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REPÈRE : 10ECMDME1 STI Génie Mécanique « Bois et Matériaux Associés » - Étude d

REPÈRE : 10ECMDME1 STI Génie Mécanique « Bois et Matériaux Associés » - Étude des Constructions BACCALAURÉAT TECHNOLOGIQUE STI Génie Mécanique Option D : Bois et Matériaux Associés SESSION 2010 Épreuve : Étude des Constructions Temps : 6 heures Coefficient : 8 AUCUN DOCUMENT AUTORISÉ Moyens de calcul autorisés : L’emploi de toutes les calculatrices programmables, alphanumériques ou à écran graphique est autorisé à condition que leur fonctionnement soit autonome et qu’il ne soit pas fait usage d’imprimante (circulaire n° 99-186 du 16/11/1999). Composition du dossier : ¾ Dossier Technique : • documents repérés DT 1 à DT 13. ¾ Dossier d’études : • de mécanique : documents repérés DM 1/6 à DM 6/6. • de construction : documents repérés DC 1/2 à DC 2/2. ¾ Dossier réponse : • documents repérés DR 1/6 à DR 6/6 à compléter et à rendre. Les candidats rédigeront les réponses aux questions posées sur la copie ou, lorsque cela est indiqué dans le sujet, sur les documents réponses (à rendre et à agrafer à la copie anonymée). REPERE : 10ECMDME1 S.T.I Génie Mécanique « Bois et Matériaux Associés » - Etude des Constructions DOSSIER TECHNIQUE du BUREAU EVOLUTIF Présentation du bureau évolutif La société « Bureaux & Balcon » commercialise un bureau sous la forme d’un kit à monter soi-même. Le bureau est dit évolutif parce que le pupitre est réglable en hauteur pour s’adapter à la taille de l’utilisateur : de 520 mm à 770 mm avec 5 positions d’utilisation. Il est réalisé en pin massif, en panneaux dérivés et en stratifié. Le document technique DT 1 offre une définition d’ensemble du bureau. Ce bureau est décomposé en cinq sous –ensembles : • Piétement repère 1 → voir document technique DT 2. • Dos repère 2 → voir document technique DT 3. • Pupitre repère 3 → voir document technique DT 4. • Abattant repère 4 → voir document technique DT 5. • Etagère repère 5 → voir document technique DT 6. Les documents techniques suivants donnent des informations supplémentaires : • Définition du coté 501 ou 502 → voir document technique DT 7. • Détail orientation des fibres du coté 501 → voir document technique DT 7. • Caractéristiques mécaniques du pin → voir document technique DT 7. • Equilibre hygroscopique du bois → voir document technique DT 8. • Coupe verticale du pupitre → voir document technique DT 9. • Traverse 203 du sous-ensemble 2 → voir document technique DT 10. • Barreau 205 du sous-ensemble 2 → voir document technique DT 11. • Montant 202 du sous-ensemble 2 → voir document technique DT 12. • Eléments d’assemblage → voir document technique DT 13. REPERE : 10ECMDME1 S.T.I Génie Mécanique « Bois et Matériaux Associés » - Etude des Constructions REPERE : 10ECMDME1 S.T.I Génie Mécanique « Bois et Matériaux Associés » - Etude des Constructions REPERE : 10ECMDME1 S.T.I Génie Mécanique « Bois et Matériaux Associés » - Etude des Constructions REPERE : 10ECMDME1 S.T.I Génie Mécanique « Bois et Matériaux Associés » - Etude des Constructions REPERE : 10ECMDME1 S.T.I Génie Mécanique « Bois et Matériaux Associés » - Etude des Constructions REPERE : 10ECMDME1 S.T.I Génie Mécanique « Bois et Matériaux Associés » - Etude des Constructions REPERE : 10ECMDME1 S.T.I Génie Mécanique « Bois et Matériaux Associés » - Etude des Constructions Définition du coté 501 (ou 502) du sous-ensemble étagère : Détail orientation des fibres du coté 501 (ou 502) du sous-ensemble étagère : Caractéristiques mécaniques du pin utilisé pour la fabrication du coté 501 (ou 502) du sous-ensemble étagère et des autres composants en pin du bureau : Le tableau suivant présente les valeurs de contraintes admissibles pour le pin utilisé pour la fabrication des composants du bureau suivant : Traction Compression Parallèle aux fibres Perpendiculaire aux fibres Parallèle aux fibres Perpendiculaire aux fibres Flexion Re (MPa) 18 0,6 23 2,7 30 E (MPa) 10 000 700 10 000 700 10 000 Direction parallèle aux fibres Direction perpendiculaire aux fibres DT 7 REPERE : 10ECMDME1 S.T.I Génie Mécanique « Bois et Matériaux Associés » - Etude des Constructions DT 8 REPERE : 10ECMDME1 S.T.I Génie Mécanique « Bois et Matériaux Associés » - Etude des Constructions REPERE : 10ECMDME1 S.T.I Génie Mécanique « Bois et Matériaux Associés » - Etude des Constructions REPERE : 10ECMDME1 S.T.I Génie Mécanique « Bois et