk siri dan selari. Menyelesaikan masalah melibatkan persamaan penghantaran kuasa bagi aci mudah, aci majmuk siri dan selari.

UNIT13

  • Upload
    jhj01

  • View
    231

  • Download
    4

Embed Size (px)

DESCRIPTION

best

Citation preview

  • J3009/13/1

    KILASAN ACI

    UNIT 13

    KILASAN ACI

    OBJEKTIF

    Objektif am : Mempelajari dan memahami kilasan aci

    majmuk siri dan selari serta penghantaran kuasa oleh aci.

    Objektif Khusus : Di akhir unit ini, pelajar akan dapat :-

    Menerbitkan persamaan teori kilasan bagi aci majmuk siri. Menerbitkan persamaan teori kilasan bagi aci majmuk

    selari. Menyelesaikan masalah melibatkan persamaan kilasan aci

    majmuk siri dan aci majmuk selari. Menentukan tegasan ricih maksimum bagi aci majmuk siri

    dan selari. Menyelesaikan masalah melibatkan persamaan

    penghantaran kuasa bagi aci mudah, aci majmuk siri dan selari.

  • J3009/13/2

    KILASAN ACI

    13.0 PENGENALAN Aci majmuk adalah terdiri daripada gabungan aci bulat padu atau aci bulat padu dengan aci bergeronggang yang disambungkan secara siri ataupun selari. Kedua-dua jenis aci ini juga digunakan dalam merekabentuk sesuatu komponen, terutamanya dalam komponen-komponen jentera, kenderaan dan enjin. Sekiranya dua atau lebih aci yang terdiri daripada bahan, berdiameter atau bentuk asal yang berbeza dan berkemungkinan ianya membawa dayakilas yang berbeza-beza pada keseluruhan panjangnya, aci ini dikatakan berada di dalam keadaan kilasan tak seragam. Dalam kes seperti ini, kekuatan aci majmuk tersebut dinilai dengan mengambil kira tiap-tiap bahagian aci secara berasingan dan kemudiannya teori kilasan mudah digunakan secara satu-persatu. Oleh itu, kelemahan aci majmuk adalah berdasarkan kepada bahagian aci yang paling lemah sekali.

    13.1 ACI MAJMUK SIRI Aci majmuk siri adalah terdiri daripada gabungan dua atau lebih aci bulat padu dengan aci bulat padu atau aci bulat padu dengan aci geronggang yang disambungkan secara siri (Rajah 13.1). Aci majmuk siri ini juga membawa daya kilas yang sama antara satu dengan yang lain. Rajah 13.1: Aci Majmuk Sambungan Siri

    BAHAN 1 BAHAN 2

    L1 L2

    D1 D2

    T

    T A B C

  • J3009/13/3

    KILASAN ACI

    Oleh itu; T = T1 = T2

    Maka; 2

    222

    1

    11

    LJG

    LJG

    T ==

    Jumlah sudut piuhan adalah jumlah piuhan yang berlaku bagi panjang L1 dan L2.

    JT

    LG

    R

    kilasanPersamaan

    ==

    Oleh itu;

    +=

    +=+=

    22

    2

    11

    1

    22

    22

    11

    11

    BCABAC

    JGL

    JGL T

    JGLT

    JGLT

    T = T1 = T2

    Contoh 13.1 Rajah C13.1 di bawah merupakan sebatang aci bulat padu majmuk siri yang diperbuat daripada keluli yang mana bahagian AB = 300 mm dan BC = 150 mm. Diameter bahagian AB adalah 60 mm dan BC adalah 25 mm. Jika daya kilas 150 Nm dikenakan di bahagian hujung BC, kirakan tegasan ricih maksimum dalam aci majmuk ini dan jumlah sudut piuhan yang berlaku. Diberi G = 80 GN/m2

    A B C

    300 mm 150 mm

    60 mm 25 mm

    Rajah C13.1: Aci Bulat Padu Sambungan Siri

  • J3009/13/4

    KILASAN ACI

    Penyelesaian:-

    Bahagia AB dan BC adalah mengalami daya kilas yang sama iaitu 150 Nm. Tegasan ricih maksimum berlaku di bahagian BC kerana diameternya dalah lebih rendah daripada bahagian AB. Dari

