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Génie mécanique
FLEXION PLANE SIMPLE
Objectifs C1.1- Identifier la sollicitation subie par un solide de type poutre. C1.2- Vérifier la résistance d’un composant. C1.3- Dimensionner un composant. I-
Rappel :
F
Fibres comprimées Fibre neutre
F
f
Essai de flexion: y
G
x Fibres tendues
Un comparateur nous permet de mesurer les déformations transversales appelé flèches f. Les essais montrent que la flèche f dépend de :
La norme de la charge ; La position de la charge ; La forme et le matériau de la poutre ; La longueur de la poutre.
II-
Définition :
Une poutre est sollicitée à la flexion plane simple lorsque le système des forces extérieures se réduit à un système plan et que toutes les forces sont perpendiculaires à la ligne moyenne.
III-
Effort tranchant :
Ty = - (somme algébrique des efforts appliqués sur la poutre à gauche de la section de centre G)
IV-
Moment fléchissant :
Mfz = - (somme algébrique des moments des efforts appliqués sur la poutre à gauche de la section de centre G et calculés au point G) centre G)
V-
Contrainte tangentielle :
Le glissement transversal provoque dans la section droite (S) des contraintes tangentielles (). Ces contraintes sont uniformément réparties dans la section droite (S).
Ty TyMaxi et moy = S S
avec S : la section droite
y Fibres raccourcies
VIContrainte normale : La contrainte normale σ est proportionnelle à la distance de la fibre étudiée au plan des fibres neutres.
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S S'
de la poutre.
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G
y
On définit : =
x Maxi
Fibres allongées
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Génie mécanique
FLEXION PLANE SIMPLE (S) : la section plane avant déformation ; (S’) : la section plane après déformation ; y : la position de la fibre étudiée ; σ : la valeur de contrainte de la fibre étudiée ; =
Mfz y IGZ
La contrainte normale est maximale lorsque y désigne la fibre la plus éloignée de la ligne moyenne. On note yMaxi = v. Maxi =
Mfz Maxi IGZ v
(en MPa ou N/mm²)
IGZ est appelée : module de flexion (mm3) ; v
La quantité
La quantité IGZ est appelée : moment quadratique (mm4) et dépend de la section de la poutre. Valeur du moment quadratique et de la distance v de quelques surfaces élémentaires
Surface
h
y
y
G
z
y
G
b
a
IGZ
bh3 12
v
h 2
a4 12 a 2
z
G d
d z
y G
z
D
πd4 64 d 2
π(D4 d4 ) 64 D 2
VII- Condition de résistance : Pour des raisons de sécurité, la contrainte normale due à la flexion doit rester inférieure à la résistance pratique Rp. On définit Rp par le quotient de la résistance élastique à l’extension Re par le coefficient de sécurité s. Re Rp = σMaxi ≤ Rp avec : s Tel que : Rp : La résistance pratique (en MPa ou N/mm²) Re : Résistance élastique à l’extension (en MPa ou N/mm²) s : Coefficient de sécurité VIII-
Activités : Activité 2 page 218 : Tendeur de courroie Activité 3 page 225 : Fraiseuse universelle
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