Bonjour j'ai besoin d'aide pour une correction d'exercice. En vu de réussir nos contrôle notre prof nous a donné un exo non corrigé qui ressemblera grandement au vrai contrôle le problème c'est que je suis nul en RDM donc j'aimerais savoir si des personnes sympats pouvaient me donner un coup de main pour cette exo. Merci d'avance
Voila:
Soit un arbre de transmission de puissance, de section tubulaire Ø100x5.
1. Cet arbre est sollicité en traction pure (effort normal N= 300 000 N), sachant que :
i. Le coefficient de sécurité s=3
ii. Le matériau utilisé est de l'acier
iii. La longueur de cet arbre est de 6m
1.1 A l'aide du tableau suivant, déterminez la nature exacte de l'acier utilisé.
DESIGNATION Résistance Elastique Re (MPa) Module de Young E (MPa)
S235 235 210 000
S355 355 210 000
35 Cr Mo 4 770 210 000
16 Cr Ni 6 650 210 000
36 Ni Cr Mo 16 1275 210 000
1.2 Que signifie 36 Ni Cr Mo 16 ?
1.3 Pour la suite, nous considérons que l'acier utilisé est un 35 Cr Mo 4.
1.3.1 Quel est la valeur du coefficient de sécurité réel ?
1.3.2 Déterminez la valeur de l'allongement axial ΔL.
1.3.3 Déterminez la valeur de la déformation axial εx, cette valeur est-elle compatible avec les hypothèses fondamentales de la Rdm,
1.3.4 La déformation étudiée ici est-elle la seule que va subir l'arbre étudié ?
1.3.5 En Rdm, le fait de travailler à un taux de contrainte σ ≤ Rpe (condition de résistance), est-il suffisant pour valider le dimensionnement d'une poutre ?
2. L'arbre précédemment étudié est maintenant sollicité en compression pure (même valeur d'effort axial)
2.1 Le calcul de cet arbre sera-t-il le même en compression qu'en traction,
2.2 Quelle est la nature de la sollicitation dangereuse qui peut être à craindre dans un tel cas ? Expliquer alors, en vous aidant d'un schéma, quel est le processus de cette sollicitation ?
3. Afin de pouvoir utiliser un anneau élastique (circlips), on réalise une gorge (3mm de largeur, 1.5mm de profondeur) sur cet arbre, quelles doivent être les précautions, relativement aux calculs, qu'il faudra prendre pour s'assurer que l'arbre supporte sans problème la sollicitation de traction ?
édit Océane : merci de poser tes questions sur le forum adéquat
Bonjour,
Question 1.1 :
Les aciers S235 et S355 sont des aciers de construction, (classification suivant normes EN 10027 et EN 10025 - pour plus d'infos, voir cette page : ). Leur désignation normalisée mentionne leur limite d'élasticité Re en MPa, comme tu l'as sans doute remarqué en lisant le tableau.
Les trois autres aciers sont des aciers faiblement alliés, désignés par leur composition (principaux éléments d'alliage)
Des informations supplémentaires sur la désignation normalisée des aciers sont disponibles sur cette page :
Question 1.2 : 36 Ni Cr Mo 16
Acier faiblement allié contenant 0,36% de carbone, 4% de nickel (Ni), du chrome (Cr) et du molybdène (Mo). Pour des informations plus détaillées sur sa composition, il faut se référer à la norme.
Question 1.3 :
On a choisi une nuance d'acier : 35 Cr Mo 4, Limite d'élasticité 770 MPa.
La première chose à faire, c'est de calculer la contrainte qui sera appliquée à l'arbre, c'est-à-dire la force appliquée par mm² de section.
La contrainte de traction est :
avec F en Newtons, S en mm² et en MPa (1 MPa = 1 N/mm²)
F est donnée par l'énoncé : c'est 300 000 N.
Il faut calculer la section transversale de l'arbre à partir des données suivantes : section tubulaire Ø100x5. Tu sais faire ?
Désolé mais comme dit plus haut je ne suis pas très doué en RDM donc je comptais sur les réponses de ce message pour travailler dessus au plus vite et par la suite poser des questions sur ce que je ne comprend pas. Merci grandement pour votre réponse en espérant en avoir plus de détail.
Je propose de traiter une question après l'autre et de t'expliquer au fur et à mesure ce que tu ne comprends pas. Pour l'instant, il s'agit seulement de calculer la section d'un tube à partir de son diamètre extérieur et de son épaisseur.
