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Notions de mecaniques basiques

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Notions de mecaniques basiques Empty Notions de mecaniques basiques

Message par sanogara Mar 12 Fév - 20:02

Bonjour à tous,

En stage ne B.E j’aurais quelques
questions, qui vous paraîtront basiques mais sur lesquels je bute légèrement.

Je ne cherche pas nécessairement
des formules mathématiques mais plus des exemples concrets qui me permettront
de maîtriser ces notions.

Quelles différence y’a-t-il entre une « charge »
et une « force » ?

Qu’elle différence existe-t-il
entre une « pression » et une « contrainte » qui se définisse
tout deux par la relation P=F/S. Dans le jargon des B.E, on entends souvent :
« cette pour être est soumise à une contrainte de tant »… ou « cette
poutre est sollicité à tant de MPa » ? J’arrive difficilement à faire
la distinction.

De plus qu’est qu’un « effort » (en N ?), un
effort tranchant (en Pa ?).

Considérons une poutre en porte à
faux sur une longueur de x mètre. La poutre n’est pas fixée. En appliquant une
force (charge ?) à son extrémité, la poutre aura tendance à pivoter par
rapport au point d’impact de la force (le pivot ?)…est-ce une bonne représentation
d’un moment mécanique (N.m) ? Une
voiture qui roule à 100km/h signifie qu’elle parcourt 100km en l’espace d’une
heure…de la même façon que signifie un moment de 100N.m ?

Supposons maintenant qu’une extrémité
de cette poutre soit encastrée dans un mur.
La poutre ne peut plus pivoter autour du pivot et la poutre aura tendance à se déformer,
que devient le moment de la force, est-il nul ?

Comment compare t’on une inertie.
Je pense aux différents types de profilé en acier (UPN, IPN…). Quand, quels
critères sont à prendre en compte pour l’utilisation d’un de ces profils.

Considérons une poutre verticale
fixée dans le sol. J’applique une force à son extrémité. La poutre aura
tendance à vouloir pivoter autour du pivot mais l’encrage aura tendance à empêcher
ce mouvement naturel.

Comment puis-je déterminé la
force (N) maxi à appliquer pour rompre cette résistance (Pa) instaurée par
cette fixation ?

Merci de vos précisions et du
temps passé.

sanogara

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Message par Rafik Mer 13 Fév - 11:30

Salam mon frère

Quelles différence y’a-t-il entre une « charge »
et une « force » ?
Apparemment, il n’y a pas de différence, mais a mon avis, on utilise le mot « force » lorsque cette force et le centre d’intérêt, je dis par exemple : j’ai fabriqué un vérin qui peut développée une force de tel MN, et on parle de « charge » surtout en mécanique et génie civil, lorsque le centre d’intérêt et l’objet qui est soumis a cette force (pièce mécanique, bâtiment, …), et d’ailleurs comme le mot l’indique, charge vient de fardeau, embarras
Donc, j’aimerai bien avoir un vérin qui développe une grande « force », et un bâtiment, une poutre, …qui supporte le minimum de « charge »

Qu’elle différence existe-t-il
entre une « pression » et une « contrainte » qui se définisse
tout deux par la relation P=F/S. Dans le jargon des B.E, on entends souvent :
« cette pour être est soumise à une contrainte de tant »… ou « cette
poutre est sollicité à tant de MPa » ? J’arrive difficilement à faire
la distinction.

