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TRAVAUX PRATIQUE RDM 2019/2020 1. Définition La Résistance des Matériaux est l'

TRAVAUX PRATIQUE RDM 2019/2020 1. Définition La Résistance des Matériaux est l'étude de la résistance et de la déformation des solides (bâtiments, fusées, avion... .). Elle constitue l’outil indispensable à l’ingénieur-constructeur pour concevoir et réaliser des ouvrages économiques qui ne risquent ni de se rompre ni de se déformer excessivement sous les actions qui leur sont appliquées (charges ou déformations imposées). 2. But de la résistance des matériaux Elle a pour objet l’étude de la stabilité et de la résistance des constructions. Cela permet donc de : 1. Déterminer les dimensions fonctionnelles de la pièce. 2. Choisir le matériau constituant la pièce. 3. Vérifier la résistance à la "casse" de la pièce : (Dépassement de la limite à la résistance élastique du matériau). 4. Vérifier la résistance à la "déformation" de la pièce. 5. Optimiser le coût de la pièce par changement des formes, des dimensions, des matériaux, ... 2. Les différentes sollicitations simples Une poutre peut être soumise à plusieurs sollicitations qui dépendent de la nature et de la direction des actions mécaniques. 3. Organisation Et Instructions Les travaux pratiques de la RDM sont répartis sur 03 séances de 03 h qui sont : 1. TRACTION 2. FLEXION 3. TORSION 4. FLAMBEMENT 5. PORTIQUE • Chaque TP donne lieu à un rapport écrit noté respectant les consignes suivantes : - Compte-rendu : Plan : - Titre du TP - Numéro de TP - Noms de l’étudiant - Date - Sommaire. - Présentation du TP (avec l’objectif) - Rappel théorique -Dispositif expérimental (dessin ou schéma du matériel utilisé, éprouvettes…) -Regroupement des résultats sous forme de tableaux -Interprétation de tous les résultats -Conclusions… -Rapport concis, rédigé avec soin et clarté. -Présentation soignée. -Absence de fautes d’orthographe, de grammaire. • Les rapports du TP seront remis au plus tard 03 semaines après la séance. • La note de Travaux Pratiques est la moyenne des rapports écrits plus l’Assiduité, le sérieux de l’étudiant(e) la présence ainsi que la préparation. INTRODUCTION à la RDM TP 1 TRACTION 2019/2020 Les constructions en béton armé (BA) doivent résister sans risque de rupture, de détérioration ou d’usure prématurée. En conséquence, les propriétés mécaniques des aciers employés doivent être connues avec précision. 1. Introduction Parmi tous les essais mécaniques, l'essai de traction est certainement l'essai le plus fondamental. Il sert à déterminer les principales caractéristiques mécaniques telles que le module d'élasticité, le coefficient de Poisson, la limite d'élasticité, la résistance à la rupture, l'allongement après rupture. • Son exécution est facile et les résultats obtenus servent à dimensionner toutes sortes de pièces. 2. But de l’essai • Connaître le fonctionnement d'une machine de traction; • Déterminer les caractéristiques de résistance du matériau testé. • Mettre en évidence la relation de comportement élastique en traction • Mettre en évidence les domaines élastique et plastique de la loi de comportement d’un acier. • Exploiter la courbe de traction et interpréter les résultats. 3. Partie théorique L’essai de traction d’un acier s’effectue par l’enregistrement graphique de l’allongement (ΔL) d’une éprouvette en fonction de la charge F. • Cet essai de traction donne plusieurs valeurs importantes : • Le module de Young E ou module d’élasticité longitudinale ; • La limite élastique σe qui sert à caractériser un domaine conventionnel de réversibilité ; • La limite à la rupture σr; • La déformation ε suivant l’axe x. • Limite élastique σe o e e S F = σ avec σe en MPa, Fe en N, So en mm2, So : Section de l’éprouvette. • Limite de rupture σr o r r S F = σ avec σr en MPa, Fr en N, So en mm2. • La déformation : o L L ∆ = ε Avec ∆L : allongement total de la poutre; Lo : longueur initiale de l’éprouvette. • Condition de résistance σpe: Pour des raisons de sécurité (limiter l’étude dans la zone élastique : pour que la pièce reste fonctionnelle malgré sa déformation), la contrainte normale de la pièce (σ) doit rester inférieure à la résistance pratique de l’extension σ pe. Avec σ pe = σe / Fs Où σ pe = contrainte admissible Condition de résistance pratique à l’extension : (σ ≤ σpe) Fs = Coefficient de sécurité (2≤ Fs ≤10). 4. Matériels utilisés • Machine d’essai de traction manuelle, éprouvettes acier, • Comparateur pour mesurer les allongements, • règle, • Pied à coulisse. 