Tu sais que l'aire d'un disque, c'est R².
Le diamètre extérieur du tube est de 100 mm, donc son rayon extérieur est de 50 mm.
L'épaisseur du tube est de 5 mm. Son rayon intérieur est donc 50 - 5 = 45 mm.
Jusque là, c'est seulement de la géométrie. Tu n'as pas une petite idée des calculs à faire ?
Evidemment, pour procéder comme je viens de te le proposer, il faudrait que tu restes connecté plus longtemps...
Autre chose : tu n'as pas indiqué ton niveau. J'aurais besoin de le connaître pour adapter mes réponses.
Pour le calcul de la section de ton arbre tubulaire :
La section du tube, c'est l'aire du disque de rayon 50 moins l'aire du disque de rayon 45 :
S = 50² - 45² = (50² - 45²)
...
Une fois que tu as calculé la section en mm², tu peux calculer la contrainte de traction appliquée avec la formule donnée dans mon précédent post.
Quant au coefficient de sécurité réel, il est égal à
Pour le "coefficient de sécurité réel", j'ai un petit doute : je ne retrouve pas cette notion dans mes vieux bouquins, on n'y parle que de coefficient de sécurité et de résistance pratique...
Avec Re = 770 MPa et un coefficient de sécurité de 3, la limite de résistance pratique utilisée est :
Rp = 256 MPa. Il faut donc que la contrainte appliquée à ton arbre tubulaire soit inférieure à cette valeur.
Désolé de ne pas avoir répondu plus vite j'étais en cours et comme j'ai eu des problèmes de transport je viens simplement de rentrer. Pour information je suis actuellement en licence dons logiquement je serais faire cette exercice mais en méca je ne suis pas très fort. J'aimerais bien continuer avec vous si cela est possible la suite des exercices comme vous me l'avez proposé. Merci
Oui je refais les exercices en ce moment
Pour le premier exercice 1.1 je n'arrive pas bien à comprendre la question posée. D'après vous la question et de trouver la désignation de l'acier correspondant à notre arbre? Si oui comment le savoir? Merci pour de plus ample information
La conception d'une pièce mécanique commence généralement par le choix d'un matériau approprié. Ici, on a le choix entre plusieurs nuances d'acier :
- deux aciers de construction "ordinaires" désignés par leur limite d'élasticité,
- et trois aciers faiblement alliés, désignés par leur composition.
Le tableau mentionne également, pour chaque nuance, sa limite d'élasticité et son module d'Young. On peut donc constater que les aciers alliés ont une meilleure résistance que les aciers de construction ordinaire.
Je pense que le but de la question est de voir si tu sais interpréter correctement la désignation normalisée d'un acier.
Merci pour ta disponibilité. Je viens de calculer le coeff de sécurité réel et je trouve s=3.83 est-ce coïncident avec ton résultats?
C'est bien ce que je trouve aussi.
Cependant, après avoir relu mes vieux bouquins de RdM, cette notion de "coefficient de sécurité réel" m'étonne un peu... Tu as quelque chose à ce sujet dans tes cours ?
Sinon, relis ce que j'ai écrit ensuite sur la résistance pratique. Et que trouves-tu pour la contrainte de traction ?
J'ai regardé mais rien dessus j'ai que coefficient de sécurité mais coeff réel je n'ai pas trouvé. Sinon tu calcul la contrainte de traction pour quel question stp?
Pour calculer ce "coefficient de sécurité réel", tu as bien dû calculer d'abord la contrainte, non ? ...
Désolé je n'avais pas compris ta question pour σ je trouves 201.04
Oui merci j'avais mis en N/mm² mais je l'avais pas mentionné.
Ensuite, on te demande de calculer l'allongement axial, puis la déformation axiale (questions 1.3.2 et 1.3.3)...
Je cherche la formule dans mais cours mais j'ai un peu de mal mais j'espère y arrivé.
Faut t'il utiliser la formule σ =i x E
J'ai vraiment du mal avec la 1.3.2 et pourtant je ni mais pas de la mauvaise volonté.
On cherche l'allongement L.
La formule que je t'ai donnée précédemment est
D'après l'énoncé, on a L = 6 000 mm (il faut mettre toutes les longueurs en mm) et E = 210 000 MPa.
Et on a calculé .