En fait, on a toujours tendance a lier la pression aux fluides et la contrainte aux solides, et on dit par exemple : Pression et une charge (surfacique) exerce par un fluide sur un solide

Pour la contrainte, comme déjà le mot indique, on imagine un obstacle, une barrière, ou plus précisément « une résistance » de la part du solide, on peut écrire par exemple « la contraintes développée dans ce solide due a la pression de tel fluide »

Et encore plus présidaient, lorsqu’on ecrit que la contrainte = F/S, on réalité c une composante parmi les six composantes possibles (selon les six degrés de liberté) pour les contraintes : (Sigmax, sigmay et sigma z) qui sont les composantes normales (Tau-xy, Tau-xz, et Tau-yz) qui sont les composantes tangentielles)

Et donc a la limite on peut dire qu’une pression et contraintes normales (une des trois composantes normales, et ceux toujours par rapport un système de coordonnée bien définie a priori)

De plus qu’est qu’un « effort » (en N ?), un
effort tranchant (en Pa ?).
« un effort tranchant » (en N) et « contraintes tangentielle » (en Pa), un effort tranchant et toujours en (N) c une force, quoi que certaines référence utilise le mot « effort » pour traduire «une contrainte »

Considérons une poutre en porte à faux sur une longueur de x mètre. La poutre n’est pas fixée. En appliquant une force (charge ?) à son extrémité, la poutre aura tendance à pivoter par rapport au point d’impact de la force (le pivot ?)…est-ce une bonne représentation d’un moment mécanique (N.m) ? Une voiture qui roule à 100km/h signifie qu’elle parcourt 100km en l’espace d’une heure…de la même façon que signifie un moment de 100N.m ?


un moment (une force et un bras de levier) est la capacité d'une force à faire tourner un solide autour d'un point donné, qu'on nomme pivot.
Et on dit donc, qu’une force de 100N perpendiculaire a un bras de levier de 1m et qui passe par le pivot, ce schéma de force provoque un moment de 100N.m par rapport au pivot

Supposons maintenant qu’une extrémité
de cette poutre soit encastrée dans un mur.
La poutre ne peut plus pivoter autour du pivot et la poutre aura tendance à se déformer, que devient le moment de la force, est-il nul ?


le premier schéma est un problème de mécanique des corps solide indéformable
le deuxième schéma est un problème de mécanique des corps solide indéformable (ou problème de résistance des matériaux)

Comment compare t’on une inertie.
Je pense aux différents types de profilé en acier (UPN, IPN…). Quand, quels
critères sont à prendre en compte pour l’utilisation d’un de ces profils.

le critère de choix entre les profilées métalliques normalisées dépend bien sure de l’inertie, mais c pas le seul critères, et il y a bien sure d’autres critères pratiques, par exemple le mode d’assemblage a la structure, le mode de « chargement » symétrique ou non, …ect

Considérons une poutre verticale
fixée dans le sol. J’applique une force à son extrémité. La poutre aura
tendance à vouloir pivoter autour du pivot mais l’encrage aura tendance à empêcher
ce mouvement naturel.

Comment puis-je déterminé la
force (N) maxi à appliquer pour rompre cette résistance (Pa) instaurée par
cette fixation ?

cela dépend de la résistance de la poutre et du sol, il se peut (si on fait l’hypothèse théorique d’un sol de résistance infini) que la poutre se rompe avant
mais dans le cas classique, cela dépend de l’ancrage, de la résistivité du sol (qui dépend des caractéristiques mécaniques du sol)


je ne sais pas si cela repond un peut a vos questions, mais je trouve que c toujours bon de revenir aux définitions élémentaires
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Message par sanogara Mer 13 Fév - 13:52

j'ai pas encore lu mais un grand merci d'avoir pris la peine de répondre.

J'ai toujours penseé que d'avoir de bonnes bases permettait une meilleur compréhension.

1000 merci

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Message par sanogara Dim 17 Fév - 0:51

J'ai pris le temps de bien lire tes réponses et je t'en remercie.

Cependant la notion de moment m'est encore ambigue. J'ai continué mes recherches sur , le net. Dans le cas des poutres, on ne parle pas de moment mais plus de moment fléchissant ( rien a voir visiblemnt avec le fait de pivoter autour d'un pivot ?)

Pour tous vous avouer j'ai énormément de mal à interpréter les différents diagrammes (cisaillement, moment...)

