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
200 kNØ30120 GPaØ100/60400 mmσr​ = ?

Une tige en acier (diamètre 30 mm, E = 200 GPa) se trouve à l’intérieur d’un tube en cuivre (diamètre extérieur 100 mm, diamètre intérieur 60 mm, E = 120 GPa). Les deux mesurent 400 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: Ø30 mm, E = 200 GPatube: Ø100/Ø60 mm, E = 120 GPaL = 400 mm
σr = MPa
2.Facile
100 kNØ3070 GPaØ80/50600 mmσr​ = ?

Une tige en acier (diamètre 30 mm, E = 200 GPa) se trouve à l’intérieur d’un tube en aluminium (diamètre extérieur 80 mm, diamètre intérieur 50 mm, E = 70 GPa). Les deux mesurent 600 mm de long et sont comprimés ensemble entre des plaques rigides par 100 kN. Trouvez la contrainte de compression σr dans la tige.

P = 100 kNbarre: Ø30 mm, E = 200 GPatube: Ø80/Ø50 mm, E = 70 GPaL = 600 mm
σr = MPa
3.Moyen
P = ?12500 mm300 mmØ30Ø60δ = 0,25 mm

Une barre est faite d’un tronçon en acier (diamètre 30 mm, longueur 500 mm, E = 200 GPa) assemblé bout à bout avec un tronçon en bronze (diamètre 60 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 0,25 mm au total.

tronçon 1: acier, Ø30 mm, 500 mm, E = 200 GPatronçon 2: bronze, Ø60 mm, 300 mm, E = 110 GPaδ = 0,25 mm
P = kN
4.Moyen
Ø 30 mmAluminium1 mP = 10 kN

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

P = 10 kNd = 30 mmL = 1 mE = 70 GPa
ε = µε
5.Difficile
Ø 40 mmAcier1,5 mØ 20 mmAluminium2 mP = 120 kN

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

P = 120 kNtronçon 1 : Ø40 mm, 1,5 m, acier (E = 200 GPa)tronçon 2 : Ø20 mm, 2 m, aluminium (E = 70 GPa)
δ = mm
6.Difficile
P = ?Ø20110 GPaØ120/70500 mm

Une tige en acier (diamètre 20 mm, E = 200 GPa, contrainte admissible 160 MPa) se trouve à l’intérieur d’un tube en bronze (diamètre extérieur 120 mm, diamètre intérieur 70 mm, E = 110 GPa, contrainte admissible 70 MPa). Ils sont comprimés ensemble entre des plaques rigides. Trouvez la plus grande charge Pmax.

barre: Ø20 mm, E = 200 GPa, σallow = 160 MPatube: Ø120/Ø70 mm, E = 110 GPa, σallow = 70 MPa
Pmax = kN

Corrigé

  1. 1. σr = 53,72 MPa
  2. 2. σr = 56,21 MPa
  3. 3. P = 55,54 kN
  4. 4. ε = 202,1 µε
  5. 5. δ = 11,63 mm
  6. 6. Pmax = 562,3 kN

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