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Niveau école ingénieur
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Question de mécanique

Posté par
Farewavez
16-02-21 à 20:24

Bonsoir,
Je travail actuellement sur un problème d'optimisation en mécanique. Le sujet porte sur l'optimisation de l'emplacement de 3 trous sur une plaque coudée. La première étape du problème est de calculer les efforts au niveau des 3 trous. J'ai attaché une image illustrant le problème.
Dans un premier temps, j'ai calculé les coordonnées du point M qui est le barycentre du triangle. Ensuite, j'ai calculé le moment Cm et la force Fm qui est provoqué par la force appliquée au point P. A partir de la je suis totalement bloqué. J'ai voulu transporter les efforts des points 1, 2 et 3 au point M pour appliquer le PFS. En faisant cela, je trouve plus d'inconnues que d'équations.
Est-ce que vous avez une piste pour ce problème ?
Merci d'avance,
Farewavez.

PS : L'angle entre la force P et le repère de la figure est de 45°.

Question de mécanique

Posté par
vanoise
re : Question de mécanique 16-02-21 à 21:00

Bonsoir
S'il s'agit d'un problème de statique : la résultante des 4 vecteurs forces est le vecteur nul.
En projetant sur deux axes, cela donne 3 équations pour 6 inconnues.

Ecrire que le moment est nul en un point quelconque (centre d'un des trous par exemple) va donner les trois autres équations manquantes.

Posté par
Farewavez
re : Question de mécanique 16-02-21 à 22:30

Bonsoir,
Je vous remercie de votre réponse.
Concernant les résultantes j'ai :
\vec{F_1}+\vec{F_2}+\vec{F_3}+\vec{F_m}=0
En projetant suivant x et y, j'obtiens ces 2 équations :
 F_1x+F_2x+F_3x+F_Mx=0
F_1y+F_2y+F_3y+F_My=0
Je suppose qu'au point i, (i allant de 1 à 3), Ci est nul.
Je transporte chaque Moment d'un point i, au point M. Cela donne :
F_1y*(x_1-x_m)-F_1x*(y_1-y_m)+F_2y*(x_2-x_m)-F_2x*(y_2-y_m)+F_3y*(x_3-x_m)-F_3x*(y_3-y_m)+Cm=0
Je ne vois pas comment faire pour avoir plus d'équations.

Posté par
vanoise
re : Question de mécanique 16-02-21 à 23:25

Tu te compliques fortement la vie ainsi. Je ne vois pas l'intérêt de faire intervenir le point M. Tu considères que la pièce, de poids négligé, est soumise à quatre forces de vecteurs : \vec F_1, \vec F_2, \vec F_3 et \vec P
Les composantes de   \vec P sont connues. Tu as ainsi 6 inconnues. Une résultante nulle des quatre forces fournit 2 équations par projection sur les axes Ox et Oy. Ecrire que la somme vectorielle des moments de ces quatre forces au point O1, centre du trou n°1 va te fournir deux nouvelles relations par projection sur les deux axes. Méthodes analogues en exprimant les moments par rapport aux centres O2 et O3 des trous n° 2 et n° 3.
Sous réserve d'avoir bien compris la problématique...
Le résultat de l'optimisation serait intuitivement simple avec deux trous ; avec trois : nettement plus compliqué...

Posté par
gts2
re : Question de mécanique 17-02-21 à 08:27

Bonjour,

J'ai bien peur qu'on soit dans un cas d'hyperstatisme : 6 inconnues, 3 équations.
Donc quelle est la question exacte.

Posté par
vanoise
re : Question de mécanique 17-02-21 à 10:32

Bonjour gts2
Oui : changer le point où on applique le théorème des moments statiques ne fournit pas des équations indépendantes...
Donc pas de détermination possible sans hypothèses supplémentaires...



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