RESISTANCE A LA TRACTION-COMPRESSION

Exercice 1

Mise en situation

Une tige en acier soumise à de la traction. On veut vérifier que son diamètre a été correctement choisi.

Hypothèses et données

Travail demandé

  1. Calculer la contrainte normale σ supportée par la tige, en MPa.
  2. Calculer la résistance pratique à la traction Rpe, en MPa.
  3. Cette tige peut-elle supporter la force F? Est-elle correctement dimensionnée?

Exercice 2

Mise en situation

On souhaite dimensionner une pièce en alliage d'aluminium, de section carrée, soumise à de la traction.

Hypothèses et données

Travail demandé

Calculer l'épaisseur minimale e de cette pièce.

Exercice 3

Mise en situation

On se demande si la pièce ci-dessous, usinée dans de l'acier S335, peut résister à l'effort de traction à laquelle elle est soumise. En effet, elle comporte un changement brusque de section, engendrant une concentration de contraintes.

Hypothèses et données

Travail demandé

  1. Vérifier, à l'aide d'un logiciel, le coefficient de concentration de contraintes.
  2. Quelles sont les contraintes σ1, σ2 et σ3 supportées par le matériau dans chacune des trois zones?
  3. Quelle est la contrainte maximale supportée par le matériau?
  4. La pièce est-elle correctement dimensionnée? Le coefficient de sécurité s est-il respecté?

Exercice 4

Mise en situation

Un poteau en béton armé, de section tubulaire, doit supporter le plancher d'un immeuble. La lourde charge à laquelle il est soumis engendre un effort de compression important. On souhaite déterminer la qualité du béton approprié pour cet ouvrage.

Hypothèses et données

Travail demandé

  1. Quelle doit être la résistance minimale à la compression du béton, notée fc28?
  2. Proposer une désignation pour une qualité de béton appropriée.

Exercice 5

Mise en situation

La chaîne d'un palan utilisé dans un atelier est composée d’une suite de maillons en acier, tous identiques. On souhaite connaître avec précision la charge qu'elle peut supporter.

Hypothèses et données

Travail demandé

  1. Proposer une relation permettant de calculer la force F en fonction de la contrainte σ dans la chaîne.
  2. Déterminer la force maximale Fm que peut supporter cette chaîne avant rupture, en daN.
  3. Calculer la force maximale Fe à ne pas dépasser, en daN, pour que la déformation de la chaîne reste dans le domaine élastique.
  4. En déduire la force limite Fl à ne pas dépasser, en daN, tenant compte du coefficient de sécurité choisi.

Exercice 6

Mise en situation

Dans un mécanisme, une biellette est soumise à un effort de compression. Ses dimensions étant imposées, on souhaite choisir le matériau adapté pour cette pièce.

Hypothèses et données

AcierS185S235S275S355
Re (MPa)185235275355

Travail demandé

  1. Déterminer la contrainte normale σ dans la biellette, en MPa.
  2. Compte tenu du coefficient de sécurité, proposer le matériau adapté pour cette pièce.

Exercice 7

Mise en situation

On souhaite réaliser une barre d’attelage de section rectangulaire, en acier, pour remorquer un wagonnet dans une usine.

Hypothèses et données

AcierS185S235E295E360C55
Re (MPa)185235295360420

Travail demandé

  1. Calculer la contrainte normale σ que supporte la barre d'attelage.
  2. Déterminer la résistance limite élastique Re que doit avoir l'acier constituant la barres d'attelage, en tenant compte du coefficient de sécurité.
  3. Indiquer quels aciers, parmi ceux indiqués dans le tableau, peuvent convenir pour cette barre d'attelage.

Exercice 8

Mise en situation

Un vérin hydraulique à double effet, dont le schéma normalisé est proposé ci-dessous, développe une force jugée importante. On souhaite vérifier que la tige de ce vérin résistera à l'effort de compression auquel elle est soumise.

Hypothèses et données

Travail demandé

  1. Quelle force F développe le vérin, sachant que la tige sort?
  2. En déduire la contrainte normale σ subie par la tige de vérin.
  3. Cette contrainte est-elle compatible avec l'acier utilisé?