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Message par Rafik Dim 17 Fév - 1:09

a mon avis, il faut bien faire la différence entre :

la mécanique du point matériel ou la mécanique des corps rigide (là ou on applique des forces sur un objet et voir l'influence de ces forces sur le mouvement de l'objet) appelée aussi mouvement du corps rigide (l’hypothèse du corps rigide indéformable)

et

la mécanique du solide (là ou on étudie l'influence des forces appliquées sur le comportement internes de l'objet: contraintes et deformations) appelée aussi résistance des matériaux, ou la mécanique des objets déformable)
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Message par sanogara Dim 17 Fév - 2:52

oui exact.

je parle de resistance de matériaux ou j'ai un peu de mal à construire et à interpréter les différents diagramme.

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Message par Rafik Mer 20 Fév - 16:51

Bonjour

J’estime nécessaires de donner certaines définitions, des définitions qui présentent les différentes branches de la mécanique, et je ne sais pas si cela exhibe certaines ambigüités… ?

La représentation mathématique d'un système mécanique et importante en mécanique (et en physique en général). Cette représentation sera plus ou moins complexe suivant le niveau de détail du modèle et les phénomènes que l'on cherche à modéliser

Le modèle du point matériel est le plus simple que l'on puisse envisager pour un système mécanique. Aucune information sur la forme géométrique du système réel, la répartition de la matière (des masses) en son sein, etc. n'est conservée. La seule grandeur physique caractéristique du système est sa masse m. Dans ce cas on parle de mécanique du point matériel. C le cas pour l’étude du mouvement d’un « objet », la trajectoire du mouvement est tellement grande comparée a la taille de « l’objet », que cet objet est modélisé par un « point matériel »

La mécanique du solide indéformable est la partie de la mécanique qui s'intéresse aux objets que l'on ne peut réduire en un point matériel. Cela permet notamment de décrire et modéliser les rotations de l'objet sur lui-même. L'objet est lui-même composé de points matériels discrets ou un ensemble continu de points. En général, on suppose le solide indéformable ; la déformation du solide relève de la mécanique des milieux continue. L'objectif principal étant la détermination des performances d'un système en vue d'établir un dimensionnement adapté à l'usage envisagé, ou la validation de ces grandeurs.

La résistance des matériaux est une branche de la mécanique des milieux continus adaptée aux déformations des structures

Pour les moments, je pense qu’il faut bien faire la différence entre un moment qui provoque un mouvement (mécanique du point matériel et des corps indéformable) et un moment qui provoque des contraintes et des déformations (RDM, MMC)

Pour le tracé des diagrammes des efforts internes « pour les structures déformables », si tu peux donner des questions précises !!
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Message par sanogara Ven 22 Fév - 17:27

http://www.steelbizfrance.com/images/prog/2_1_graph.gif


C’est typiquement ce type de diagramme que je n'arrive pas à
reproduire et à interpréter.
Pour commencer, prenons un cas simple : on considère alors une poutre sur
2 appuis simples.

1. Concernant la déformée, RAS.

2. Au niveau de l'effort tranchant, je suis un peu perdu.

D’après le diagramme, sa valeur est constante (du moins an valeur abs).
Je pensais que l'effort tranchant existait uniquement au point d’appui A et B.
Comment se fait t’il qu’il existe un effort tranchant au centre de la poutre par exemple, et de même intensité
que celui existant au point A et B ?

Que signifie un effort tranchant négatif ?

3. Je comprends un peu mieux la notion de moment maintenant.
Une force + bras de levier = moment, ce qui n'implique pas
forcement de mouvement de la part de l’objet si le moment n’est pas
suffisamment fort. Pour une poutre encastrée, dés lors qu’elle sera soumise à
une force, elle sera soumise à un moment (interne en réalité).
Mais en théorie, le moment au point de pivot (point d’application de la force)
ne devrait-il pas être nul ?
Sur le diagramme des moments, c'est au point C (donc le pivot) qu'il est maximum ?!

