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
80 kNØ2070 GPaØ80/60300 mmσr​ = ?

Une tige en acier (diamètre 20 mm, E = 200 GPa) se trouve à l’intérieur d’un tube en aluminium (diamètre extérieur 80 mm, diamètre intérieur 60 mm, E = 70 GPa). Les deux mesurent 300 mm de long et sont comprimés ensemble entre des plaques rigides par 80 kN. Trouvez la contrainte de compression σr dans la tige.

P = 80 kNbarre: Ø20 mm, E = 200 GPatube: Ø80/Ø60 mm, E = 70 GPaL = 300 mm
σr = MPa
2.Facile
Ø 20 mm1 mP = 70 kN

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

P = 70 kNd = 20 mm
σ = MPa
3.Moyen
Ø 16 mmCuivre0,5 mP = 55 kN

Trouvez l’allongement δ de la barre en cuivre sous l’effort axial.

P = 55 kNd = 16 mmL = 0,5 mE = 117 GPa
δ = mm
4.Moyen
P = ?12300 mm500 mmØ30Ø40δ = 0,4 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 laiton (diamètre 40 mm, longueur 500 mm, E = 100 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, Ø30 mm, 300 mm, E = 200 GPatronçon 2: laiton, Ø40 mm, 500 mm, E = 100 GPaδ = 0,4 mm
P = kN
5.Difficile
P = ?Ø30110 GPaØ120/70400 mm

Une tige en acier (diamètre 30 mm, E = 200 GPa, contrainte admissible 200 MPa) se trouve à l’intérieur d’un tube en bronze (diamètre extérieur 120 mm, diamètre intérieur 70 mm, E = 110 GPa, contrainte admissible 60 MPa). Ils sont comprimés ensemble entre des plaques rigides. Trouvez la plus grande charge Pmax.

barre: Ø30 mm, E = 200 GPa, σallow = 200 MPatube: Ø120/Ø70 mm, E = 110 GPa, σallow = 60 MPa
Pmax = kN
6.Difficile
Ø 25 mmCuivre1,5 mØ 20 mmAluminium1,5 mP = 65 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 = 65 kNtronçon 1 : Ø25 mm, 1,5 m, cuivre (E = 117 GPa)tronçon 2 : Ø20 mm, 1,5 m, aluminium (E = 70 GPa)
σmax = MPa

Corrigé

  1. 1. σr = 73,81 MPa
  2. 2. σ = 222,8 MPa
  3. 3. δ = 1,169 mm
  4. 4. P = 65,56 kN
  5. 5. Pmax = 524,8 kN
  6. 6. σmax = 206,9 MPa

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