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Cours : Construction mécanique 2015 1 Université Echahid Hamma Lakhder EL-Oued

Cours : Construction mécanique 2015 1 Université Echahid Hamma Lakhder EL-Oued 3éme Electromécanique Chapitre I : Notions fondamentales et méthodologie de conception I.1. Généralité sur la construction mécanique La construction mécanique est l'ensemble des activités, méthodes et techniques liées à la conception de machines et mécanismes. En bref on peut dire que la Construction mécanique c’est le dimensionnement et calcul d'éléments standards (comme : roulements à bille, vérins, moteurs, engrenage..etc.). I.2. Pièces de constructions des mécaniques Cours : Construction mécanique 2015 2 Université Echahid Hamma Lakhder EL-Oued 3éme Electromécanique I.3. Règles générales de construction Lors de la conception d’une machines, le constructeur a à l’esprit les critères de sécurité et d’économie entre autres. Les questions de sécurité sont relatives aussi bien au fonctionnement, qu’à la manipulation. L’économie est la tendance à la réalisation d’un succès maximal avec une dépense minimale. Pour atteindre une réussite en construction, le constructeur doit avoir beaucoup de connaissances et d’aptitudes dans plusieurs domaines, dont les plus importants sont : Cours : Construction mécanique 2015 3 Université Echahid Hamma Lakhder EL-Oued 3éme Electromécanique a a)- Dessin)- Dessin : le dessin est pour le constructeur le moyen le plus important avec lequel il fixe ses idées et les communique avec l’autre. On distingue deux types le dessin de définition et le dessin d’ensembles.  Le dessin de définition présente une seul pièce avec ses caractéristiques géométriques (dimensions, état de surface, précision) ainsi que la nature du matériau.  Le dessin d’ensemble présente un ensemble de pièces montées, avec les côtes d’encombrement et certaines dimensions essentielles. b)- b)- NormalisationNormalisation : les normes ont été créées pour éviter de résoudre de nouveau les problèmes qui se répètent. La normalisation est un travail d’unification sur la base de notions d’intérêt général. Elle a pour objectif de réaliser une organisation et un travail rationnels dans les domaines relatifs aux sciences et aux techniques. c)- Mécanique : c)- Mécanique : il s’agit ici du sens large du terme qui englobe aussi bien la mécanique classique, qui est la cinématique, la dynamique, la statique, …etc. ainsi que la mécanique que regroupe les machines et leurs fonctions. d)- d)- Résistance des matériauxRésistance des matériaux : son problème est la détermination des contraintes, des déformations d’éléments et à partir des caractéristiques mécaniques des matériaux il sera procédé à la détermination des dimensions des éléments. e)- Science des matériaux e)- Science des matériaux : le choix d’un matériau approprié pour un élément passe par la connaissance des comportements des matériaux en général. f)- Procédés de fabrication f)- Procédés de fabrication : lors de la projection d’une machine, le constructeur à toujours à l’esprit le mode d’obtention des constituants. Le procédé de fabrication n’influe pas seulement sur la précision des dimensions et l’état de surface mais aussi sur la forme de la pièce. g)- Conception : g)- Conception : une image technique ne doit pas être orientée uniquement vers l’utilité mais aussi présenter une vision agréable. Le jugement sur la beauté est relatif et dépend des sentiments, de l’attitude et de l’intelligence personnels. . Cours : Construction mécanique 2015 4 Université Echahid Hamma Lakhder EL-Oued 3éme Electromécanique I.4. Coefficient de sécurité Les coefficients de sécurité sont des paramètres permettant de dimensionner des dispositifs. Lorsque l'on conçoit un dispositif, il faut s'assurer qu'il remplisse ses fonctions en toute sécurité pour l'utilisateur. Il faut pour cela connaître la charge à laquelle il sera soumis. Le terme « charge » est utilisé de manière générale : puissance électrique pour un circuit électrique, force pour un dispositif mécanique, … Cela mène au dimensionnement du dispositif : choix de la section du fil débitant le courant, section de la poutre supportant la structure, … Mais la connaissance des charges normales en utilisation ne sont pas suffisantes : il faut prévoir la possibilité d'une utilisation inadaptée : imprudence de l'utilisateur, surcharge accidentelle ou prévue, défaillance d'une pièce, événement extérieur imprévu, … On utilise pour cela un coefficient de sécurité, noté habituellement s1 :  soit on l'utilise avant le calcul de dimensionnement :  en multipliant la charge en fonctionnement par s, ou bien  en divisant la charge maximale admissible par s ;  soit on l'utilise après le calcul, en multipliant ou en divisant le résultat dans le sens d'une plus grande sécurité. I.5. Norme et standard techniques Une norme technique est un référentiel publié par un organisme de normalisation