La résistance des matériaux
Partie 2 : La traction et la compression
Durée de l'activité : Environ 30 minutes
Penses à activer le son avant de cliquer sur suivant...
Classes préparatoires PT La Joliverie ICAM
La résistance des Matériaux
La résistance des Matériaux
Le programme
Bras robotique soumis à de la flexion
Introduction à la résistance des matériaux
La sollicitation de cisaillement
La sollicitation de torsion
La sollicitation de flexion
La sollicitation de traction -compression
Passer l'intro
00:04
La traction et les conditions de résistance
00:04
Vérifions que tu as compris les principaux concepts
Un matériau est endommagé si...
Suivant
La sollicitation de traction engendre dans le matériau...
Suivant
La contrainte normale due à une sollicitation de traction est égale à...
Suivant
Lorsque la contrainte dépasse la limite élastique Re du matériau...
Suivant
Laquelle de ces relations est correcte ?
Suivant
Le coefficient de sécurité Cs...
Suivant
00:04
La loi de Hooke
00:04
Vérifions que tu as compris les principaux concepts
La loi de Hooke s'applique...
Suivant
Selon la loi de Hooke...
Suivant
Le module d'Young est une propriété du matériau qui s'exprime en ...
Suivant
L'allongement relatif ε est égal au rapport entre...
Suivant
00:04
Les concentrations de contraintes et les effets thermiques
00:04
PROJET STATION SPATIALE
Mission 2 : Vérifie la résistance à la traction des éléments critiques de la station
Le bras robotique manipule un module lors d'une opération d'assemblage et subit un effort de traction du aux forces centrifuges engendrée par un déplacement de la station. Calculer la contrainte normale.
Section minimale du bras robotique soumis à la traction
120mm
Effort de traction : 7000N
150mm
Suivant
Le bureau d'étude à retenu pour la construction du bras un aluminium dont la résistance élastique est de 90 MPa. Le bras supportera-t-il un effort de 100 000N ?
Section minimale du bras robotique soumis à la traction
120mm
Effort de traction : 100000N
Suivant
150mm
Le bureau d'étude à retenu pour la construction du bras un aluminium dont la résistance élastique est de 90 MPa. Le bras supportera-t-il un effort de 100 000N ?
Que vaut alors le coefficient de sécurité ?
Section minimale du bras robotique soumis à la traction
120mm
Effort de traction : 100000N
150mm
Suivant
00:04
PROJET STATION SPATIALE
Mission 3: Détermine les déformations des éléments critiques de la station
Lors des sorties extra-véhiculaires, les astronautes seront toujours relié à la station par un filin de sécurité appellé theter dont la longueur totale est de 50m. Ce theter possède une section circulaire de ∅10mm. Ce câble est prévu pour supporter un effort de 8000 N
Calculer la contrainte maximale dans le câble
Theter
Suivant
Lors des sorties extra-véhiculaires, les astronautes seront toujours relié à la station par un filin de sécurité appellé theter dont la longueur totale est de 50m. Ce theter possède une section circulaire de ∅10mm. Ce câble supporte une contrainte de 102MPa. Il possède un module d'Young E=90000MPa
Calculer l'allongement maximal du cable dans ces conditions
Theter
Suivant
00:04
PROJET STATION SPATIALE
Mission 4 : Détermine le comportement des éléments critiques de la station face aux variation de température
Côté ombre, la température aux abords de la station sera de -157°C. Côté ensoleillé, la température pourra atteindre 121°C. Sachant que la structure du module est réalisé en un matériau dont le coefficient de dilatation thermique α=23.10-6 °C-1, calculer l'allongement d'un module si celui-ci mesure 12,5m lorsqu'il se trouve à l'ombre de la Terre.
12.5 m
Suivant
Rapports de mission
1 - Identifier les sollicitations au sein de la station
2 - Vérifier la résistance à la traction des éléments critiques de la station
3 - Déterminer les déformations des éléments critiques de la station
4 - Déterminer le comportement des éléments critiques de la station face aux variations de température
5 - Vérifier la résistance au cisaillement d'une pièce d'interface entre le vaisseau ravitailleur et un module de la station
6 - Vérifier la résistance au cisaillement d'une pièce équipant le bras robotisé
7 - Déterminer le nombre de boulons nécessaires à l'assemblage de deux éléments structurels de la station
8 - Vérifier la résistance à la torsion du mat d'orientation des panneaux solaires
9 - Vérifier la résistance à la flexion du bras robotique
Auto-évaluation
La résistance des matériaux
Partie 3 : Le cisaillement
Durée de l'activité : Environ 20 minutes
Classes préparatoires PT La Joliverie ICAM
La résistance des Matériaux
La résistance des Matériaux
Le programme
Bras robotique soumis à de la flexion
Introduction à la résistance des matériaux
La sollicitation de cisaillement
La sollicitation de torsion
La sollicitation de flexion
La sollicitation de traction -compression
Passer l'intro
00:04
Le cisaillement et les conditions de résistance
00:04
Vérifions que tu as compris les principaux concepts
Un matériau est endommagé si...
