Fiche d’exercices de Contrainte et déformation axiales avec corrigé

Fiche d’exercices de Contrainte et déformation axiales gratuite et imprimable : 6 exercices, du niveau facile au niveau examen, avec corrigé. Imprimez-la ou enregistrez-la en PDF.

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1.Facile
Ø 10 mm0,5 mP = 95 kN

Une barre pleine circulaire supporte un effort de traction axial P. Trouvez la contrainte normale σ dans la barre.

P = 95 kNd = 10 mm
σ = MPa
2.Facile
200 kNØ40110 GPaØ120/60600 mmσr​ = ?

Une tige en acier (diamètre 40 mm, E = 200 GPa) se trouve à l’intérieur d’un tube en bronze (diamètre extérieur 120 mm, diamètre intérieur 60 mm, E = 110 GPa). Les deux mesurent 600 mm de long et sont comprimés ensemble entre des plaques rigides par 200 kN. Trouvez la contrainte de compression σr dans la tige.

P = 200 kNbarre: Ø40 mm, E = 200 GPatube: Ø120/Ø60 mm, E = 110 GPaL = 600 mm
σr = MPa
3.Moyen
150 kNØ25120 GPaØ120/70500 mmδ = ?

Une tige en acier (diamètre 25 mm, E = 200 GPa) se trouve à l’intérieur d’un tube en cuivre (diamètre extérieur 120 mm, diamètre intérieur 70 mm, E = 120 GPa). Les deux mesurent 500 mm de long et sont comprimés ensemble entre des plaques rigides par 150 kN. Trouvez le raccourcissement δ.

P = 150 kNbarre: Ø25 mm, E = 200 GPatube: Ø120/Ø70 mm, E = 120 GPaL = 500 mm
δ = mm
4.Moyen
P = ?12400 mm300 mmØ20Ø40δ = 0,2 mm

Une barre est faite d’un tronçon en acier (diamètre 20 mm, longueur 400 mm, E = 200 GPa) assemblé bout à bout avec un tronçon en bronze (diamètre 40 mm, longueur 300 mm, E = 110 GPa). Elle est fixée à une extrémité et tirée à l’autre. Trouvez la charge axiale P qui l’allonge de 0,2 mm au total.

tronçon 1: acier, Ø20 mm, 400 mm, E = 200 GPatronçon 2: bronze, Ø40 mm, 300 mm, E = 110 GPaδ = 0,2 mm
P = kN
5.Difficile
Ø 35 mmAcier0,5 mØ 12 mmCuivre1 mP = 20 kN

La barre étagée est encastrée dans le mur et chargée à son extrémité libre. Trouvez la contrainte normale maximale σmax dans la barre.

P = 20 kNtronçon 1 : Ø35 mm, 0,5 m, acier (E = 200 GPa)tronçon 2 : Ø12 mm, 1 m, cuivre (E = 117 GPa)
σmax = MPa
6.Difficile
P = ?Ø20120 GPaØ120/60500 mm

Une tige en acier (diamètre 20 mm, E = 200 GPa, contrainte admissible 150 MPa) se trouve à l’intérieur d’un tube en cuivre (diamètre extérieur 120 mm, diamètre intérieur 60 mm, E = 120 GPa, contrainte admissible 80 MPa). Ils sont comprimés ensemble entre des plaques rigides. Trouvez la plus grande charge Pmax.

barre: Ø20 mm, E = 200 GPa, σallow = 150 MPatube: Ø120/Ø60 mm, E = 120 GPa, σallow = 80 MPa
Pmax = kN

Corrigé

  1. 1. σ = 1210 MPa
  2. 2. σr = 33,77 MPa
  3. 3. δ = 0,07549 mm
  4. 4. P = 23,43 kN
  5. 5. σmax = 176,8 MPa
  6. 6. Pmax = 720,5 kN

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