    JT

    LG

    R ==

    Maka;

    4m 810 x 3.83

    32

    4)310 x (25

    32

    4dBC

    J

    =

    =

    =

    2

    8

    3BC

    maks

    MN/m 48.9610 x 3.83

    )10 x 150(12.5

    JTR

    ==

    =

    Sudut piuh bagi bahagian AB adalah:

    rad410 x 4.429

    )610 x (1.27980x10

    )3150(300x10

    ABGJABTL

    =

    =

    =

    4m 610 x 27.1

    32

    4)310 x (60

    32

    4dAB

    J

    =

    =

    =

    AB

    Sudut piuh bagi bahagian BC adalah:

    rad10 x 7.34)10 x (3.83910 x 80

    )310 x 150(150

    BCGJBCTL

    3

    8-

    =

    =

    =

    BC

  • J3009/13/5

    KILASAN ACI

    Jumlah sudut piuhan adalah: AC = AB + BC = 4.429 x 10-4 + 7.34 x10-3

    = 7.783 x10-3 rad

  • J3009/13/6

    KILASAN ACI

    AKTIVITI 13A

    UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA. SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA. 13A.1 Rajah 13A.1 adalah rod tembaga berdiameter 50 mm dan panjang 0.5 m

    disambungkan bersiri dengan satu paip keluli berdiameter luar 50 mm dan panjang 0.3 m. Sebuah piring berdiameter 100 mm dilekatkan tegar di hujung bebas paip keluli dan membawa beban 5 kN. Jika sudut piuhan paip keluli dua kali ganda sudut piuhan rod tembaga, kirakan:- a) Diameter dalam paip keluli b) Tegasan ricih maksimum yang dibenarkan bagi bar majmuk itu. c) Jumlah sudut piuhan dalam darjah Diberi: GKeluli = 82 GN/m2 GTembaga = 40 GN/m2

    Tembaga 50 mm

    Keluli 50 mm

    Piring 100 mm

    0.5 m 0.3 m

    5 kN Rajah 13A.1: Aci Bulat Padu Dan Aci Geronggang Sambungan Siri

    13A.2 Satu aci bulat padu (Rajah 13A.2) dikenakan daya kilas melalui dua piring yang dipasang pada B dan C. Aci ini dipasang tegar di D tetapi di A boleh berputar dalam galas. Setiap piring berdiameter 250 mm. Kirakan jumlah sudut piuhan AD.

  • J3009/13/7

    KILASAN ACI

    200 mm 200 mm 200 mmD C AB

    50 N250 N

    10 mm 10 mm 20 mm

    Rajah 13A.2: Aci Bulat Padu Sambungan Siri

  • J3009/13/8

    KILASAN ACI

    MAKLUMBALAS 13A

    TAHNIAH KERANA ANDA TELAH MENCUBA.!!!!!!!!!

    Jawapan. 13A.1 a) Diberi; K = 2T

    JT

    LG

    R

    kilasanPersamaan

    ==

    maka

    Oleh itu;

    32)d05.0(

    32)dD(J

    44

    44

    K

    =

    =

    Masukkan semua nilai dalam (1)

    GJTL=

    TK

    TK

    GJL2

    GJL

    GJTL2

    GJTL

    =

    =

    (1)

    Bar majmuk siri T = TK = TT

    47

    4

    4

    T

    m10x 6.13532

    )(0.0532

    )(DJ

    ==

    =

    mm 48.06 m0.04806d10 x 5.3355d10 x 9.1449d0.05

    )10 x (6.13510 x 402(0.5)

    )d(0.053210 x 82

    0.3

    64

    744

    79449

    ====

    =

  • J3009/13/9

    KILASAN ACI

    b) Daripada persamaan kilasan;

    JT

    LG

    R ==

    maka;