Suivant
La sollicitation de cisaillement engendre dans le matériau...
Suivant
La contrainte tangentielle due à une sollicitation de traction est égale à...
Suivant
Lorsque la contrainte au sein d'une poutre dépasse la résistance au glissement Rg du matériau...
Suivant
Laquelle de ces relations est correcte ?
Suivant
00:04
La relation contrainte-déformation
00:04
PROJET STATION SPATIALE
Mission 5 : Vérifie la résistance au cisaillement d'une pièce d'interface entre le vaisseau ravitailleur et un module de la station
L'interface entre le sas d'entrée dans un module de la station et le vaisseau assurant le ravitaillement de la station s'apparente à un tube dont la section présente les dimensions suivantes. On admet que l'effort transversal que pourra supporter cette pièce de jonction pourra atteindre 500kN. Calculer la contrainte tangentielle maximale dans le matériau de cette pièce essentielle.
Section minimale de l'interface vaisseau-station
1,50m
Suivant
1,55m
L'interface entre le sas d'entrée dans un module de la station et le vaisseau assurant le ravitaillement de la station s'apparente à un tube dont la section présente les dimensions suivantes. On admet que la contrainte tangentielle maximale dans le matériau peut atteindre 4,17 MPa. Calculer le coefficient de sécurité appliqué si le matériau utilisé possède une résistance élastique au glissement de 130 MPa.
Section minimale de l'interface vaisseau-station
1,50m
Suivant
1,55m
00:04
PROJET STATION SPATIALE
Mission 6 : Vérifie la résistance au cisaillement d'une pièce équipant le bras robotisé
Cette tige de liaison de ∅ 50mm équipe un bras robotisé de la station. Elle peut être soumise à un effort tranchant pouvant aller jusqu'à 20kN. Combien de sections cisaillées pouvons-nous dénombrer sur cette tige ?
Suivant
Cette tige de liaison de ∅ 50mm équipe un bras robotisé de la station. Elle peut être soumise à un effort tranchant pouvant aller jusqu'à 20kN. Calculer la contrainte tangentielle maximale dans la section de la tige.
Suivant
00:04
PROJET STATION SPATIALE
Mission 7 : Détermine le nombre de boulons nécessaires à l'assemblage de deux éléments structurels de la station
Dimensionnement de la structure ITS
1000 kN
1000 kN
Cs=10
Reg=150MPa
A partir des données du problème, calculer le nombre de boulons nécessaires pour assurer l'intégrité de la station dans les conditions les plus défavorables ?
Effort maximal : F=1000 kN Diamètre des boulons : D=20mm Résistance élastique au glissement des boulons : Reg = 150Mpa Coefficient de sécurité retenu : Cs = 10
Suivant
Rapports de mission
1 - Identifier les sollicitations au sein de la station
2 - Vérifier la résistance à la traction des éléments critiques de la station
3 - Déterminer les déformations des éléments critiques de la station
4 - Déterminer le comportement des éléments critiques de la station face aux variations de température
5 - Vérifier la résistance au cisaillement d'une pièce d'interface entre le vaisseau ravitailleur et un module de la station
6 - Vérifier la résistance au cisaillement d'une pièce équipant le bras robotisé
7 - Déterminer le nombre de boulons nécessaires à l'assemblage de deux éléments structurels de la station
8 - Vérifier la résistance à la torsion du mat d'orientation des panneaux solaires
9 - Vérifier la résistance à la flexion du bras robotique
Auto-évaluation
Fin du deuxième et troisème e-learning
Indice
Rpg=
Cs
Reg
Rpg>
σmax
Rpg : Résistance pratique au glissement (en MPa)
Reg : Résistance élasatique au glissement (en MPa)
Cs : Coefficient de sécurité
σmax : Contrainte maximale dans le matériau (en MPa)
Indice
σx=
NX
F : Effort normal (en N)
S : Surface de la section droite de la poutre (en mm²)
σx : Contrainte normale (en MPa)
Indice
Cs=
Re
σx
Cs : Coefficient de sécurité
S : Limite élastique (en MPa)
σx : Contrainte normale (en MPa)
Indice
σx=
NX
F : Effort normal (en N)
S : Surface de la section droite de la poutre (en mm²)
σx : Contrainte normale (en MPa)
Indice
τ =
T : Effort tranchant (en N)
S : Surface de la section droite de la poutre (en mm²)
τ : Contrainte tangentielle (en MPa)
Indice
ΔL
=α.(T-T0)
ΔL : Allongement (en mm)
L : Longueur (en mm)
α : Coefficient de dilatation thermique (en °C-1)
T-T0 : Variation de température (en °C)
Indice
τ =
T : Effort tranchant (en N)
S : Surface de la section droite de la poutre (en mm²)
τ : Contrainte tangentielle (en MPa)
Indice
σx=E.