Matériaux Associés » - Etude des Constructions REPERE : 10ECMDME1 S.T.I Génie Mécanique « Bois et Matériaux Associés » - Etude des Constructions REPERE : 10ECMDME1 S.T.I Génie Mécanique « Bois et Matériaux Associés » - Etude des Constructions Eléments d’assemblage : excentriques et tourillons Ferrure d’assemblage pour excentrique Rastex Tourillon bois rayé en hêtre 8×30 en sachet de 850 DT 13 REPERE : 10ECMDME1 S.T.I Génie Mécanique « Bois et Matériaux Associés » - Etude des Constructions DOSSIER MECANIQUE Le dossier d’études mécaniques comporte six documents repérés DM 1/6 à DM 6/6: • Document DM 1/6 : « 1. Etude la stabilité du bureau ». • Documents DM 2/6 et DM 3/6 : « 2. Etude du sous-ensemble étagère ». • Documents DM 4/6 à DM 6/6 : « 3. Etude du dimensionnement des barreaux 205 du sous ensemble « dos » DOSSIER D’ETUDES du BUREAU EVOLUTIF REPERE : 10ECMDME1 S.T.I Génie Mécanique « Bois et Matériaux Associés » - Etude des Constructions DOSSIER DE CONSTRUCTION Le dossier d’études de construction Bois comporte deux documents repérés DC 1/2 à DC 2/2 : • Document DC 1/2 : « 1. Cotation fonctionnelle », « 2. Variations dimensionnelles du plateau de l’abattant ». • Document DC 2/2 : « 3. Recherche de solutions constructives du plateau », « 4. Dessin du sous- ensemble dos ». DOSSIER D’ETUDES du BUREAU EVOLUTIF REPERE : 10ECMDME1 S.T.I Génie Mécanique « Bois et Matériaux Associés » - Etude des Constructions DM 1/6 MECANIQUE (documents repérés DM 1/6 à DM 6/6) 1. Etude de la stabilité du bureau ) Objectif : déterminer l’effort nécessaire au basculement du bureau dans le sens trigonométrique. ) Les réponses aux questions de ce paragraphe se feront sur feuille de copie. 1.1 Hypothèses retenues et définition du modèle d’étude • Le schéma ci-dessous avec ses repères servira de support de référence à l’étude suivante. • Le repère (G, ⎯⎯→ x , ⎯⎯→ y , ⎯⎯→ z ) est lié au sol 0. • Le problème est considéré plan : le plan (G, ⎯⎯→ x , ⎯⎯→ y ) est plan de symétrie du mécanisme. • ⎯⎯→ F (extérieur→203) est une force, elle modélise l’action d’une personne qui tire sur le bureau pour le faire basculer dans le sens trigonométrique : son intensité est inconnue. • En phase de basculement, il n’y a pas de contact en B, donc : ⎪⎪ ⎯⎯→ B (0→102)⎪⎪= 0 • Toutes les liaisons sont supposées parfaites et sans frottement. • La liaison de centre A est modélisée par une pivot d’axe (A, ⎯⎯→ z ). • La liaison de centre B est une linéaire rectiligne de normale (B, ⎯⎯→ y ) et de droite de contact (B, ⎯⎯→ z ). • La masse de l’ensemble du bureau est de 45,6 kg, et on prendra : g = 9,81 m/s². • Le mécanisme est en équilibre dans la position de la figure. x y ⎯⎯→ F (extérieur →203) Montant 104 F G z Sol 0 A B 1200 672 244,7 Traverse 102 584,76 A B ⎯⎯→ F (extérieur →203) Traverse 203 Traverse 102 REPERE : 10ECMDME1 S.T.I Génie Mécanique « Bois et Matériaux Associés » - Etude des Constructions DM 2/6 1.2 Etude du basculement du bureau dans le sens trigonométrique 1.2.1 Isolez l’ensemble du bureau et donnez les expressions des torseurs qui modélisent les actions mécaniques qui s’exercent sur cet ensemble au point d’application de chaque effort et dans le plan de symétrie (G, ⎯⎯→ x , ⎯⎯→ y ). 1.2.2 Appliquez le principe fondamental de la statique et déterminez les équations d’équilibre. 1.2.3 Déduisez de ces équations l’intensité de l’effort ⎯⎯→ F (extérieur→203). Précisez l’unité. 2. Etude du sous-ensemble « étagère » ) Objectif : Vérifier que l’étagère peut supporter un chargement extérieur de 40 daN sans risquer de casser les cotés 501 et 502. ) Les réponses aux questions de ce paragraphe se feront sur les documents réponses DR 1/6 et DR 2/6 et sur feuille de copie. 2.1 Hypothèses retenues et définition du 1er modèle d’étude. On retiendra pour le 1er modèle d’étude les informations suivantes : • On décompose le coté 502 en trois barres : une horizontale repérée 502-H, une verticale repérée 502-V et une oblique repérée 502-O. • On modélisera, pour ce premier modèle, les liaisons entre ces trois barres par des liaisons pivot d’axe ⎯⎯→ z : c’est une modélisation défavorable. • L’effort ⎯⎯→ M (extérieur →503) modélise le chargement sur l’étagère ramené au coté 502 seul : 20 daN. • L’ensemble est en équilibre dans la position de la figure. Nous étudierons la résistance mécanique de la partie oblique des cotés uploads/s1/ etude-constructions-bois-materiaux-associes-bac-techno-sti-genie-mecanique-metropole.pdf