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20 juin 2011 4.2.11 Exercice : élasticité plane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148. Page 5. Chapitre 1. ´Elasticité. 1.1 Rappels.
Fiche 5
Exercice 1 (élasticité demande - élasticité offre). A- Soit un marché où la Exercice 3 (élasticité-prix élasticité-revenu). Un consommateur achète deux ...
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Corrigé. Exercices élasticité-prix Calcul de l'élasticité-prix du billet de 2nde classe quand le prix passe de 37 € à 56 €.
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Les élasticités de la demande
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ÉLASTICITÉ DARC
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R´esistance des mat´eriaux : ´elasticit´e m´ethodes ´energ
Elasticit e 3 1 1 4 Cas particulier : ´etat de contraintes planes Le tenseur des contraintes se r´eduit `a : [?] =?xx ?xy 0 ?xy ?yy 0 0 0 0 (1 1 13) d’ou` l’expression du tenseur des d´eformations :
Viscoélasticité pour le Calcul - École Polytechnique
élasticité-revenu de la demande (er) 1 Les variables se rapportent au bien X à l'exception de PY (= Prix du bien Y) Demande : Q = 200 - 5P - 2PY + 0 2R (R = Revenu) si P = 10 PY = 12 R = 1000 3 91 Calculez e 3 92 Calculez ec 3 93 Calculez er 3 10 Élasticité-prix de la demande (e) élasticité-prix croisée de la demande (ec) et
ÉLASTICITÉ - uliegebe
Le chapitre suivant est consacré à l'élasticité plane Après l'établissement des équations fondamentales et quelques exemples nous développons la méthode de résolution fondée sur l'utilisation de la ariablev complexe Celle-ci est appliquée aux problèmes habituels ainsi qu'à quelques problèmes de concentration de contrainte
GEA TD n 7 Elasticit´e´
Exercice 1 1 Un boucher d´ecide d’augmenter le prix de sa bavette d’aloyau et constate une modi?ca-tion de la demande Les donn´ees sont rassembl´ees dans le tableau ci-dessous P´eriode 1 P´eriode 2 Prix au kg 1705 euros 1726 euros Demande 15284 kg 15244 kg
Viscoélasticité pour le Calcul des structures
Avec la théorie de l’Élas- ticité puis la théorie de la Plasticité le comportement du matériau constitutif étant pris en compte le calcul des structures permet d’envisager aussi le second critère en calculant les déformations et déplacements de l’ouvrage sous l’e?et des diverses sollicitations
NOM : CORRIGÉ - Polytechnique Montréal
CORRIGÉ Version révisée 20/02/2002 1 EXERCICE n° 1 1 a) Module d’Young E de l’acier 1060 Justification : 0 1 b) Limite proportionnelle d’élasticité Re de l’acier 1060 Justification : e 1 c) Limite conventionnelle d’élasticité Re02 de l’acier 1060 Justification : 1 d) Résistance à la traction Rm de l’acier 1060
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1 Exercice 1 : élasticité-prix et élasticité-revenu Soit un consommateur pouvant choisir son panier de consommation dans l'espace des objets X?Rk sous la contrainte budgétaire dé nie par un revenu Ret des prix p ( R;p>0) La demande marshallienne s'écrit : x(p;R) =(x 1(p 1;:::;p k;R);:::;x k(p 1;:::;p k;R)) (1) On suppose que x
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EXERCICE 3 : Élasticité de la demande par rapport au prix Libraire ÉLASTICITÉ CALCUL L’élasticité est un outil utilisé par un économiste pour mesurer entre autres l’impact des variations de prix sur la consommation individuelle
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1 Analyse élastique 1 1 Donner la solution (champs des contraintes et des déplacements) en élasticité Le volume étudié est à symétrie sphérique constitué d’un matériau homogène et isotrope; les conditions aux limites possèdent aussi la symétrie sphérique
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(e = Élasticité-prix de la demande) 01 Élasticité-prix de la demande 1 e = - 1 5 3 = - 0 5 0 5 02 Élasticité-prix de la demande 2 e = 4000 10000 2 5 = 1 (valeur absolue) Recette totale avant la variation du prix = 6 * 8'000 = 48'000 Recette totale après la variation du prix = 4 * 12'000 = 48'000
Quelle est la différence entre la théorie de l’élas-ticité et la plasticité?