    2

    44

    3K

    K

    MN/m61.7632

    )048.005.0()10 x 250(25

    JTR

    =

    =

    =

    N.m 250210 x 10010 x 5

    R x PTjarakbeban x kilasDaya

    33

    =

    =

    ==

    2

    7

    3T

    T

    MN/m10.1810 x 6.135

    )10 x 250(25J

    TR

    ==

    =

    Maka; yang dibenarkan ialah = 10.18 MN/mmaks2

    c) Jumlah sudut piuhan = T + K

    o

    3-

    3

    8979

    KT

    KT

    0.858

    18010 x 14.988

    rad 10 x 14.988

    )10 x (9.24410 x 820.3

    10 x (6.13510 x 400.5250

    GJL

    GJLT

    GJTL

    GJTL

    =

    ==

    +

    =

    +

    =

    +

    =

  • J3009/13/10

    KILASAN ACI

    13A.2 Daya kilas pada B dan C adalah dengan menggunakan, T = P x R maka;

    N.m31.25)10 x 250(125T 3B

    = (ikut arah jam) (lawan arah jam) Untuk mengira jumlah sudut piuhan, kita perlu kira daya kilas yang

    berlaku pada setiap bahagian aci AB, BC dan CD. Ini boleh didapati dengan mengira keseimbangan daya kilas pada aci tersebut.

    Bahagian AB

    TAB = 0

    Bahagian BC TBC = TB = 31.25 N.m (ikut arah jam) Bahagian CD TCD = TB - TC = 31.25 6.25 = 25 N.m (ikut arah jam)

    = N.m6.25

    )10 x 50(125T 3C==

    ABCD

    TC = 6.25 N.m TB = 31.25 N.m

  • J3009/13/11

    KILASAN ACI

    Dari rumus piuhan; GJ

    TL =

    Bahagian AB AB = 0

    Bahagian BC

    Bahagian CD

    rad 0.0009)10 x (1.57110 x 80

    )10 x 6.25(200GJTL

    89

    3CD

    CD

    ==

    =

    Oleh itu jumlah sudut piuhan AD adalah: AD = AB + BC + CD = 0 + 0.0795 + 0.0009 = 0.0804 rad

    GJ

    TL=

    rad0.0795)10 x (9.81710 x 80

    )10 x 31.25(200GJTL

    109

    3BC

    BC

    ==

    =

    410

    43-

    4

    BC

    m10 x 9.81732

    )10 x (1032(DJ

    ==

    = )

    (ikut arah jam)

    48

    43-

    4

    CD

    m10 x 1.57132

    )10 x (2032

    )(DJ

    ==

    =

    (ikut arah jam)

  • J3009/13/12

    KILASAN ACI

    13.2 ACI MAJMUK SELARI

    Aci majmuk selari adalah terdiri daripada gabungan dua atau lebih aci bulat padu (rod) dengan aci geronggang (tiub) yang disambungkan secara selari. Aci majmuk ini juga terdiri daripada bahan yang berlainan, panjang yang sama dan diikat tegar di antara satu sama lain. Daya kilas yang bertindak pada aci majmuk selari adalah dikongsi di antara komponen-komponen aci tersebut.

    Merujuk Rajah 13.2, jika daya kilas dalam aci 1 ialah T1 dan dalam aci 2 ialah T2, maka daya kilas yang dikenakan dalam aci majmuk selari adalah: T = T1 + T2 Sudut piuhan yang dialami oleh aci 1 dan aci 2 adalah sama, oleh itu:

    = 1 = 2 Maka;

    T T

    Bahan 1

    Bahan 2

    Rajah 13.2: Aci Majmuk Selari

    Persamaan kilasan

    =

    =

    22

    22

    11

    11

    JGLT

    JGLT

    GJTL

    =

    32DJ

    32)d(DJ

    42

    2

    41

    41

    1

    =

    =

  • J3009/13/13

    KILASAN ACI

    Tegasan ricih maksimum dalam setiap aci boleh ditentukan melalui:

