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Equilibre intérieur dans un solide

Posté par
aua
24-01-25 à 18:53

Bonjour, j'espère que vous aller bien ! Je viens solliciter votre aide par rapport a un exercice de résistance des matériaux qu'on vient de débuter. Merci d'avance !
Voici l'énoncé
Equilibre intérieur dans un solide
1- La structure est elle isostatique ?
2-Déterminer les réactions d'appuis en A, C et en F.
Equilibre intérieur dans un solide
3- Déterminer les réactions d'appuis en A et en F.

Equilibre intérieur dans un solide

Posté par
aua
re : Equilibre intérieur dans un solide 24-01-25 à 19:00

1-Les réactions d'appuis
Equilibre intérieur dans un solide
J'ai considéré en C qu'on a une liaison rotule
Ps: Mon soucis avec les types d'appuis c'est que notre prof nous a dit que c'est pas normalisé et j'ai vu des documents qui considéré que telle représentation d'appuis signifie un truc, alors que dans notre cours ou ailleurs c'est le contraire ( je fais référence aux appuis simples et aux articulations)

Posté par
aua
re : Equilibre intérieur dans un solide 24-01-25 à 19:01

comme sur ce document:

Posté par
gbm Webmaster
re : Equilibre intérieur dans un solide 25-01-25 à 18:31

Bonsoir,

En effet, d'un support à l'autre ce ne sont pas les mêmes représentations, les tiennent s'apparentent à ce schéma :

Equilibre intérieur dans un solide

Tu as donc effectivement :
* une liaison articulation en A et E
* une liaison rotule en C.

Il faut donc que tu reprennes ton schéma par rapport aux efforts de liaison en jeu et que tu appliques le principe fondamental de la statique.

Posté par
aua
re : Equilibre intérieur dans un solide 25-01-25 à 21:30

Celle que j'ai envoyé ce était pour montrer que c'est différent avec celui de notre cours.
Celle que j'ai au niveau de l'articulation c'est un appui simple et l'appui simple c'est l'articulation.
Maintenant j'aimerais savoir si peut importe la représentation qu'on choisit en C on a toujours une liaison rotule ? Et doit on séparer le système en deux système pour trouver la valeur des réactions?

Posté par
gbm Webmaster
re : Equilibre intérieur dans un solide 26-01-25 à 11:04

Articulation ou rotule tu auras deux efforts en jeu dans un plan, cela ne change donc rien.

Avant de te lancer dans des calculs, l'énoncé te demande quel est le degré d'hyperstatisme de cette structure.

Posté par
aua
re : Equilibre intérieur dans un solide 26-01-25 à 11:29

On a : d=1*2+2*1-3*2=-2<0 donc là structure est hypostatique

Posté par
gbm Webmaster
re : Equilibre intérieur dans un solide 26-01-25 à 12:12

Si ton calcul est correct, cela signifierait qu'on ne peut pas poursuivre l'exercice car impossible à résoudre :

Dans ce lien tu retrouves également la représentation de l'articulation ou rotule :

Peux-tu détailler ton raisonnement stp ?

Posté par
aua
re : Equilibre intérieur dans un solide 26-01-25 à 14:39

Effectivement du coup je vais devoir choisir une autre interprétation c'est a dire :
En A, C et E on a une articulation
Donc d=2*3( nombre d'articulation)-3*2(nombre de solides)=0

Posté par
gbm Webmaster
re : Equilibre intérieur dans un solide 26-01-25 à 15:35

Le système serait donc isostatique, ce qui signifierait qu'il y a autant d'équations que d'inconnues pour résoudre le problème.

Reprends ton schéma avec toutes les inconnues de liaison en A, C et E puis applique le principe fondamental de la statique :
* équation de la résultante statique selon x ;
* équation de la résultante statique selon y ;
* une à deux équations de moment judicieusement choisies selon z.

Posté par
aua
re : Equilibre intérieur dans un solide 26-01-25 à 17:01

Equilibre intérieur dans un solide
Système AC:
Suivant x: Xc+Xa+F1=0
Suivant y: Yc+Ya=0
Moment suivant z en A: -F1*2-Xc*3=0
Xc=-\frac{2F_{1}}{3}; Xa=-\frac{F_{1}}{3};

Systeme CE:
Suivant x: Xc+Xe=0
Suivant y: Ye+Yc-F2=0
Moment suivant Z en E: -3*Ye+1*F2=0
Xe=\frac{2F_{1}}{3}; Ye=\frac{F_{2}}{3}; Yc=\frac{2F_{2}}{3}; Ya=-\frac{2F_{2}}{3}





Posté par
gbm Webmaster
re : Equilibre intérieur dans un solide 26-01-25 à 17:27

As-tu fini par une vérification en injectant les expressions trouvées dans les équations initiales (bonne pratique) ?

