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 20 mm0,5 mP = 15 kN

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

P = 15 kNd = 20 mm
σ = MPa
2.Facile
300 kNØ4070 GPaØ120/70500 mmσr​ = ?

Une tige en acier (diamètre 40 mm, E = 200 GPa) se trouve à l’intérieur d’un tube en aluminium (diamètre extérieur 120 mm, diamètre intérieur 70 mm, E = 70 GPa). Les deux mesurent 500 mm de long et sont comprimés ensemble entre des plaques rigides par 300 kN. Trouvez la contrainte de compression σr dans la tige.

P = 300 kNbarre: Ø40 mm, E = 200 GPatube: Ø120/Ø70 mm, E = 70 GPaL = 500 mm
σr = MPa
3.Moyen
P = ?12500 mm500 mmØ20Ø30δ = 0,4 mm

Une barre est faite d’un tronçon en acier (diamètre 20 mm, longueur 500 mm, E = 200 GPa) assemblé bout à bout avec un tronçon en cuivre (diamètre 30 mm, longueur 500 mm, E = 120 GPa). Elle est fixée à une extrémité et tirée à l’autre. Trouvez la charge axiale P qui l’allonge de 0,4 mm au total.

tronçon 1: acier, Ø20 mm, 500 mm, E = 200 GPatronçon 2: cuivre, Ø30 mm, 500 mm, E = 120 GPaδ = 0,4 mm
P = kN
4.Moyen
Ø 12 mmAluminium0,5 mP = 30 kN

Trouvez la déformation axiale ε dans la barre en aluminium, en microdéformations (µε = 10⁻⁶).

P = 30 kNd = 12 mmL = 0,5 mE = 70 GPa
ε = µε
5.Difficile
P = ?Ø40110 GPaØ80/50600 mm

Une tige en acier (diamètre 40 mm, E = 200 GPa, contrainte admissible 200 MPa) se trouve à l’intérieur d’un tube en bronze (diamètre extérieur 80 mm, diamètre intérieur 50 mm, E = 110 GPa, contrainte admissible 100 MPa). Ils sont comprimés ensemble entre des plaques rigides. Trouvez la plus grande charge Pmax.

barre: Ø40 mm, E = 200 GPa, σallow = 200 MPatube: Ø80/Ø50 mm, E = 110 GPa, σallow = 100 MPa
Pmax = kN
6.Difficile
Ø 30 mmAluminium1,5 mØ 12 mmAluminium2 mP = 55 kN

La barre étagée est encastrée dans le mur et chargée à son extrémité libre. Trouvez l’allongement total δ.

P = 55 kNtronçon 1 : Ø30 mm, 1,5 m, aluminium (E = 70 GPa)tronçon 2 : Ø12 mm, 2 m, aluminium (E = 70 GPa)
δ = mm

Corrigé

  1. 1. σ = 47,75 MPa
  2. 2. σr = 77,56 MPa
  3. 3. P = 28,88 kN
  4. 4. ε = 3789 µε
  5. 5. Pmax = 534,8 kN
  6. 6. δ = 15,56 mm

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