    ( )1

    111maks J

    RT=

    ( )21

    222maks J

    RT=

    R1 = jejari aci 1 R2 = jejari aci 2

    Contoh 13.2 Sebatang aci majmuk selari yang terdiri daripada bar padu keluli yang disarungkan di bahagian luarnya oleh satu tiub tembaga seperti ditunjukkan dalam Rajah C13.2. Satu daripada hujung bar majmuk itu diikat tegar pada dinding dan pada hujung bebas dikenakan daya kilas sebanyak 1 kN.m. Kirakan tegasan ricih maksimum di dalam keluli dan tembaga. Gkeluli = 80 GN/m2 dan Gtembaga = 47 GN/m2

    Tiub tembaga

    D = 40 mm

    1 kNm

    Rajah C13.2: Tiub Tembaga Dan Rod Keluli Yang disambung Selari

    Rod keluli D = 30

    Penyelesaian:- Daya kilas yang dikenakan dalam aci majmuk selari adalah: T = TT + TK

    (1) 1 x 103 = TT + TK

  • J3009/13/14

    KILASAN ACI

    Sudut piuhan yang dialami oleh tiub tembaga dan rod keluli adalah sama, oleh itu:

    = T = KPersamaan kilasan

    Daya kilas maksimum dalam keluli dan tembaga boleh diperolehi seperti berikut

    =

    =

    TT

    TT

    KK

    KK

    JGLT

    JGLT

    GJTL

    =

    49

    4

    4K

    K

    49

    44

    4T

    4T

    T

    m 10 x 79.5232

    )(0.0332DJ

    m 10 x 171.8132

    )0.03(0.0432

    )d(DJ

    ==

    ==

    =

    =

    Oleh kerana kedua-dua bahan adalah sama panjang iaitu LK = LT, maka:

    441NmT559NmT

    0.7878TT10 x (171.8110 x 47

    T)10 x (79.5280x10

    TJG

    TJG

    T

    T

    K

    TK

    99T

    99K

    TT

    T

    KK

    K

    ==

    ==

    =

    (2) Persamaan (2) dalam (1)

    ( )

    2

    9

    K

    KKKmaks

    MN/

    3

    m 105.410 x 79.52

    x 559(15

    JRT

    ==

    =

    )10

    ( )

    2

    9

    3T

    TTTmaks

    MN/m 51.310 x 171.81

    )10 x 441(20

    JRT

    ==

    =

    Tegasan ricih maksimum adalah berlaku di bahagian luar aci, maka: RK = 15 mm RT = 20 mm

  • J3009/13/15

    KILASAN ACI

    13.3 PENGHANTARAN KUASA OLEH ACI

    Tujuan utama penggunaan aci adalah untuk memindahkan kuasa dari sebuah motor atau enjin kepada sebuah mesin atau kotak gear dan sebagainya. Penggunaan aci didapati secara meluas dalam bidang kejuruteraan, khususnya bidang automotif, perkapalan dan perkilangan. Rajah 13.3 menunjukkan bagaimana kuasa dari sebuah motor dipindahkan ke sebuah mesin melalui sebatang aci. Kuasa yang dibawa oleh aci tersebut boleh diperolehi melalui perkaitan, Di mana;

    motor

    mesin

    aci

    Rajah 13.3: Pemindahan Kuasa Dari Sebuah Motor Ke Sebuah Mesin Dengan Menggunakan Sebatang Aci

    60NT2P

    Taci)putaran (kelajuan x )(dayakilas

    ===Kuasa

    60N2

    =

    P = Kuasa (Watt) T = Dayakilas (Nm) = kelajuan putara aci (rad/s) N = Kelajuan putaran aci (p.s.m)

  • J3009/13/16

    KILASAN ACI

    Contoh 13.3 Rajah C13.3 menunjukkan sebatang aci keluli penghantar kuasa yang berongga. Aci tersebut mempunyai panjang 525 mm dan diameter luarnya adalah 50 mm. Jika kelajuan putaran aci adalah 210 p.s.m dan tegasan ricihnya tidak boleh melebihi 70 MN/m2, kirakan kuasa maksimum yang boleh disalurkan pada aci tersebut. Penyelesaian:- Rajah C13.3 merupakan aci majmuk sambungan siri, maka: T1 = T2 = T Kira momen luas kedua kutub bagi kedua-dua bahagian; Bahagian 1 Bahagian 2 Untuk mengira T maksimum yang sesuai bagi aci tersebut, aci yang mempunyai momen luas kedua yang kecil dipilih dan tegasan ricih maksimum pula berlaku di bahagian luar aci, maka R = 30 mm.