Posté par
aua
re : Equilibre intérieur dans un solide 26-01-25 à 17:28

Oui oui

Equilibre intérieur dans un solide

Posté par
aua
re : Equilibre intérieur dans un solide 26-01-25 à 17:29

la deuxième structure est hypostatique
2*2-3*2=-1

Posté par
aua
re : Equilibre intérieur dans un solide 26-01-25 à 17:36

Rectification:
d=2*2-3=1
Le portique est hyperstatique

Posté par
aua
re : Equilibre intérieur dans un solide 26-01-25 à 17:53

J'ai considéré qu'on a un solide

Posté par
gbm Webmaster
re : Equilibre intérieur dans un solide 26-01-25 à 18:30

C'est que tout semble bon alors !

Pour le deuxième cas, reviens aux représentations des liaisons dans mon message du 25-01-25 à 18:31 (je sais, c'est perturbant mais nous devons faire avec !) :
* en A c'est effectivement une articulation ;
* en revanche en F c'est un appui simple, donc un seul effort en jeu selon y.

Ce qui devrait te ramener à un système isostatique.

Cela m'aurait paru brutal de commencer un cours de RDM avec des systèmes hyperstatiques.

Posté par
aua
re : Equilibre intérieur dans un solide 26-01-25 à 19:35

Equilibre intérieur dans un solide
On vérifie l'hyperstaticité:
d=1*1+2*1-3*1=0 La structure est bien hypostatique
On a d'après la condition d'équilibre:
Suivant X: Xa+F1=0
Suivant Y: Yf+Ya-3F2-3*F3=0
Moment suivant Z en A:  -3F1-1.5F2-9*F3+9Yf=0
Xa=-F1; Yf=\frac{3F_{1}+1.5F_{2}+9F_{3}}{9}; Ya=-\frac{3F_{1}}{9} +\frac{25.5}{9}F_{2}+2F_{3}

Posté par
aua
re : Equilibre intérieur dans un solide 26-01-25 à 19:37

J'ai une dernier question sur la détermination du nombre de solides. On compte 1 solide lorsque il est adossé au sol (il y a des hachures ) et quand il y'en a pas on ne compte pas le truc comme un solide ?

Posté par
aua
re : Equilibre intérieur dans un solide 26-01-25 à 19:38

aua @ 26-01-2025 à 19:35

Equilibre intérieur dans un solide
On vérifie l'hyperstaticité:
d=1*1+2*1-3*1=0 La structure est bien hypostatique

Isostatique*

Posté par
gbm Webmaster
re : Equilibre intérieur dans un solide 26-01-25 à 20:15

Je ne suis pas sûr que comprendre ce que tu entends pas "hachures" : s'agit-t-il de la répartition linéique de l'effort ?

Pour ton étude statique il faut ramener les répartitions linéiques à des efforts équivalents F2 et F3 :

Equilibre intérieur dans un solide

En intégrant l'effort linéique sur la longueur indiquée sur la figure :

* F2 = 15*3 = 45 kN

* F3 = 6 * 15 / 2 = 45 kN (je suppose que le 15 kN est atteint en E car énoncé imprécis)

Tu peux alors appliquer ton PFS pour aboutir aux valeurs des efforts aux liaisons)

Posté par
aua
re : Equilibre intérieur dans un solide 26-01-25 à 20:39

En gros je parlais de ça
Sur la première figure on a compter les deux comme solides à cause des hachures ?
Equilibre intérieur dans un solide
Et l'autre structure y a un solide vu que l'autre n'a pas de hachures ?
Equilibre intérieur dans un solide

Posté par
gbm Webmaster
re : Equilibre intérieur dans un solide 26-01-25 à 20:44

Il s'agit de la représentation d'un socle, puisque la liaisons en jeu est l'articulation (en A).

S'il n'y avait pas eu la représentation de cette dernière, cela aurait été un encastrement.

Concernant l'appui simple en F, oui, les hachures auraient également pu être représentées en-dessous.

Posté par
aua
re : Equilibre intérieur dans un solide 26-01-25 à 21:22

Alors qu'est ce qui nous permet de déterminer le nombre de solide dans une structure ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Equilibre intérieur dans un solide 27-01-25 à 11:00

Tu comptes le nombre de poutres dans la structure (ici 2 dans chaque cas) et après tu regardes les liaisons en jeu pour établir les degrés de liberté (et donc les efforts en jeu dans un modèle plan).

Posté par
aua
re : Equilibre intérieur dans un solide 27-01-25 à 13:23

Dans le deuxième cas c'est pas un solide ?
Parce que si on a deux solides on a : d=1*1+2*1-3*2<0

Posté par
gbm Webmaster
re : Equilibre intérieur dans un solide 27-01-25 à 16:17

En fait tu as plusieurs méthodes pour déterminer le degré d'hyperstatisme : pour la 2ème structure, tu peux "casser" fictivement les encastrements pour faire émerger plusieurs solides => ici j'en compte donc 2 :

Equilibre intérieur dans un solide

On peut alors déterminer le degré d'hyperstaticité total.

On est dans un problème plan, donc pour chaque solide, on peut écrire 3 équations :
* résultante par rapport à x,
* celle par rapport à y,
* et équation de moment en un point par rapport à z.

Il y a donc 3 x 2 = 6 équations à écrire pour ces deux solides.

