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
40 kN40 kNθ = 25°A = 100 mm²

Une barre de section 100 mm² supporte un effort de compression axial de 40 kN. Trouvez la contrainte normale σθ sur une facette dont la normale fait un angle de 25° avec l’axe de la barre (traction positive).

P = −40 kNA = 100 mm²θ = 25°
σθ = MPa
2.Facile
σx​ = 60σy​ = 70τxy​ = 20MPa

En un point d’une pièce chargée, σₓ = 60 MPa, σᵧ = 70 MPa et τₓᵧ = 20 MPa (traction positive). Trouvez la plus petite contrainte principale σ2.

σx = 60 MPaσy = 70 MPaτxy = 20 MPa
σ2 = MPa
3.Moyen
σx​ = 110σy​ = 10τxy​ = 10MPa

Un point d’une plaque mince est en contraintes planes : σₓ = 110 MPa, σᵧ = 10 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 = 110 MPaσy = 10 MPaτxy = 10 MPaσz = 0
τabs = MPa
4.Moyen
σx​ = −20σy​ = 60τxy​ = 60MPa

En un point d’une pièce chargée, σₓ = −20 MPa, σᵧ = 60 MPa et τₓᵧ = 60 MPa (traction positive). Trouvez la contrainte de cisaillement maximale dans le plan τmax.

σx = −20 MPaσy = 60 MPaτxy = 60 MPa
τmax = MPa
5.Difficile
55°D = 1000 mm, t = 15 mm, p = 1,2 MPap

Un réservoir cylindrique à paroi mince, de diamètre intérieur 1000 mm et d’épaisseur de paroi 15 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 55° par rapport à l’axe du cylindre. Trouvez la valeur absolue de la contrainte de cisaillement |τn| qui agit le long du cordon de soudure.

D = 1000 mmt = 15 mmp = 1,2 MPaα = 55°
|τn| = MPa
6.Difficile
σx​τxy​surface supérieure de l’arbre

Un arbre plein de diamètre 40 mm supporte un moment fléchissant de 500 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 = 40 mmM = 500 N·mT = 500 N·m
σ1 = MPa

Corrigé

  1. 1. σθ = −328,6 MPa
  2. 2. σ2 = 44,38 MPa
  3. 3. τabs = 55,5 MPa
  4. 4. τmax = 72,11 MPa
  5. 5. |τn| = 9,397 MPa
  6. 6. σ1 = 96,06 MPa

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