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Message par nassima Ven 22 Fév - 18:55

bonjour sanogara

je m'imisse un peu dans votre débat sur la RDM!!
j'ai vu l'exemple que vous venez de montrer à notre ami rafik, et je vais vous donner mes éléments de réponses et par la suite mon frère rafik les complètera.

Notions de mecaniques basiques Rdmqh9

les diagrammes (M,N,T) sont les giagrammes des efforts internes qui est le résultat direct du chargement de la poutre, càd pas de chargement...pas de réactions et pas d'efforts internes...ne parlons pas biensur du poids propre et du frottement qu'on néglige dans la plupart des exercices traités pour simplification!!

l'effort tranchant qu'on ertrouve en A et B n'est autre que les réactions d'appuis en A et B, avant de dessiner les giagrammes M N T nous calculons d'abord les réactions d'appuis que l'on trouve P/2 car le chargement est à mi travée, donc chaque appui prend la moitié du chargement....

qu'estce ce que celà veut'il dire?
et bien les efforts internes sont ces efforts qui existent entre un point et un autre de la poutre et c'est en faisant une section dans cette poutre que nous parvenons à les calculer. lorsque vous vous tenez debout vous avez votre poids propre qui agit sur le sol et il y a aussi une réaction du sol dûe à votre poids, c'est ce qu'on appelle " action-réction", c'est pareil pour la charge "p", vous avez un chargement sur deux appuis donc automatiquement vous avez deux réctions...

l'effort tranchant que vous retrouvez sur toute la poutre est dû au chargement, tout point appartenant à cette poutre est soumis à ce chargement!!

un effort négatif n'existe pas c'est juste le sens que vous lui donnez qui fait qu'il a ou non un signe -

je ne sais pas si mes réponses sont un peu claires j'espère que rafik vous expliquera mieux que moi!!
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Message par nassima Ven 22 Fév - 19:18

parlons maintenant du moment à mi-travée:

vous chargez votre poutre avec p qui est au milieu, ça veut dire quoi appui simple et appui double??

pour l'appui simple vous empechez le mouvement dans le sens vertical---ça veut dire que vous le maintenez immobile dans ce sens alors vous avez une réction verticale

pour l'appui double vous empechez le mouvement dans le sens vertical et horizontal ---ça veut dire que vous le maintenez immobile dans ces deux sens alors vous avez une réction verticale et une réction horizontale

pour l'encastrement vous empechez le
mouvement dans le sens vertical et horizontal et vous empechez la rotation autour d'un axe qui passe par ce point---ça veut dire que vous
le maintenez immobile dans ces deux sens et vous lui interdisez de tourner autour de l'axe qui passe par lui alors vous avez une réction verticale, une réction horizontale et un moment

dans le cas de l'appui simple et double il y a une rotation, et donc pas de moment en ces deux point il est alors nul en A et B et il est maximum là où la charge est max càd en mi-travée...

alors il faut bien comprendre cette notion de rotation et de moment et de action-réction!!

j'espère avoir été claire un peu.

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Message par meri Sam 23 Fév - 4:20

merci les amis ...des informations interessants ...
juste jajoute une petite question
la difference entre un tenseur et une matrice??
la signification physique du coefficient de poisson et de module du young ??
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Message par sanogara Lun 25 Fév - 20:03

Dois-je conclure que les réactions aux appuis sont fonctions du nombre d’appuis ?

Par exemple pour 3 appuis, la valeur serait de P/3…pour n appuis on a P/n.

Si je comprends bien, c’est la présence de l’appui qui provoque ces efforts internes ?

Comment peut t’il y avoir d’autres réactions aux appuis le long de la poutre alors qu’il n’y a que 2 appuis.

Je suis totalement ok sur le principe d’ « action réaction » mais comment se fait-il que la valeur des efforts internes à la même valeur que la réaction aux appuis.

Et surtout à quoi est du, l’inversion « de signe » ?

sanogara

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