5. Mode opératoire • Les essais se feront sur une machine de traction manuelle, • Les essais sont effectués sur 01 éprouvette en Acier soumise à un effort de traction F jusqu’à la rupture. Machine de traction manuelle TP 1 LA TRACTION de L’ACIER Courbe de traction σmax σe σr σ ε TP 1 TRACTION 2019/2020 • Mesurez au pied à coulisse le diamètre de l’éprouvette. • Placez l’éprouvette dans le mors de la traverse mobile et mesurez sa longueur initiale. • Dans le dispositif expérimental, l’une des extrémités de la poutre est fixe et l’effort est exercé sur l’autre extrémité. • La lecture de la force exercée se fait directement sur le manomètre associé à la machine. • La lecture des allongements se fait directement sur le comparateur associé à la machine. • Commencer l’essai de traction en notant les allongements à chaque augmentation de la force (tableau 1) F(KN) 0 2 4 6 … … … … Fmax ΔL (mm) 6. Travail demandé 1. Tracer la courbe σ =f (ε) (feuille millimétrée). 2. Déterminer les caractéristiques du matériau : module d’élasticité, limite élastique, contrainte maximale… 3. Comparer vos résultats avec les caractéristiques théoriques 4. commenter les écarts. 5. Quel est le phénomène visible qui se passe avant la rupture de l’éprouvette? 6. À l’aide de vos connaissances et lectures, donner le plus d’indications et précisions possibles concernant le comportement des aciers en traction (et compression) : A. Interprétation des diagrammes contraintes / déformations. B. Zone élastique. C. Zone élasto-plastique. D. Zone plastique. 7. Quel est d’après vous le comportement d’une barre d’acier soumise à de la compression ? 8. Quels sont les rôles principaux de l’acier et du béton armé ? 9. À quoi servent les armatures transversales dans une poutre ? 10. Pourquoi y a-t-il des armatures longitudinales dans un poteau qui ne travaille qu’en compression ? 11. À quoi servent les armatures transversales dans un poteau ? TP 2 TORSION 2019/2020 1. Introduction 2. But de l’essai : • Comprendre la Torsion; • Déterminer expérimentalement l’angle de torsion. • Comparer les résultats expérimentaux à ceux théoriques. • Étudier l’influence de la longueur, de la section des barres et leurs matériaux sur l’angle de torsion. 3. Partie théorique • Les déplacements des sections d’une poutre en torsion sont caractérisés par la rotation des sections droites autour de l’axe neutre (x). L’angle de rotation est appelée Angle de Torsion ρ. • La poutre schématisée est à section circulaire encastrée à une extrémité et chargée à l’autre par une force P tel que P= m.g, (m : la masse appliquée= 1kg et g : la pesanteur = 10m/s2). Cette force développe un moment de torsion appelé Mt (Mt=Mx=P.a, a étant le bras e levier (Voir schéma ci-dessous). • Relation moment de torsion Mt et angle de torsion ρ • On se propose de mesurer expérimentalement cet angle de torsion (ρ), et de le déterminer théoriquement puis faire une indentification entre les deux résultats (ρth = ρexp ) puis extraire la valeur de (G) tel que : • G : Module de cisaillement (appelé aussi module d‘élasticité transversal). • E: module d’Young (appelé aussi module d‘élasticité longitudinal). • L= longueur de la poutre. • Ip = moment d’inertie polaire avec [mm4] 4. Matériels utilisés • Banc d’essai de Torsion. • Différents types d’éprouvettes. • Comparateur pour mesurer les déplacements. • Règle. • Pied à coulisse. TP2 LA TORSION • L'analyse des éléments des structures de génie civil soumis à la torsion est moins fréquente car l'existence du moment de torsion entraîne que les forces extérieures doivent obligatoirement appartenir à un plan perpendiculaire à celui de l'élément, et cela n'est pris en compte que lors de l'analyse des structures en 3 dimensions, comme par exemple l'installation de tuyauterie d'un système de refroidissement d'une centrale nucléaire. Vue suivant F TP 2 TORSION 2019/2020 • Sous l’effet de la force (P) le levier tourne autour de point (O) et imprime en (A) un déplacement curviligne assimilé au déplacement rectiligne vertical (y) mesuré par la comparateur tel que : 5. Mode opératoire • Les essais se feront sur un banc de torsion, • Les essais sont effectués sur : • 04 éprouvettes (Acier, cuivre, bronze, aluminium). • 04 éprouvettes de diamètres différents. • 04 éprouvettes de longueurs différentes. • Placez l’éprouvette dans le banc. • Placez la masse dans la position indiquée. • La lecture du déplacement (y) se fait directement sur le comparateur associé au banc. • Remplissez les tableaux comme suit ; sachant que ρ =y/b. 6. Travail demandé 1. Tracer les courbes : ρ=f(Gp), ρ=f(Gth), ρ=f(d) et ρ=f(l). 2. Comparer vos résultats expérimentaux avec ceux théoriques. uploads/Finance/introduction-a-la-rdm-1-definition.pdf