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 GPaØ120/50600 mmσr​ = ?

Une tige en acier (diamètre 40 mm, E = 200 GPa) se trouve à l’intérieur d’un tube en laiton (diamètre extérieur 120 mm, diamètre intérieur 50 mm, E = 100 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/Ø50 mm, E = 100 GPaL = 600 mm
σr = MPa
2.Facile
Ø 10 mm1,5 mP = 25 kN

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

P = 25 kNd = 10 mm
σ = MPa
3.Moyen
P = ?12500 mm400 mmØ40Ø60δ = 0,25 mm

Une barre est faite d’un tronçon en acier (diamètre 40 mm, longueur 500 mm, E = 200 GPa) assemblé bout à bout avec un tronçon en cuivre (diamètre 60 mm, longueur 400 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, Ø40 mm, 500 mm, E = 200 GPatronçon 2: cuivre, Ø60 mm, 400 mm, E = 120 GPaδ = 0,25 mm
P = kN
4.Moyen
150 kNØ40100 GPaØ100/50500 mmδ = ?

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 50 mm, E = 100 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: Ø40 mm, E = 200 GPatube: Ø100/Ø50 mm, E = 100 GPaL = 500 mm
δ = mm
5.Difficile
P = ?Ø3070 GPaØ120/50300 mm

Une tige en acier (diamètre 30 mm, E = 200 GPa, contrainte admissible 150 MPa) se trouve à l’intérieur d’un tube en aluminium (diamètre extérieur 120 mm, diamètre intérieur 50 mm, E = 70 GPa, contrainte admissible 70 MPa). Ils sont comprimés ensemble entre des plaques rigides. Trouvez la plus grande charge Pmax.

barre: Ø30 mm, E = 200 GPa, σallow = 150 MPatube: Ø120/Ø50 mm, E = 70 GPa, σallow = 70 MPa
Pmax = kN
6.Difficile
Ø 30 mmLaiton1 mØ 20 mmCuivre2 mP = 10 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 = 10 kNtronçon 1 : Ø30 mm, 1 m, laiton (E = 100 GPa)tronçon 2 : Ø20 mm, 2 m, cuivre (E = 117 GPa)
σmax = MPa

Corrigé

  1. 1. σr = 33,73 MPa
  2. 2. σ = 318,3 MPa
  3. 3. P = 78,91 kN
  4. 4. δ = 0,08925 mm
  5. 5. Pmax = 596,7 kN
  6. 6. σmax = 31,83 MPa

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