- Avec la théorie de l’Élas- ticité, puis la théorie de la Plasticité, le comportement du matériau constitutif étant pris en compte, le calcul des structures permet d’envisager aussi le second critère en calculant les déformations et déplacements de l’ouvrage sous l’e?et des diverses sollicitations.
Qu'est-ce que le problème élastique?
- Dans cette optique, le problème élastique consiste à minimiser la fonctionnelle E(";u) = U(") + P(u) (9.26) avec U(") = Z V W(")dV (9.27) moyennant les liaisons (9.24) et (9.25), dont on tiendra compte à l'aide d'un champ spatial de multiplicateurs de Lagrange ? ijpour la condition (9.24) et d'un champ superciel de multiplicateurs de Lagrange t
Comment calculer le problème élastique?
- comme des ariablesv indépendantes et à ignorer au départ les relations (9.25). Dans cette optique, le problème élastique consiste à minimiser la fonctionnelle E(";u) = U(") + P(u) (9.26) avec U(") = Z V
Quel est le mode d'exposé d'un problème élastique linéaire?
- Le présent mode d'exposé suit la méthode développée par l'auteur [17, 21, 20, 18]. Soit donc un problème élastique linéaire, dont la solution est caractérisée par des déplacements uet des contraintes ?, obtenues par avriation des fonc- tionnelles ˆ E(u) = R
R´esistance des mat´eriaux :
´elasticit´e,
m´ethodes ´energ´etiques, m´ethode des ´el´ements finisRappels de cours
et exercices avec solutionsYves Debard
Institut Universitaire de Technologie du Mans
D´epartement G´enie M´ecanique et Productique20 juin 2011
Table des mati`eres
1´Elasticit´e
11.1 Rappels
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1.1 D´eplacements et d´eformations
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.1.2 Contraintes
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.1.3 Loi de comportement ou loi constitutive
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.1.4 Cas particulier : ´etat de contraintes planes
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.1.5 Formules math´ematiques
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.2 Exercices
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 M´ethode des ´el´ements finis : approche r´esistance des mat´eriaux
252.1 Rappels : r´esolution d'un probl`eme stationnaire
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.1.1 Partition des degr´es de libert´e
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252.1.2 Calcul des d´eplacements inconnus
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262.1.3 Calcul des r´eactions d'appui
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262.2 Poutre soumise `a un effort normal
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272.2.1 Rappels
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272.2.2 Exercices
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282.3 Treillis plans `a noeuds articul´es
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442.3.1 Rappels
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442.3.2 Exercices
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452.4 Poutre soumise `a un moment de torsion
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542.4.1 Rappels
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542.4.2 Exercices
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552.5 Flexion des poutres `a plan moyen : mod`ele de Bernoulli
. . . . . . . . . . . . . . . . . 582.5.1 Rappels : flexion dans le plan{xy}
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 582.5.2 Exercices
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603 M´ethodes ´energ´etiques : poutres
833.1 Rappels
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 833.1.1 Expression de l'´energie de d´eformation en fonction des forces appliqu´ees : for-
mule de Clapeyron . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 833.1.2 Th´eor`eme de r´eciprocit´e de Maxwell-Betti
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 833.1.3 Th´eor`eme de Castigliano
