Généralités sur la resistances des matériaux

GÉNÉRALITÉS SUR LA RESISTANCES DES MATÉRIAUX

Utilisation de résistance des matériaux

La résistance des matériaux est une science qui traite les méthodes d’ingénieur employées pour le calcul de résistance de rigidité et de stabilité des éléments de machines et des ouvrages. On appelle « résistance » la capacité d’une structure, de ses parties et de ses pièces de supporter, sans se détruire, une charge déterminée. La rigidité est la capacité d’une structure et de ses éléments de s’opposer à la déformation due à des charges extérieures (modification de la forme et des dimensions). Les déformations ne doivent pas, pour des charges données de poser des valeurs déterminées, établies conformément aux exigences requises pour ladite structure. La stabilité est la capacité d’une structure et de ses éléments de conserver une forme initiale donnée, correspondant à l’état d’équilibre élastique. Pour que les structures répondent dans l’ensemble, aux exigences requises pour leur résistance, rigidité et stabilité, il faut conférer à leurs éléments. La forme la plus rationnelle et déterminer les dimensions correspondantes. Pour traiter ces problèmes, la résistance des matériaux doit se baser sur les données théoriques et expérimentales de la mécanique appliquée, de la physique e de la technologie des matériaux.

Poutre utilisée en résistance des matériaux 

a)Définitions :
On appelle poutre un corps dont le volume est engendré par une surface plane S dont le centre de gravité G d’écrit une ligne, donnée GO G1 . Cette ligne est appelée ligne moyenne (fibre moyenne) de la poutre. D’une manière générale, en RDM : On peut définir une poutre comme étant une pièce dont la section est petite par rapport à la longueur. La surface S est invariable au avec une petite variation.

b) Propriété de la poutre
• La ligne moyenne GO G1 est une droite ou une courbe
• Le rapport des dimensions transversales et la longueur du corps doit être petit avec un ordre de grandeur de 1/10 à 1/5 .

Hypothèse adoptée à la résistance des matériaux

En réalité, les matériaux de constructions sont loin d’être parfaite, pour faire l’étude théorique, on recourt à des hypothèses simplificatrices qui sont : la continuité de la matière, l’homogénéité, isotropie, élasticité. La vérification expérimentale des relations de calcule établies dans ce qui suit à partir des hypothèses, a montré que l’erreur qu’elles apportent est négligeable et dans la pratique, on ne peut pas en tenir compte.
❖1ère Hypothèse : Continuité
La matière d’un corps est de structure continue
❖2ème Hypothèse : Homogénéité
Le matériau de la pièce est homogène, c’est-à-dire qu’il possède en tous ses points les mêmes propriétés.
❖3ème Hypothèse : Isotropie
Le matériau de la pièce est isotrope, c’est-à-dire qu’il possède les mêmes propriétés dans toutes les directions.
❖4ème Hypothèse : Elasticité
Avant l’application de la charge, les forces intérieures initiales n’interviennent pas dans le corps. La résistance à la modification de la forme et des dimensions du corps sous charge est assurée par les forces d’interaction entre les particules du matériau, appelées forces élastiques.
❖5ème Hypothèse : Principe de l’indépendance de l’effet des forces Le résultat de l’action sur un corps d’un système de force est égal à la somme des résultats de l’action de ces mêmes forces appliquées au corps successivement dans un ordre quelconque. Cette hypothèse n’est utilisable dans le cas des corps déformables que sous les deux conditions suivantes :
• Les déplacements des points d’application des forces sont petits par rapport aux dimensions du corps.
• Les déplacements qui résultent de la déformation du corps dépendent Linéairement des forces appliquées. De tels corps s’appellent corps linéairement déformables ou vérifiant la loi de HOOKE
❖6ème Hypothèse : Aux points du corps assez éloignés du point d’application des charges, les forces intérieures ne dépendent que faiblement du mode concret d’application de ces charges.

MATERIELS NECESSAIRES AU LABORATOIRE

Stand multiposte

Description du poste
Il est principalement constitué par :
– Un cadre rigide en construction soudée,
– Deux dispositifs de mise en charge de flexion et de traction (système écrou)
– Des dispositifs de mesures (mesure de force et déformation) .

