STM-CM-3-Résistance des matériaux
- ue-fip-meca-stm-cm-3
- FIP Mécanique
Semestre : 7
Responsable(s) du contenu pédagogique
- Marc VEDRINES
- Hakim REMITA
| Total coefficients : 3 |
| Total heures : 36 (10 cours, 10 TD, 16 TP) |
Prérequis
notions de base en théorie des poutres (vu en DUT / BTS) et revu en construction mécanique (FIPMECA3)
notions de mécanique générale (statique)
connaissance de l'outil torseur
Objectif
Etudier un solide déformable afin de déterminer son champ de déplacement et les états de contraintes en différents points sensibles.
Les travaux pratiques ont pour objectif la mise en pratique des connaissances à l'aide d'outils numériques (Creo / simulate) sur des problématiques métier ainsi que la découverte de méthodes expérimentales d'analyse des contraintes.
l'accent est mis sur le choix raisonné des différents outils de résolution : méthodes analytiques, expérimentales et numériques.
Compétences attendues
Axe A1 : CONNAISSANCES ET COMPRÉHENSION
Capacité à mettre en place un raisonnement scientifique rigoureux. Capacité à mobiliser les ressources d'un large champ de sciences fondamentales.
- Formaliser un problème à l'aide d'outils analytiques ou numériques
- Être capable de transposer les connaissances scientifiques dans le domaine de la spécialité
Axe A2 : ANALYSE TECHNIQUE
Capacité à mobiliser les ressources dans le domaine de la spécialité. Mettre en œuvre des connaissances techniques multidisciplinaires pour résoudre des problèmes d'ingénierie.
- Identifier un problème, le reformuler
- Déterminer les leviers d'actions permettant de résoudre un problème
- Identifier et comparer des méthodes de résolutions potentielles
- Choisir une méthode de résolution adaptée au problème et en évaluer l'efficacité
Axe A3 : CONCEPTION TECHNIQUE
Capacité à mobiliser ou à développer des nouvelles méthodes de conception afin de concevoir des produits, des processus et des systèmes en tenant compte des dernières avancées techniques dans le domaine tout en prenant en compte les enjeux environnementaux et énergétiques.
- Établir les modèles en vue de la prévision du comportement du produit ou du système
- Choisir et appliquer les méthodes de dimensionnement et de modélisation
- Réaliser et interpréter des simulations
Axe A4 : PRATIQUE DE L’INGÉNIERIE
Aptitude à consulter et appliquer les codes de bonnes pratiques, sur la base d'études scientifiques et techniques, piloter et mettre en œuvre de manière structurée un projet ou un processus en organisant le travail des collaborateurs de l'entreprises dans le respect de la réglementation en matière de sécurité et dans le respect des valeurs sociétales et éthiques.
- Appliquer des méthodes de préconception ou de prédimensionnement
Programme
- Rappels sur la théorie des poutres (rappel des hypothèses, sollicitations simples, répartition
de contraintes, déformées, concentrations de contraintes).
- Problèmes de poutres en flambement, problèmes hyperstatiques.
- Résolution d'un problème par les méthodes énergétiques (théorèmes de Ménabréa, Castigliano)
- Elasticité (tenseurs des contraintes et des déformations, lois de comportements, équations d'équilibre, conditions aux limites). Résolution analytique pour des problèmes simples et appliqués : frettage, tube en torsion élasto-plastique, etc
- Initiation à la méthode des éléments finis (méthode des déplacements : nœuds, fonctions de forme, éléments, matrice de rigidité, conditions aux limites, calculs des déplacements, calculs des contraintes, application sur une structure simple (poutre)). modèles poutres et coques.
- méthodes expérimentales
- travaux pratiques en expérimentation et simulation numérique : application à des problématiques métier : calcul de pièces plastiques, contraintes thermiques, calcul de chape avec analyse de sensibilité et optimisation de paramètre...et ouverture vers des modélisations non linéaires
Contraintes pédagogiques - Méthodes pédagogiques
- Rappels sur la théorie des poutres (rappel des hypothèses, sollicitations simples, répartition
de contraintes, déformées, concentrations de contraintes).
- Problèmes de poutres en flambement, problèmes hyperstatiques.
- Résolution d'un problème par les méthodes énergétiques (théorèmes de Ménabréa, Castigliano)
- Elasticité (tenseurs des contraintes et des déformations, lois de comportements, équations d'équilibre, conditions aux limites). Résolution analytique pour des problèmes simples et appliqués : frettage, tube en torsion élasto-plastique, etc
- Initiation à la méthode des éléments finis (méthode des déplacements : nœuds, fonctions de forme, éléments, matrice de rigidité, conditions aux limites, calculs des déplacements, calculs des contraintes, application sur une structure simple (poutre)). modèles poutres et coques.
- méthodes expérimentales
- travaux pratiques en expérimentation et simulation numérique : application à des problématiques métier : calcul de pièces plastiques, contraintes thermiques, calcul de chape avec analyse de sensibilité et optimisation de paramètre...et ouverture vers des modélisations non linéaires
Mode d'évaluation
Une épreuve sur table de deux heures sans documents ni calculatrice.
Une seconde épreuve en situation de TP avec évaluation orale en temps limité.
Bibliographie
Bazergui et al. : Résistance des matériaux, troisième édition, Presses de l'université Polytechnique de Montréal, 2000.
Chevalier : Mécanique des systèmes et des milieux déformables, Ellipses.
Roark's formulas for stress and strain , McGrawHill, 7th edition, 2002
Craveur J.C. : Modélisation des structures, calcul par éléments finis (avec problèmes corrigés), Masson
MOOC de FUN (France Université Numérique) : pratique du dimensionnement en mécanique, partie 1 et 2