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 833.1.4 Th´eor`eme de M´enabr´ea
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 3.1.5´Energie de d´eformation d'une poutre
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 843.1.6 Formules math´ematiques utiles
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 843.2 Exercices
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85IIExercices de resistance des materiaux
4 M´ethode des ´el´ements finis
1214.1 Rappels
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 4.1.1´Energie de d´eformation
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 4.1.2´Energie cin´etique
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122 4.1.3´Energie potentielle et ´el´ements finis
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1234.1.4 Modes propres
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1234.2 Exercices
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1244.2.1 Assemblage
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 4.2.2 ´El´ement de poutre droite soumis `a un effort normal . . . . . . . . . . . . . . . 1264.2.3 Exercice : mise en ´equation
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1294.2.4 Exercice : mise en ´equation
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1314.2.5 Exercice : contraintes et ´energie de d´eformation
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 1324.2.6 Exercice : contraintes et ´energie de d´eformation
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 4.2.7 ´El´ement de poutre droite soumis `a un effort normal . . . . . . . . . . . . . . . 1374.2.8 Exercice : modes propres
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 4.2.9´El´ement fini de torsion
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1434.2.10
´El´ement fini de flexion : mod`ele de Bernoulli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1444.2.11 Exercice : ´elasticit´e plane
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148Chapitre 1
Elasticit´e
1.1 Rappels
Les d´eplacements et les d´eformations sont petits.1.1.1 D´eplacements et d´eformations
Vecteur d´eplacement :
⃗u=---→M0M ,{u}= u(x,y,z) v(x,y,z) w(x,y,z) (1.1.1)Tenseur des d´eformations :
xx1 2γxy1
2γxz
1 2γxyεyy1
2γyz
1 2γxz1
2γyzεzz
,[ε]T= [ε](1.1.2) xx=∂u ∂x , εyy=∂v ∂y , εzz=∂w ∂z (1.1.3a) xy=∂u ∂y +∂v ∂x , γxz=∂u ∂z +∂w ∂x , γyz=∂w ∂y +∂v ∂z (1.1.3b) Allongement unitaire enMdans la direction{n}= n x n y n zε(M,⃗n) ={n}T[ε(M)]{n}
Glissement enMdans les directions orthogonales⃗naet⃗nb: γ(M,⃗na,⃗nb) = 2{nb}T[ε(M)]{na},{nb}T{na}= 0(1.1.5)Variation relative de volume :
V(M) = tr[ε] =εxx+εyy+εzz(1.1.6)
2Exercices de resistance des materiaux
1.1.2 Contraintes
Vecteur contrainte sur la facette⃗nenM:
T(M,⃗n) =σn⃗n+⃗τn(1.1.7a)
Soit{n}=
n x n y n z un vecteur unitaire enM. Le vecteur contrainte sur la facette⃗nenMest donn´e par la formule de Cauchy : T x T y T z xxσyxσzx xyσyyσzy xzσyzσzz n x n y n z ,{T}= [σ(M)]{n}(1.1.8) o`u [σ(M)] est le tenseur des contraintes enM.Le tenseur des contraintes est sym´etrique :
[σ] = [σ]Tsoitσxy=σyx, σxz=σzx, σyz=σzy(1.1.9)La contrainte normale sur la facette⃗nest :
n={n}T[σ]{n} =n2xσxx+n2yσyy+n2zσzz+ 2nxnyσxy+ 2nxnzσxz+ 2nynzσyz(1.1.10) Soientσ1,σ2etσ3les trois contraintes principales en un pointMd'un solide. Les crit`eres deRankine, Von Mises et de Tresca s'´ecrivent :
1 21.1.3 Loi de comportement ou loi constitutive
Si le mat´eriau est isotrope, la loi de comportement s'´ecrit : xx=1 E (σxx-ν(σyy+σzz)) yy=1 E (σyy-ν(σxx+σzz)) zz=1 E (σzz-ν(σxx+σyy))(1.1.12a) xy=σxy G , γxz=σxz G , γyz=σyz G , G=E2(1 +ν)(1.1.12b)
o`uEetνsont respectivement le module de Young et le coefficient de Poisson du mat´eriau.Elasticite3
1.1.4 Cas particulier : ´etat de contraintes planes
Le tenseur des contraintes se r´eduit `a :
xxσxy0 xyσyy00 0 0
(1.1.13) d'o`u l'expression du tenseur des d´eformations : xx1 2γxy0
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