Le cadre est formé par un poste en IPN en U. l’éprouvette ayant la section rectangulaire est encastré sur l’autre montant. Par l’une de ces extrémités s’articulent les pièces portant la charge que l’on va mesurer à l aide de deux dynamomètres, l’un pour la charge en traction et l’autre pour la flexion simple. On utilise des jauges extensiometriques pour mesurer ces déformations.

Equipement nécessaire

Bâti
Pour avoir la stabilité du stand, on doit construire un bâti composé de deux parties :
– Partie supérieure (cadre)
– Partie inferieure (pied) .

L’assemblage est fait à l’aide des vis-écrou et ainsi démontable.
Avantage : montage et démontage facile, déplacement facile .
Matérialisation des liaisons hélicoïdales .

On utilise le guidage en translation ,

Avantage :
-Système facile à réaliser
-Guidage pièces démontable .

Dynamomètre
Le dynamomètre permet donc de mesurer l’intensité des forces qui s’exerce sur un corps quelle que, soit l’origine de celle-ci : Force musculaire, action d’une ficelle ou d’une corde, etc.…

Jauges extensiométriques 
L’extensomètre est une moyen de mesure plus performât que les comparateur. Elle utilise des jauges de déformations. La jauge la plus simple est constituée d’un fil, souvent en constantan collé en zigzag sur un support très mince. Les jauges sont collées sur la structure à étudier à des endroits bien précis, Ainsi, lorsque la structure est soumise à une certaine sollicitation, celle-ci se déforme, et la jauge se déforme alors de la même manière que le matériau à l’endroit où elle est placée, et suivant la direction de la plus grande longueur de fils de la jauge.

Pont de Wheatstone
Ces jauges sont branchées à un pont d’extensomètre (dit de Wheatstone) sous tension. Il circuit donc un courant dans le fil de la jauge. Si l’éprouvette subit une déformation, le fil en subit une aussi (∆L), et ainsi, sa résistance électrique varie (∆R), de même pour la valeur lue sur le pont. On peut donc relier cette différence de valeur entre les deux états à la déformation subie par l’éprouvette.

Table des matières

INTRODUCTION
PARTIE I
I.GENERALITE SUR LA RESISTANCEDES MATERIAUX
a)Rôles de la résistance des matériaux
b) Hypothèses adoptée à la résistance des matériaux
II. ETUDE THEORIQUE DES DIFFERENTS TYPES DE SOLLICITATION
II.1 Sollicitation simples
II.1 a- Traction (compression)
II.1 b- Cisaillement
II. 1 c-Torsion
II.1 d- Flexion
II.2 Sollicitation composées
II.2 a- Flexion déviée
II.2 b- Torsion cisaillement
II. 2 c-Traction – torsion
II.2 d- Flambage
II.2 e- Flexion -Traction
PARTIE II
III.MATERIELS NECESSAIRES AU LABORATOIRE
III.1Stand multiposte
III.2 Stand de flexion déviée
III. 3 Stand de flexion simple et de torsion simple
III.4 Machine d’essai de compression
III.5 Machine d’essai de traction, compression, torsion
III.6 Machine d’essai de traction
III.7 Appareil de test de résistance à la courbure
IV.EQUIPEMENTS NECESSAIRES AU LABORATOIRE
IV.1 Bâti
IV.2 Poutre
IV. 3 Eprouvette
IV.4 Dynamomètre
IV.5 Comparateur
IV.6 Jauge extrensiometrique
IV.7 Pont de Wheatstone
IV.8 Câble
IV.9 Pied à coulisse
IV.10 Maison
IV.11 Disposition des équipements et matériels nécessaires
IV.12 Coût des équipements et matériels nécessaires
IV.13 Proposition et réalisation d’un nouveau poste de T.P
PARTIE III
V.PROTOCOLE DES TRAVAUX PRATIQUES
A- Travaux pratique de R.D.M n°1
Flexion simple
B- Travaux pratique de R.DM n°2
Flexion composée de traction
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXE

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