    60 mm 30 mm 40 mm

    525 mm

    Rajah C13.3: Sebatang Aci Berongga

    46

    1244

    42

    42

    2

    m 10 x 1.1932

    10 x )30(6032

    )d(DJ

    =

    =

    =

    46

    1244

    41

    41

    1

    m 10 x 1.0232

    10 x )40(6032

    )d(DJ

    =

    =

    =

  • J3009/13/17

    KILASAN ACI

    Dari rumus kilasan;

    Maka, kuasa maksimum adalah:

    Nm238010x30

    )10x02.1(10x70RJT

    JT

    R

    3

    66

    maks

    ==

    =

    =

    = 70 MN/m2J = 1.02 x 10-6 m4R = 30 mm = 30 x 10-3 m

    kW52.338 W 5233860

    )210(22380

    60N2TP

    TP

    maks

    ==

    =

    ==

    60N2

    =

  • J3009/13/18

    KILASAN ACI

    AKTIVITI 13B

    UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA. SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

    13B.1 Satu aci geronggang mempunyai diameter luar 75 mm dan diameter dalam

    60 mm direkabentuk untuk memindahkan kuasa 150 kW pada kelajuan 2000 p.s.m. Jika tegasan alah bagi bahan aci tersebut adalah 130 MN/m2, Kirakan: a) Faktor keselamatannya. b) Jika aci tersebut ditukarkan dengan aci padu yang mempunyai

    diameter luar yang sama, berapakah faktor keselamatannya.

    13B.2 Sebatang aci berongga mempunyai panjang keseluruhan 510 mm dan diameter luar 50 mm. Sebahagian daripada panjangnya mempunyai diameter dalam 25 mm dan bahagian yang lain mempunyai diamerter dalam 38 mm. Sekiranya tegasan ricih tidak boleh melebihi 70 MN/m2, kirakan: a) Kuasa maksimum yang boleh dipindahkan oleh aci tersebut pada

    kelajuan 210 p.s.m. b) Panjang kedua-dua bahagian aci tersebut jika sudut piuh untuk

    kedua-dua bahagian aci adalah sama.

    13B.3 Sebatang aci padu berdiameter 200 mm mempunyai luas keratan rentas yang sama dengan sebatang aci geronggang yang diperbuat daripada bahan yang sama yang berdiameter dalam 150 mm. Aci tersebut berputar sebanyak 120 p.s.m dan tegasan ricih maksimum yang dibenarkan adalah 62 MN/m2. Kirakan:- a) Nisbah kuasa yang dihasilkan oleh kedua-dua aci tersebut pada sudut

    kilasan yang sama. b) Nisbah sudut kilasan bagi kedua-dua aci ini apabila panjang dan

    tegasan yang dikenakan adalah sama.

  • J3009/13/19

    KILASAN ACI

    MAKLUM BALAS 13B

    TAHNIAH KERANA ANDA TELAH MENCUBA.!!!!!!!!!

    Jawapan. 13B.1 a)

    Nm716.197T602000)(2T10 x 150

    60N2TP

    TP

    3

    =

    =

    ==

    Dari rumus kilasan;

    Nm 716.197Tm 10 x 1.834

    32)0.060(0.075

    32)d(DJ

    m 0.0375210 x 75

    2DR

    46

    44

    44

    3

    ==

    =

    ===

    =

    2

    6

    MN/m 14.64410 x 1.8340375)716.197(0.

    JTR

    JT

    R

    ==

    =

    =

  • J3009/13/20

    KILASAN ACI

    8.87710 x 14.644

    10 x 130

    F.S

    kerjaricih Tegasan alahricih Tegasan nkeselamataFaktor

    6

    6

    kerja

    alah

    ==

    =

    =

    b)

    46

    4

    4

    m10 x 3.10632

    )(0.07532DJ

    ==

    =

    Dari rumus kilasan;

    2

    6

    kerja

    MN/m 8.647 10 x 3.1060375)716.197(0.