officiellement agréé par un État (comme Afnor) ou issu d'un traité international (comme ISO). Comme la langue anglaise ne marque pas la différence entre norme et standard (« norme » se dit « standard » en anglais), on parle pour les normes de standards de jure et pour les simples standards de standards de facto. Un simple standard (de facto) est généralement déterminé soit par un industriel pionnier ou en position dominante sur un marché, soit par une association professionnelle ou un consortium d'acteurs industriels (comme IEEE ou OASIS). La normalisation ou la standardisation est le fait d'établir respectivement des normes et standards techniques, c'est-à-dire un référentiel commun et documenté destiné à harmoniser l'activité d'un secteur. Cette dernière est réalisée par des organismes spécialisés, qui sont le plus souvent soit des organismes d'État, soit des organisations créées par les professionnels d'un secteur d'activité donné. I.6. Fiabilité Un système est fiable lorsque la probabilité de remplir sa mission sur une durée donnée correspond à celle spécifiée dans le cahier des charges. La fiabilité est l'étude des défaillances des systèmes — essentiellement des produits manufacturés (mécanique, électronique, génie civil…), et en particulier d'un point de vue statistique. Cours : Construction mécanique 2015 5 Université Echahid Hamma Lakhder EL-Oued 3éme Electromécanique Chapitre II : Introduction au calcul des éléments de machines II.1. Choix des matériaux Toute matière entrant dans une construction devient un matériau. Les matériaux sont à la source de la technologie et du monde industriel. La réussite technique et le succès commercial d’un produit fabriqué dépendent en grand partie du ou des matériaux choisis. Sélectionner un matériau n’est généralement pas une opération simple compte tenu de la grande variété proposée. Le choix dépend autant du prix que des quantités propres du matériau et du procédé de fabrication retenu pour la réalisation. Il existe des matériaux naturels : Le bois, la pierre, l’argile… ces matériaux furent les premiers à être utilisés par l’homme. Le progrès technique a permis de produire des matériaux élaborés :  D’extraire des métaux à partir de minerai  De les mélanger pour fabriquer des alliages  De mettre au point des matières plastiques synthétiques à partir d’éléments naturels comme le charbon, le pétrole, le bois ou le gaz naturel.  De concevoir des matériaux composites de plus en plus utilisés dans les industries du transport. Remarque : Par extension le nom de métal est attribué à tous les alliages de métaux purs que nous utilisons communément. Ci-dessous, les principales familles de matériaux : II.1. 1. Les alliages ferreux Cours : Construction mécanique 2015 6 Université Echahid Hamma Lakhder EL-Oued 3éme Electromécanique  LES ACIERS : Définition : Un acier est constitué de carbone (au moins de 1%) et de fer. a)- Acier d’usage général : La désignation commence par la lettre S. Le nombre qui suit indique la valeur de la limite d’élasticité (Re min) en Mpa. Exemple : - S185 - (Acier d’usage général, de limite d’élasticité de 185MPa). Emplois: Constructions mécaniques et métalliques Assemblées ou soudées. Ces aciers ne doivent pas subir de traitement thermique. b)- Acier de construction mécanique : La désignation commence par la lettre E. Le nombre qui suit indique la valeur de la limite d’élasticité (Re min) en Mpa. Exemple: E295, E335, E360 Emplois: Constructions mécaniques et métalliques assemblées ou soudées. Ces aciers ne doivent pas subir de traitement thermique. Remarque : S’il s’agit d’un acier moulé, la désignation est précédée de la lettre « G ». c)- Acier non allies : La désignation commence par la lettre C. Le nombre qui suit indique le pourcentage de la teneur moyenne en carbone multiplié par 100. Exemple: C22, C25, C30, C35, C40. C22 --------> 0,22% de carbone. S’il s’agit d’un acier moulé, la désignation est précédée de la lettre G. Emplois: Constructions mécaniques. Ces aciers conviennent aux traitements thermiques et au forgeage. d)- Acier faiblement allies : Teneur de chaque élément d’alliage inférieur à 5%. La désignation comprend dans l’ordre : - Un nombre entier égal à 100 fois le pourcentage de la teneur en carbone. - Un ou plusieurs groupes de lettres qui sont les symboles chimiques des éléments d’alliage rangés dans l’ordre des teneurs décroissantes. - Un ou plusieurs nombres, rangés dans le même ordre que les éléments d’alliage, indiquant le pourcentage de la teneur de chaque élément. Ces teneurs sont multipliées par un coefficient différent suivant les éléments d’alliage. Exemple : 42 Cr Mo 4 Utilisation : ils sont choisis lorsque l’on a besoin d’une haute résistance. e)- Aciers fortement allies : Cours : Construction mécanique 2015 7 Université Echahid Hamma Lakhder EL-Oued 3éme Electromécanique Teneur d’au moins un élément uploads/Ingenierie_Lourd/ construction-mecanique-v7-2.pdf