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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1.Facile
τxy​ = 110MPacisaillement pur

Un point à la surface d’un arbre en torsion est en cisaillement pur avec τₓᵧ = 110 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 = 110 MPaθ = 45°
σθ = MPa
2.Facile
σx​ = −30σy​ = 10τxy​ = −60MPa

En un point d’une pièce chargée, σₓ = −30 MPa, σᵧ = 10 MPa et τₓᵧ = −60 MPa (traction positive). Trouvez la plus grande contrainte principale σ1.

σx = −30 MPaσy = 10 MPaτxy = −60 MPa
σ1 = MPa
3.Moyen
σx​ = 120σy​ = 120τxy​ = 50MPa

En un point d’une pièce chargée, σₓ = 120 MPa, σᵧ = 120 MPa et τₓᵧ = 50 MPa (traction positive). Trouvez la contrainte de cisaillement maximale dans le plan τmax.

σx = 120 MPaσy = 120 MPaτxy = 50 MPa
τmax = MPa
4.Moyen
σx​ = 90σy​ = 30τxy​ = 30MPa

Un point d’une plaque mince est en contraintes planes : σₓ = 90 MPa, σᵧ = 30 MPa et τₓᵧ = 30 MPa, avec σz = 0. Trouvez la contrainte de cisaillement maximale absolue τabs en ce point (en considérant tous les plans dans l’espace).

σx = 90 MPaσy = 30 MPaτxy = 30 MPaσz = 0
τabs = MPa
5.Difficile
σx​τxy​surface supérieure de l’arbre

Un arbre plein de diamètre 50 mm supporte un moment fléchissant de 1500 N·m ainsi qu’un couple de 500 N·m. À la surface supérieure, où la contrainte de flexion est une traction maximale, trouvez la plus grande contrainte principale σ1.

d = 50 mmM = 1500 N·mT = 500 N·m
σ1 = MPa
6.Difficile
50°D = 1200 mm, t = 12 mm, p = 2,5 MPap

Un réservoir cylindrique à paroi mince, de diamètre intérieur 1200 mm et d’épaisseur de paroi 12 mm, contient un gaz à une pression relative de 2,5 MPa. Il est réalisé en tôle soudée le long d’un cordon hélicoïdal incliné de 50° par rapport à l’axe du cylindre. Trouvez la contrainte normale σn qui agit perpendiculairement au cordon de soudure.

D = 1200 mmt = 12 mmp = 2,5 MPaα = 50°
σn = MPa

Corrigé

  1. 1. σθ = 110 MPa
  2. 2. σ1 = 53,25 MPa
  3. 3. τmax = 50 MPa
  4. 4. τabs = 51,21 MPa
  5. 5. σ1 = 125,5 MPa
  6. 6. σn = 88,32 MPa

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