    JTR

    JT

    R

    ==

    =

    =

    R = 0.0375 m T = 716.197 Nm

    034.1510 x 8.647

    10 x 130

    F.S

    kerjaricih Tegasan alahricih Tegasan nkeselamataFaktor

    6

    6

    kerja

    alah

    ==

    =

    =

  • J3009/13/21

    KILASAN ACI

    13B.2 a) Oleh kerana tegasan ricih maksimum berlaku pada jejari yang

    sama bagi kedua-dua bahagian aci, nilai dayakilas yang dibenarkan adalah bergantung kepada nilai momen luas kedua kutub iaitu nilai J yang paling kecil. Nilai J yang kecil adalah pada aci yang mempunyai diameter dalam yang besar. Oleh itu nilai J yang paling kecil adalah:

    Dari teori kilasan,

    46

    44

    41

    41

    1

    m10 x 0.4132

    )380.0(0.0532

    )d(DJ

    =

    =

    =

    Nm10x 1.14810 x 25

    )10 x (0.4170x10RJT

    JTR

    3

    3

    66

    maks

    ==

    =

    =

    maks = 70 MN/m2 R = D/2 = 50/2

    = 25 mm

    Kuasa maksimum adalah:

    kW 25.246P60210)(210 x 1.148

    60N2TP

    TP

    maks

    3

    maks

    maks

    =

    =

    ==

  • J3009/13/22

    KILASAN ACI

    b) Bagi aci majmuk siri, nilai dayakilas adalah sama maka: T = T1 = T2 Daripada persamaan kilasan, L

    JGT,maka

    JT

    LG

    R

    =

    ==

    Oleh kerana T1 = T2Maka:

    1.40310 x 0.4110 x 5.752

    JJ

    LL

    LJG

    LJG

    6

    71

    2

    1

    2

    21

    ==

    =

    =

    21

    21

    GG

    ==

    47

    44

    2

    m 10 x 5.75232

    )0.025(0.05J

    =

    =

    (1) Oleh itu, L2 = 1.403L1

    (2) Tetapi, L1 + L2 = 510 mm Persamaan (1) dalam (2)

    mm 298212510L =

    mm 2122.403

    L

    5101.403) (1L

    2

    1

    1

    =

    ==

    + =510

  • J3009/13/23

    KILASAN ACI

    13B.3 a) Oleh kerana luas keratan rentas adalah sama, oleh itu:

    ( )

    mm 250D10 x 15010 x 200D

    4)10 x (150D

    4)10 x (200

    4)d(D

    4D

    AA

    2

    6622

    2322

    23

    22

    22

    21

    21

    =+=

    =

    ==

    Daripada persamaan kilasan

    RJT,maka

    JT

    R

    =

    = Dayakilas yang dihasilkan oleh aci padu adalah:

    kNm 97.40210 x 100

    )10 x (1.57110 x 62R

    JT

    3

    46

    padupadu

    ==

    =

    44

    43

    padu

    m 10 x 1.57132

    )10 x (200J

    ==

    Dayakilas yang dihasilkan oleh aci geronggang adalah;

    kNm 565.65110 x 125

    )10 x (3.33810 x 62R

    JT

    3

    46

    gerongganggeronggang

    ==

    =

    ( )

    m10 x 125210 x 250R

    m 10 x 3.33832

    )10 x (150)10 x (250J

    33

    44

    4343

    geronggang

    ===

    =

  • J3009/13/24

    KILASAN ACI

    Daripada rumus kuasa;

    ==

    60N2TP

    TP

    b) Oleh kerana kedua-dua tegasan adalah sama, oleh itu:

    21 = Daripada persamaan kilasan;

    LRG

    =

    Maka;

    1.699kNm 97.402kNm 165.565

    TT

    T60

    N2

    T60

    N2padu aci kuasa

    geronggang aci kuasakuasaNisbah

    padu

    geronggang

    padu

    geronggang

    ==

    =

    =

    =

    1.25mm 100mm 125

    RR

    R)(R)(L

    RGL

    RG

    1

    2

    2

    1

    21

    21

    ==

    ==

    =

    L1 = L2Kedua-dua bahan adalah sama jenis, maka; G1 = G2

    PENILAIAN KENDIRI

  • J3009/13/25

    KILASAN ACI

    Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba soalan dalam penilaian kendiri ini dan semak jawapan dari pensyarah modul anda. Selamat mencuba dan semoga berjaya !!!!!!!!!!!!! 1. Nisbah diameter dalam kepada diameter luar bagi sebatang aci adalah 0.6.