Donc à partir de là, c'est juste du calcul...
Pour la 1.3.3 je trouve 1.2 x 10 ^ -3 mais ne connais pas l'unité
Pour la 1.3.2 je trouve 5.744mm??? Trouvez vous la mêMe chose?
Je pense que tu as fait une erreur de calcul.
Je trouve L 5,74 mm
et 9,57 x 10-4 (sans dimensions : c'est une différence de longueurs divisée par une longueur)
Réctificatif je n'avais pas utilisé la bonne formule je trouve la même chose que vous. Merci de m'avoir confirmé.Donc pour conclure cette valeur est-elle compatible avec les hypothèses fondamentales de la Rdm? Comment peut on savoir
Les questions suivante 1.3.4 et 1.3.5 sont des questions que j'arrive pas à trouver car il ne sont pas écrit dans mes cours avez vous une idée?
La valeur de la déformation me semble raisonnable, mais il faudra que je fasse quelques recherches complémentaires sur les hypothèses fondamentales de la RdM...
Et pour les deux questions suivantes, as-tu déjà entendu parler du coefficient de Poisson ?
Oui j'ai quelque notions mais quel est le rapport avec les autres questions? Merci encore pour votre aide précieuse.
Lorsqu'une pièce mécanique s'allonge dans un sens, elle se contracte dans les directions perpendilaires. L'allongement de l'arbre dans le sens longitudinal s'accompagne donc d'une contraction dans le sens transversal.
Le coefficient de Poisson, c'est ce qui relie les déformations longitudinales et les déformations transversales (pour plus d'infos, voir cette page : ). Pour les aciers, il est égal à 0,3 environ.
J'ai bien lu tout se qui concerne le coeff de poisson donc dans la question 1.3.4 il faut que je dise que l'arbre va subir aussi une deformation transversale c'est bien ça?
Je cherche pour la 1.3.5 mais ne trouve rien??? Par contre j'ai la réponse du 2.2 ( flambage= flexion=compression)enfin je pense.
Pour la question 1.3.5, je pense que le critère Rp peut suffire pour des cas simples, sinon on peut utiliser d'autres critères plus compliqués, comme Tresca ou Von Mises...
Pour le 2.2 : bonne réponse.
Je trouve pareil pour la 1.3.5 . Pour la 2.1je trouve
Oui car pour les aciers, le module d'élasticité longitudinale E est le même en compression qu'en traction. Cela vous parez bon?
Pour la question 3. il n'est pas question du coefficient Kt?
Pour le 3, oui, il faut prendre en compte les concentrations de contraintes au voisinage de la gorge à circlips.
Je crois avoir tout fini encore un grand merci pour votre aide je vous suis très reconnaissant.
Ps: Pourrais-je savoir votre profession? Si cela n'est pas indiscret.
Désolé pour cette question je pensai que vous étiez proff. Merci passez une bonne soirée et à bientôt peut être.
De rien
Quant à ma profession : j'ai été assistante de recherche dans des labos universitaires (spécialité : science des matériaux), puis responsable du labo de métallographie dans une forge ...
bonjour à tous
suite a une conversation déjà publier sur net intituler mecanique RDM avis aux speciialistes j ai trouver bon de vous exposer mon sujet de fin d'etude intituler conception d'un lampadaire solaire afin que vs puissiez m'aider a realiser certains calculs que je trouve bcp de difficulté a resoudre. bon voila:
le mât est d'une hauteur de 5600mm type tube rond acier galvanisé.il suporte un panneau photovoltaique (12Kg)(dim: 1250mm x 808mm x 35mm) et un abri de batterie(14Kg en aluminium)la batterie pèse 48Kg, le regulateur 1Kg et le bras qui supporte la lampe(1000mm) et qui est egalement en aluminium pese 3Kg . le calcule que j ai fais pr trouver le diametre est le suivant :
ns avons =F/S=E.
on a la section d'un disque s=(R²-r²) avec R rayon ext et r rayon inter
j ai posé une deformation =0.01%
et j ai fixer le diametre ext R=50mm
je trouve r=49.8 mm dc presque pas de diametre
j ai chercher ds mes cours et ds les livre on na jamais traiter les profiler creux ronds et ds les bouquin je trouve l etude des conduite d'eau pr ce mm type de tube .
j ai pas pris en consideration la force du vent car j ai pas su travailler avec. je vous remercie de me répondre.
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