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
σx​ = 120MPaélément principal

En un point d’une pièce chargée, les contraintes principales dans le plan valent σ₁ = 120 MPa et σ₂ = 0 MPa (traction positive). Trouvez la contrainte normale σavg qui agit sur les plans de cisaillement maximal dans le plan.

σ1 = 120 MPaσ2 = 0 MPa
σavg = MPa
2.Facile
σx​ = 150σy​ = 50τxy​ = 20MPa

En un point d’une pièce chargée, σₓ = 150 MPa, σᵧ = 50 MPa et τₓᵧ = 20 MPa (traction positive). Trouvez la plus grande contrainte principale σ1.

σx = 150 MPaσy = 50 MPaτxy = 20 MPa
σ1 = MPa
3.Moyen
σx​ = 90σy​ = 0τxy​ = −10MPa

En un point d’une pièce chargée, σₓ = 90 MPa, σᵧ = 0 MPa et τₓᵧ = −10 MPa (traction positive). Trouvez la contrainte de cisaillement maximale dans le plan τmax.

σx = 90 MPaσy = 0 MPaτxy = −10 MPa
τmax = MPa
4.Moyen
σx​ = 130σy​ = 70τxy​ = 10MPa

Un point d’une plaque mince est en contraintes planes : σₓ = 130 MPa, σᵧ = 70 MPa et τₓᵧ = 10 MPa, avec σz = 0. Trouvez la contrainte de cisaillement maximale absolue τabs en ce point (en considérant tous les plans dans l’espace).

σx = 130 MPaσy = 70 MPaτxy = 10 MPaσz = 0
τabs = MPa
5.Difficile
20°D = 1200 mm, t = 10 mm, p = 1,2 MPap

Un réservoir cylindrique à paroi mince, de diamètre intérieur 1200 mm et d’épaisseur de paroi 10 mm, contient un gaz à une pression relative de 1,2 MPa. Il est réalisé en tôle soudée le long d’un cordon hélicoïdal incliné de 20° par rapport à l’axe du cylindre. Trouvez la contrainte normale σn qui agit perpendiculairement au cordon de soudure.

D = 1200 mmt = 10 mmp = 1,2 MPaα = 20°
σn = MPa
6.Difficile
σx​ = 20σy​ = 120τxy​ = −10MPa

Un point d’une plaque mince est en contraintes planes : σₓ = 20 MPa, σᵧ = 120 MPa et τₓᵧ = −10 MPa (σz = 0). Le matériau a une limite d’élasticité de 275 MPa. Trouvez le coefficient de sécurité n vis-à-vis de la plastification selon le critère de von Mises (énergie de distorsion).

σx = 20 MPaσy = 120 MPaτxy = −10 MPaσY = 275 MPa
n =

Corrigé

  1. 1. σavg = 60 MPa
  2. 2. σ1 = 153,9 MPa
  3. 3. τmax = 46,1 MPa
  4. 4. τabs = 65,81 MPa
  5. 5. σn = 67,79 MPa
  6. 6. n = 2,44

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