    Kirakan diameter-diameter yang sesuai bagi aci ini jika ianya diperlukan menghantar kuasa 1.5 MW pada kelajuan 220 p.s.m dan tegasan ricih maksimum yang dibenarkan ialah56 MN/m2.

    2. Sebatang aci keluli bergeonggang diperlukan untuk menggantikan sebatang aci

    keluli padu yang digunakan untuk menghantar kuasa pada kelajuan 300 p.s.m. Diameter luar dan dalam aci geronggang ialah 100 mm dan 75 mm masing-masing. Jika tegasan ricih maksimum bagi kedua-dua aci ialah 70 MN/m2, kirakan;- a) Kuasa yang dihantar b) Diameter aci padu c) Nisbah dayakilas aci bergeronggang dengan aci padu

    G = 80 GN/m2

    3. Sebatang aci padu dipasang ke dalam tiub aloi berdiameter luar 300 mm dan

    panjangnya 3 m. Aci majmuk selari ini dikenakan dayakilas 70kNm dan piuhan yang dialami adalah sama bagi kedua-dua bahagian aci. Jika tegasan ricih maksimum dalam kedua-dua aci majmuk ini tidak boleh melebihi 11 MN/m2, kirakan:- a) Diameter dalam tiub aloi b) Sudut piuhan bagi aci majmuk

    Gkeluli = 80 GN/m2 ; Galoi = 40 GN/m2

  • J3009/13/26

    KILASAN ACI

    4. Sebatang aci majmuk dibebankan seperti Rajah 4 berputar dengan kelajuan 110

    p.s.m. Jika modulus ketegaran bagi keseluruhan aci adalah 80 GN/m2, kirakan:- a) Momen luas kedua kutub bagi kedua-dua aci b) Tegasan ricih maksimum bagi kedua-dua aci c) Jumlah sudut piuhan bagi aci majmuk,AC (dalam darjah) d) Kuasa yang dipindahkan melelui aci AB dan BC

    50 mm 65 mm

    2 m 1 m

    A C

    45 kNm

    B

    15 kNm 30 kNm

    Rajah 4: Aci Majmuk Siri Yang Dikenakan Daya Kilas 5. Sebatang aci bulat padu yang diperbuat daripada aloi berdiameter 100 mm

    disambungkan secara siri dengan sebatang aci bergeronggang keluli yang mempunyai diameter luar sama dengan diameter aloi. Kirakan diameter dalam aci keluli jika sudut piuhan bagi kedua-dua bahagian aci adalah sama. Jika aci majmuk ini dikehendaki menghantar kuasa 200 kW, kirakan putaran aci majmuk yang dibenarkan. Tegasan ricih maksimum bagi aloi ialah 52 MN/m2 dan 75 MN/m2 bagi keluli.

    Gkeluli = 2Galoi

  • J3009/13/27

    KILASAN ACI

    MAKLUM BALAS KENDIRI

    Adakah anda telah mencuba ?

    Jika Ya, sila semak jawapan anda.

    Jawapan 1. d = 189.5 mm ; D = 113.7 mm

    2. a) 590.31 kW b) 66 mm c) 4.72

    3. a) 150 mm b) 0.012 rad

    4. a) i) 6.136 x 10-7 m4 ii) 1.752 x 10-6 m4

    b) i) 1833.44 MN/m2 ii) 556.35 MN/m2

    c) 117.31o d) i) 518.36 kW ii) 345.58 kW

    5. 84 mm ; 187.07 p.s.m

    KILASAN ACI