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 12 mm1,5 mP = 45 kN

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

P = 45 kNd = 12 mm
σ = MPa
2.Facile
200 kNØ40120 GPaØ80/50500 mmσr​ = ?

Une tige en acier (diamètre 40 mm, E = 200 GPa) se trouve à l’intérieur d’un tube en cuivre (diamètre extérieur 80 mm, diamètre intérieur 50 mm, E = 120 GPa). Les deux mesurent 500 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: Ø80/Ø50 mm, E = 120 GPaL = 500 mm
σr = MPa
3.Moyen
P = ?12300 mm300 mmØ25Ø60δ = 0,25 mm

Une barre est faite d’un tronçon en acier (diamètre 25 mm, longueur 300 mm, E = 200 GPa) assemblé bout à bout avec un tronçon en cuivre (diamètre 60 mm, longueur 300 mm, E = 120 GPa). Elle est fixée à une extrémité et tirée à l’autre. Trouvez la charge axiale P qui l’allonge de 0,25 mm au total.

tronçon 1: acier, Ø25 mm, 300 mm, E = 200 GPatronçon 2: cuivre, Ø60 mm, 300 mm, E = 120 GPaδ = 0,25 mm
P = kN
4.Moyen
Ø 25 mmAluminium3 mP = 105 kN

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

P = 105 kNd = 25 mmL = 3 mE = 70 GPa
ε = µε
5.Difficile
Ø 30 mmLaiton1,5 mØ 16 mmAcier0,5 mP = 25 kN

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

P = 25 kNtronçon 1 : Ø30 mm, 1,5 m, laiton (E = 100 GPa)tronçon 2 : Ø16 mm, 0,5 m, acier (E = 200 GPa)
δ = mm
6.Difficile
30 kN12500 mm200 mmØ20Ø40σ2​ = ?

Un tronçon en acier (diamètre 20 mm, longueur 500 mm, E = 200 GPa) et un tronçon en laiton (diamètre 40 mm, longueur 200 mm, E = 100 GPa) sont assemblés bout à bout et fixés entre deux murs rigides. Une charge axiale de 30 kN agit à la jonction, vers le tronçon 2. Trouvez la valeur absolue de la contrainte σ2 dans le tronçon 2.

tronçon 1: acier, Ø20 mm, 500 mm, E = 200 GPatronçon 2: laiton, Ø40 mm, 200 mm, E = 100 GPaP = 30 kN
σ2 = MPa

Corrigé

  1. 1. σ = 397,9 MPa
  2. 2. σr = 64,63 MPa
  3. 3. P = 63,45 kN
  4. 4. ε = 3056 µε
  5. 5. δ = 0,8414 mm
  6. 6. σ2 = 19,89 MPa

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