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Faculté de Génie Mécanique
Département de Génie Maritime
SUPPORT DE COURS EN
RESISTANCE DES MATERIAUX
ELABORE PAR :
Dr. HADJAZI Khamis
ANNEE UNIVERSITAIRE : 2013-2014
Sommaire
SOMMAIRE
PageSommaire i
Introduction générale
Chapitre I
Généralité
I.1) Définitions et hypothèses
I.2) Propriétés des matériaux
I.3) Schématisation des liaisons (réaction d"appui) 06I.3.1) Appui simple
I.3.2) Appui double (articulation)
I.3.3) Encastrement
I.4) Conditions d"équilibre
I.4.1) Equilibre de translation
I.4.2) Equilibre de rotation
I.5) Efforts internes
I.6) Méthode des sections
I.6.1) Effort normal
I.6.2) Efforts tranchants
I.6.3) Moments fléchissant
I.6.4) Moment de torsion
I.7) Contraintes
I.7.1) Contrainte normale (
) 13I.7.2) Contrainte en cisaillement (
) 16I.7.3) Efforts et contraintes multiples
I.7.4) Charges uniformément réparties
Exercices avec solutions
Chapitre II
Système Triangules (ou treillis plan)
II.1) Généralités
II.2) Définition
II.3) Terminologie
II.3.1) Noeud
II.3.2) Barres ou membrures
II.4) Systèmes isostatiques et hyperstatiques
II.4.1) Système isostatique
II.4.2) Système hyperstatique
II.4.3) Système instable
II.5) Type de treillis
II.6) Hypothèse de calcul
II.7) Sollicitation des barres
II.8) Analyse de treillis
II.8.1) Calcul des treillis plans isostatiques par la méthode des noeuds 27 II.8.2) Calcul des treillis plans isostatiques par la méthode des sections (deRitter) 32
Exercices avec solutions
Chapitre III Les Portiques Plan IsostatiqueIII.1) Définition
III.2) Méthode de calcul des efforts et du moment fléchissant 37III.2.1) Méthode générale (section)
Sommaire
III.2.2) Méthode des travées 39
Exercices avec solutions
Chapitre IV Flexion Simple
IV.1) Généralités
IV.1.1) Définition
IV.2) Efforts tranchants et moments fléchissant IV.3) Diagramme du moment fléchissant et de l"effort tranchant 46 IV.4) Equation différentielle de la ligne élastique 48 IV.4.1) Equation différentielle de la déforméeIV.5) Contraintes normales en flexion plane
IV.6) Contraintes tangentielles en flexion
IV.7) Equation de la flèche
IV.8) Méthode d"intégration directe
IV.9) Méthode de la poutre conjuguée (fictive) IV.10) Méthodes des paramètres initiaux (Macaulay) 63IV.11) Superposition des déformations
IV.12) Quelle que exemple pour déterminer efforts et flèches maximales 65Exercices avec solutions
Chapitre V Flexion déviée
V.1) Introduction
V.1.1) Définition
V.2) Contrainte normale et déplacement
V.3) Axe neutre
V.4) Vérification a la résistance
Exercices avec solutions
Chapitre VI Flexion composée
VI.1) Flexion composée
VI.1.1) Flexion composée avec traction ou compression 74VI.1.2) Traction ou compression excentrée
VI.2) Le noyau central
VI.2.1) Construction du noyau central
VI.3) Vérification a la résistance
Exercices avec solutions
Introduction Générale
INTRODUCTION GÉNÉRALE
La résistance des matériaux, désignée souvent par RDM, est la science du dimensionnement.
C"est une discipline particulière de la mécanique des milieux continus qui permet de
concevoir une pièce mécanique, un ouvrage d"art ou tout objet utilitaire. Ce dimensionnementfait appel à des calculs qui prévoient le comportement de l"objet dont la conception doit
réunir les meilleures conditions de sécurité, d"économie et d"esthétique.L"objet de la résistance des matériaux est l"étude de la stabilité interne c"est à dire la
détermination des contraintes et déformations à l"intérieur de la matière et les déplacements
des lignes moyennes des structures générés (machines en génie mécanique, bâtiment en
génie civil,...). Elle est basée sur des hypothèses simplificatrices vérifiées expérimentalement.
La RDM fait appel à la statique du solide qui est une branche de la statique étudiantl"équilibre des pièces dans un mécanisme. C"est un maillon essentiel dans le
dimensionnement des systèmes mécaniques réels. L"objet de la statique est l"étude de l"équilibre d"un corps ou d"un ensemble de corpssolides dans leur géométrie initiale; c"est-à-dire dans la structure non déformée par
rapport à un repère Galiléen. Le solide sera considéré comme infiniment rigide. Etudier
donc la statique d"une structure revient à étudier sa stabilité externe, d"une part en
vérifiant qu"elle ne se comporte pas comme un mécanisme, et d"autre part en déterminant les actions de liaisons (assemblages entre les différents solides et entre la structure et la fondation ou le sol).La statique et la résistance des matériaux constituent l"outil indispensable de l"ingénieur
constructeur pour concevoir et réaliser des ouvrages économiques qui ne risquent ni de se rompre ni de se déformer excessivement sous les actions qui leur sont appliquées.Ces cours accompagnés avec des problèmes suivis de leurs solutions sont adressés aux
étudiants de deuxième et troisième année LMD en Génie Mécanique et Maritime.Le polycopié est divisé en six chapitres. Le premier chapitre, constituent une introduction
générale à la résistance des matériaux. Le contenu est consacré, en premier lieu, à la mise en
place des hypothèses fondamentales de la RDM ainsi qu"aux notions de contraintes. Lecontenu du deuxième et troisième chapitre ressort de la statique du solide. Il sont structuré de
manière à fournir à l"étudiant les bases de la statique afin que ce dernier puisse maitriser
l"équilibre de systèmes simples, calculer les réactions aux appuis d"une structure isostatique
et rechercher l"équilibre des noeuds d"un système articulé et calculer les efforts intérieurs
Introduction Générale
(efforts normaux, tranchants et moments fléchissant) dans ses barres (système triangulaire et
les portiques).Ensuite, afin de dimensionner des structures élémentaires isostatiques; c"est-à-dire l"étude de
la résistance et de la déformation des éléments d"une structure, de déterminer ou de
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