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​ = 50MPacisaillement pur

Un point à la surface d’un arbre en torsion est en cisaillement pur avec τₓᵧ = 50 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 = 50 MPaθ = 45°
σθ = MPa
2.Facile
10 kN10 kNθ = 25°A = 400 mm²

Une barre de section 400 mm² supporte un effort de traction axial de 10 kN. Trouvez la valeur absolue de la contrainte de cisaillement |τθ| sur une facette dont la normale fait un angle de 25° avec l’axe de la barre.

P = 10 kNA = 400 mm²θ = 25°
|τθ| = MPa
3.Moyen
σx​ = −20σy​ = 80MPaτxy​ = ?

En un point, σₓ = −20 MPa et σᵧ = 80 MPa. Jusqu’à quelle valeur la contrainte de cisaillement τxy (en valeur absolue) peut-elle monter avant que la plus grande contrainte principale atteigne 130 MPa ?

σx = −20 MPaσy = 80 MPaσ1 = 130 MPa
τxy = MPa
4.Moyen
σx​ = −10σy​ = 120τxy​ = 20MPa

En un point, σₓ = −10 MPa, σᵧ = 120 MPa et τₓᵧ = 20 MPa (traction positive). L’élément est tourné de 30° dans le sens trigonométrique. Trouvez la contrainte normale σy′ sur les faces de l’élément tourné perpendiculaires à l’axe tourné y′.

σx = −10 MPaσy = 120 MPaτxy = 20 MPaθ = 30°
σy′ = MPa
5.Difficile
σx​ = 30σy​ = 110τxy​ = 30MPa

Un point d’une plaque mince est en contraintes planes : σₓ = 30 MPa, σᵧ = 110 MPa et τₓᵧ = 30 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 = 30 MPaσy = 110 MPaτxy = 30 MPaσY = 275 MPa
n =
6.Difficile
σx​ = −40σy​ = 0τxy​ = 50MPa

En un point d’une pièce chargée, σₓ = −40 MPa, σᵧ = 0 MPa et τₓᵧ = 50 MPa (traction positive). Trouvez la contrainte de cisaillement τθ sur une facette dont la normale est tournée de 20° dans le sens horaire par rapport à l’axe x (positive dans le même sens que τₓᵧ).

σx = −40 MPaσy = 0 MPaτxy = 50 MPaθ = -20°
τθ = MPa

Corrigé

  1. 1. σθ = 50 MPa
  2. 2. |τθ| = 9,576 MPa
  3. 3. τxy = 86,6 MPa
  4. 4. σy′ = 70,18 MPa
  5. 5. n = 2,47
  6. 6. τθ = 25,45 MPa

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