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 kNØ40100 GPaØ100/60300 mmσr​ = ?

Une tige en acier (diamètre 40 mm, E = 200 GPa) se trouve à l’intérieur d’un tube en laiton (diamètre extérieur 100 mm, diamètre intérieur 60 mm, E = 100 GPa). Les deux mesurent 300 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: Ø100/Ø60 mm, E = 100 GPaL = 300 mm
σr = MPa
2.Facile
200 kNØ30120 GPaØ120/50300 mmσr​ = ?

Une tige en acier (diamètre 30 mm, E = 200 GPa) se trouve à l’intérieur d’un tube en cuivre (diamètre extérieur 120 mm, diamètre intérieur 50 mm, E = 120 GPa). Les deux mesurent 300 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: Ø120/Ø50 mm, E = 120 GPaL = 300 mm
σr = MPa
3.Moyen
P = ?12300 mm500 mmØ30Ø40δ = 0,5 mm

Une barre est faite d’un tronçon en acier (diamètre 30 mm, longueur 300 mm, E = 200 GPa) assemblé bout à bout avec un tronçon en cuivre (diamètre 40 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 0,5 mm au total.

tronçon 1: acier, Ø30 mm, 300 mm, E = 200 GPatronçon 2: cuivre, Ø40 mm, 500 mm, E = 120 GPaδ = 0,5 mm
P = kN
4.Moyen
P = ?12400 mm300 mmØ40Ø60δ = 0,3 mm

Une barre est faite d’un tronçon en acier (diamètre 40 mm, longueur 400 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 0,3 mm au total.

tronçon 1: acier, Ø40 mm, 400 mm, E = 200 GPatronçon 2: cuivre, Ø60 mm, 300 mm, E = 120 GPaδ = 0,3 mm
P = kN
5.Difficile
Ø 25 mmLaiton0,5 mØ 12 mmLaiton1 mP = 35 kN

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

P = 35 kNtronçon 1 : Ø25 mm, 0,5 m, laiton (E = 100 GPa)tronçon 2 : Ø12 mm, 1 m, laiton (E = 100 GPa)
δ = mm
6.Difficile
P = ?Ø20120 GPaØ80/50400 mm

Une tige en acier (diamètre 20 mm, E = 200 GPa, contrainte admissible 250 MPa) se trouve à l’intérieur d’un tube en cuivre (diamètre extérieur 80 mm, diamètre intérieur 50 mm, E = 120 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 = 250 MPatube: Ø80/Ø50 mm, E = 120 GPa, σallow = 70 MPa
Pmax = kN

Corrigé

  1. 1. σr = 53,05 MPa
  2. 2. σr = 31,67 MPa
  3. 3. P = 91,95 kN
  4. 4. P = 121,2 kN
  5. 5. δ = 3,451 mm
  6. 6. Pmax = 251,1 kN

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