Fiche d’exercices de Cercle de Mohr et changement de repère des contraintes avec corrigé

Fiche d’exercices de Cercle de Mohr et changement de repère des contraintes gratuite et imprimable : 6 exercices, du niveau facile au niveau examen, avec corrigé. Imprimez-la ou enregistrez-la en PDF.

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Nom: ____________________   Date: ____________

1.Facile
τxy​ = 30MPacisaillement pur

Un point à la surface d’un arbre en torsion est en cisaillement pur avec τₓᵧ = 30 MPa (σₓ = σᵧ = 0). Trouvez la contrainte normale σθ sur une facette dont la normale est tournée de 45° dans le sens antihoraire par rapport à l’axe x.

τxy = 30 MPaθ = 45°
σθ = MPa
2.Facile
180 kN180 kNθ = 40°A = 800 mm²

Une barre de section 800 mm² supporte un effort de traction axial de 180 kN. Trouvez la valeur absolue de la contrainte de cisaillement |τθ| sur une facette dont la normale fait un angle de 40° avec l’axe de la barre.

P = 180 kNA = 800 mm²θ = 40°
|τθ| = MPa
3.Moyen
σx​ = 50σy​ = 30τxy​ = 50MPa

En un point d’une pièce chargée, σₓ = 50 MPa, σᵧ = 30 MPa et τₓᵧ = 50 MPa (traction positive). Trouvez la contrainte de cisaillement maximale dans le plan τmax.

σx = 50 MPaσy = 30 MPaτxy = 50 MPa
τmax = MPa
4.Moyen
σx​ = 80σy​ = 110τxy​ = −10MPa

En un point d’une pièce chargée, σₓ = 80 MPa, σᵧ = 110 MPa et τₓᵧ = −10 MPa (traction positive). Trouvez l’angle θp entre l’axe x et la direction de la plus grande contrainte principale, compris entre −90° et 90°.

σx = 80 MPaσy = 110 MPaτxy = −10 MPa
θp = °
5.Difficile
σx​ = 60σy​ = 100τxy​ = 10MPa

En un point d’une pièce chargée, σₓ = 60 MPa, σᵧ = 100 MPa et τₓᵧ = 10 MPa (traction positive). Trouvez la contrainte normale σθ sur une facette dont la normale est tournée de 60° dans le sens antihoraire par rapport à l’axe x.

σx = 60 MPaσy = 100 MPaτxy = 10 MPaθ = 60°
σθ = MPa
6.Difficile
σx​ = 160σy​ = −80τxy​ = 40MPa

Un point d’une plaque mince est en contraintes planes : σₓ = 160 MPa, σᵧ = −80 MPa et τₓᵧ = 40 MPa (σz = 0). Le matériau a une limite d’élasticité de 420 MPa. Trouvez le coefficient de sécurité n vis-à-vis de la plastification selon le critère de von Mises (énergie de distorsion).

σx = 160 MPaσy = −80 MPaτxy = 40 MPaσY = 420 MPa
n =

Corrigé

  1. 1. σθ = 30 MPa
  2. 2. |τθ| = 110,8 MPa
  3. 3. τmax = 50,99 MPa
  4. 4. θp = −73,15 °
  5. 5. σθ = 98,66 MPa
  6. 6. n = 1,886

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