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Niveau école ingénieur
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Ressorts en série

Posté par
hibar
16-06-20 à 20:57

Bonjour,

J'ai besoin d'aide à propos d'un exercice de ressorts placés en série.

J'ai 3 ressorts en série de raideur différente.

Les extrémités du système sont attachés au bâti et une force extérieure est exercée au noeud reliant le 1e et le 2e ressort.

Je n'arrive pas a exprimer le déplacement aux noeuds entre le 1e et le 2e ressort et le déplacement au noeud entre de 2e et le 3e ressort.

Merci d'avance de votre aide.

Posté par
vanoise
re : Ressorts en série 16-06-20 à 21:01

Bonsoir
Tu trouveras ici une démonstration détaillée dans le cas de deux ressorts en série. Essaie de l'adapter à ton problème. Repose des questions précises si tu le juges utile en joignant un schéma du dispositif.

Posté par
gbm Webmaster
re : Ressorts en série 16-06-20 à 21:18

Bonsoir à vous deux,
Bienvenue à hibar sur notre forum,

Pour compléter la réponse de vanoise, on peut également évoquer ce sujet (clique sur la maison) : Ressorts équivalents à une association série et parallèle

Je vous laisse poursuivre,

Bonne soirée,

Posté par
hibar
re : Ressorts en série 16-06-20 à 21:31

Bonjour,

Merci pour votre réponse et pour le document envoyé.
J'avoue avoir un peu de mal à l'adapter a mon problème.

J'arrive à exprimer les efforts mais je ne vois pas de quelle force et de quelle raideur (ou raideur équivalente) dépendent le déplacement aux point A et B ...

Ressorts en série

Posté par
vanoise
re : Ressorts en série 16-06-20 à 21:42

Y a-t-il une masse en B  ? Si non : le problème est très simple. Les 2 ressorts de droite peuvent être remplacés par un seul de raideur ke . L'expression de ke  correspond à l'association de 2 ressorts en série comme démontré sur le document.
Ensuite, vu de A, le ressort de raideur k1  et le ressort de raideur ke  sont équivalents à un seul ressort de raideur ke +k1. La démonstration correspond au paragraphe 2 du document.

Posté par
hibar
re : Ressorts en série 16-06-20 à 22:48

Non, il n'y a aucune masse dans ce problème, ni en A ni en B. Juste une force connue appliquée en A.

Donc cela voudrait dire que la raideur équivalente de mon système est :

         Keq = K1 + ke    avec    ke = K2.K3/(K1+K2)  ? Même si les 3 ressorts sont en série ?

Mes déplacements au points A et B seraient alors :

        uA = F / Keq   ?
        uB =  F2/3 / Keq   ?

Pour déterminer F2/3, comment devrais-je procéder ?
On m'a donné une piste qui consisterai à décomposer les efforts appliqués sur le système (par superposition) et à considérer les encastrements comme des efforts extérieurs (comme le 1e schéma).

Posté par
vanoise
re : Ressorts en série 16-06-20 à 23:04

Les 2 ressorts de droite sont en série.  Cette association est en parallèle avec le ressort de gauche car il y a  deux supports fixes comme au paragraphe 2 du document.
Su on note U A le déplacement du point A, les trois ressorts exercent en A  la force -k.UA avec :
k=k1+k2. k3/(k2+k3)
Si cela est utile, il est possible d'exprimer UB en fonction de UA en considérant que la tension se conserve le long des deux ressorts de droite  ( voir document ).
Difficile d'en dire plus sans avoir l'énoncé complet...

Posté par
hibar
re : Ressorts en série 16-06-20 à 23:20

Ce n'est pas un énoncé complètement rédigé que j'ai ...

L'objectif est de trouver le déplacement d'une poutre sur appuis élastiques et soumise à une force FA.

On assimile pour cela la poutre à un ressort de raideur K2 = ES/L.

On se retrouve donc avec le système à 3 ressorts envoyé.

Ressorts en série

Posté par
vanoise
re : Ressorts en série 16-06-20 à 23:30

Je comprends mieux. Je pensais à l'étude d'un oscillateur...
Cependant, ma réponse de 23h04 me semble compatible avec ton dispositif.

Posté par
gbm Webmaster
re : Ressorts en série 17-06-20 à 06:23

Bonjour à vous deux,

Citation :
Ce n'est pas un énoncé complètement rédigé que j'ai ...

Tu ferais bien de recopier intégralement l'énoncé car il y a une ambiguïté :

- soit on parle d'un déplacement du point A, ce qui s'apparente à l'étude d'un oscillateur, comme suggéré par vanoise ;

- soit on parle d'un déplacement de la poutre en résistance des matériaux, auquel cas le déplacement de la poutre soumise à un effort de compression (voire de traction) serait de la forme :

\dfrac{du}{dx} =\dfrac{N(x)}{E \times S}

N(x) effort de compression (voire de traction) ;
E module d'Young ;
S section de la poutre ;
u(x) déplacement de la poutre dû à l'effort.



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