Concernant les liaisons en jeu :
* un encastrement apporte 3 inconnues statiques ;
* une articulation 2 inconnues ;
* un appui simple 1 inconnue.

On a donc ici : 3 + 2 + 1 = 6 inconnues

D'où finalement un degré d'hyperstaticité total Htot = nombre d'inconnues - nombres d'équations = 6 - 6 = 0.

Généralisable à des structures bien plus complexes.

Posté par
aua
re : Equilibre intérieur dans un solide 27-01-25 à 16:43

Wow ! Merci ! J'ai compris maintenant

Posté par
aua
re : Equilibre intérieur dans un solide 27-01-25 à 16:45

gbm @ 27-01-2025 à 16:17

En fait tu as plusieurs méthodes pour déterminer le degré d'hyperstatisme : pour la 2ème structure, tu peux "casser" fictivement les encastrements pour faire émerger plusieurs solides => ici j'en compte donc 2 :

Equilibre intérieur dans un solide

On peut alors déterminer le degré d'hyperstaticité total.

On est dans un problème plan, donc pour chaque solide, on peut écrire 3 équations :
* résultante par rapport à x,
* celle par rapport à y,
* et équation de moment en un point par rapport à z.

Il y a donc 3 x 2 = 6 équations à écrire pour ces deux solides.

Concernant les liaisons en jeu :
* un encastrement apporte 3 inconnues statiques ;
* une articulation 2 inconnues ;
* un appui simple 1 inconnue.

On a donc ici : 3 + 2 + 1 = 6 inconnues

D'où finalement un degré d'hyperstaticité total Htot = nombre d'inconnues - nombres d'équations = 6 - 6 = 0.

Généralisable à des structures bien plus complexes.

du coup au niveau de C je devais rajouter l'encastrement dans les systèmes d'équations ?

Posté par
gbm Webmaster
re : Equilibre intérieur dans un solide 27-01-25 à 19:10

Ma méthode est plus pour appréhender la structure et le degré d'hyperstatisme.

As-tu déjà essayé d'isoler le système dans son ensemble et d'établir le système de trois équations statiques classiques ?

Pour cela, tu peux t'appuyer sur mon schéma du 26-01-25 à 20:15

Posté par
aua
re : Equilibre intérieur dans un solide 27-01-25 à 19:14

Oui oui c'est ce que j'ai fait dans mon message du 26-01-25 a 19:35

Posté par
gbm Webmaster
re : Equilibre intérieur dans un solide 27-01-25 à 19:53

En effet je n'avais pas vu : attention à bien expliciter les bras de levier dans ton équation de moment, tel que j'ai fait avec mon schéma.

As-tu remplacer les valeurs de F1, F2 et F3 et fait la vérification usuelle à la fin ?

Posté par
aua
re : Equilibre intérieur dans un solide 28-01-25 à 07:49

Oui jai remplacer F1, F2 et F3 (sauf erreur d'inattention je crois que j'ai utilisé votre démarche)
Vérification usuelle ?
Question : En C on a un encastrement, alors pourquoi ça ne figure pas dans les équations ? Yc, Xc et Mzc

Posté par
gbm Webmaster
re : Equilibre intérieur dans un solide 28-01-25 à 09:58

Si tu étudiais les deux sous-systèmes, tu sais que cela conduirait à traiter un système de 6 équations à 6 inconnues => pourquoi s'embêter avec alors que tu as moyen de déterminer les efforts aux appuis en isolant le système dans son ensemble ?

Ce faisant, tu verras prochainement dans ton cours de RDM que cette coupure fictive sera utile pour expliciter le torseur de cohésion et tracer les diagrammes des efforts.

En gros, pour tracer les diagrammes des efforts pour une poutre soumise à un effort concentré et/ou à un champ linéique, on imagine qu'une section droite S de centre de gravité G et d'abscisse x (repère défini) établit une coupure fictive en x de la poutre :

Equilibre intérieur dans un solide

Par définition, le torseur de cohésion (ou torseur des efforts intérieurs) s'écrit :

\left\{T_{int}(x) \right\} =\left\{F(S_2 \rightarrow S_1)\right\}

Si tu appliques le principe fondamental de la statique, on démontre que ce torseur des efforts intérieurs peut s'écrire en un torseur des efforts extérieurs appliqués à la section S_1 ou S_2, au signe près :

\left\{T_{int}(x) \right\} =+ \left\{F(\bar{S }\rightarrow S_2)\right\} ("+" ce qui est à droite)

\left\{T_{int}(x) \right\} =- \left\{F(\bar{S} \rightarrow S_1)\right\} ("-" ce qui est à gauche)

Voilà pourquoi tu pourras analyser une poutre à gauche ou à droite de la section droite d'abscisse x (au signe près) pour tracer des diagrammes d'efforts intérieurs ou encore pour calculer ce torseur.

Posté par
aua
re : Equilibre intérieur dans un solide 28-01-25 à 14:22

Je vois maintenant
Merci pour votre patience et votre aide

Posté par
gbm Webmaster
re : Equilibre intérieur dans un solide 28-01-25 à 20:01

Je t'en prie !

Bonne soirée et à une prochaine fois !



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