ΔL
E : Module d'Young (en MPa)
L : Longueur initiale de la poutre (en mm)
ΔL : Variation de longueur de la poutre (en mm)
σx : Contrainte normale (en MPa)
Indice
Rpg=
Cs
Reg
Rpg>
σmax
Rpg : Résistance pratique au glissement (en MPa)
Reg : Résistance élasatique au glissement (en MPa)
Cs : Coefficient de sécurité
σmax : Contrainte maximale dans le matériau (en MPa)
2/3 - La traction-compression et le Cisaillement
Maximilien CORVAZIER
Created on July 1, 2025
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La résistance des matériaux
Partie 2 : La traction et la compression
Durée de l'activité : Environ 30 minutes
Penses à activer le son avant de cliquer sur suivant...
Classes préparatoires PT La Joliverie ICAM
La résistance des Matériaux
La résistance des Matériaux
Le programme
Bras robotique soumis à de la flexion
Introduction à la résistance des matériaux
La sollicitation de cisaillement
La sollicitation de torsion
La sollicitation de flexion
La sollicitation de traction -compression
Passer l'intro
00:04
La traction et les conditions de résistance
00:04
Vérifions que tu as compris les principaux concepts
Un matériau est endommagé si...
Suivant
La sollicitation de traction engendre dans le matériau...
Suivant
La contrainte normale due à une sollicitation de traction est égale à...
Suivant
Lorsque la contrainte dépasse la limite élastique Re du matériau...
Suivant
Laquelle de ces relations est correcte ?
Suivant
Le coefficient de sécurité Cs...
Suivant
00:04
La loi de Hooke
00:04
Vérifions que tu as compris les principaux concepts
La loi de Hooke s'applique...
Suivant
Selon la loi de Hooke...
Suivant
Le module d'Young est une propriété du matériau qui s'exprime en ...
Suivant
L'allongement relatif ε est égal au rapport entre...
Suivant
00:04
Les concentrations de contraintes et les effets thermiques
00:04
PROJET STATION SPATIALE
Mission 2 : Vérifie la résistance à la traction des éléments critiques de la station
Le bras robotique manipule un module lors d'une opération d'assemblage et subit un effort de traction du aux forces centrifuges engendrée par un déplacement de la station. Calculer la contrainte normale.
Section minimale du bras robotique soumis à la traction
120mm
Effort de traction : 7000N
150mm
Suivant
Le bureau d'étude à retenu pour la construction du bras un aluminium dont la résistance élastique est de 90 MPa. Le bras supportera-t-il un effort de 100 000N ?
Section minimale du bras robotique soumis à la traction
120mm
Effort de traction : 100000N
Suivant
150mm
Le bureau d'étude à retenu pour la construction du bras un aluminium dont la résistance élastique est de 90 MPa. Le bras supportera-t-il un effort de 100 000N ?
Que vaut alors le coefficient de sécurité ?
Section minimale du bras robotique soumis à la traction
120mm
Effort de traction : 100000N
150mm
Suivant
00:04
PROJET STATION SPATIALE
Mission 3: Détermine les déformations des éléments critiques de la station
Lors des sorties extra-véhiculaires, les astronautes seront toujours relié à la station par un filin de sécurité appellé theter dont la longueur totale est de 50m. Ce theter possède une section circulaire de ∅10mm. Ce câble est prévu pour supporter un effort de 8000 N
Calculer la contrainte maximale dans le câble
Theter
Suivant
Lors des sorties extra-véhiculaires, les astronautes seront toujours relié à la station par un filin de sécurité appellé theter dont la longueur totale est de 50m. Ce theter possède une section circulaire de ∅10mm. Ce câble supporte une contrainte de 102MPa. Il possède un module d'Young E=90000MPa
Calculer l'allongement maximal du cable dans ces conditions
Theter
Suivant
00:04
PROJET STATION SPATIALE
Mission 4 : Détermine le comportement des éléments critiques de la station face aux variation de température
Côté ombre, la température aux abords de la station sera de -157°C. Côté ensoleillé, la température pourra atteindre 121°C. Sachant que la structure du module est réalisé en un matériau dont le coefficient de dilatation thermique α=23.10-6 °C-1, calculer l'allongement d'un module si celui-ci mesure 12,5m lorsqu'il se trouve à l'ombre de la Terre.
12.5 m
Suivant
Rapports de mission
1 - Identifier les sollicitations au sein de la station
2 - Vérifier la résistance à la traction des éléments critiques de la station
3 - Déterminer les déformations des éléments critiques de la station
4 - Déterminer le comportement des éléments critiques de la station face aux variations de température
5 - Vérifier la résistance au cisaillement d'une pièce d'interface entre le vaisseau ravitailleur et un module de la station
6 - Vérifier la résistance au cisaillement d'une pièce équipant le bras robotisé
7 - Déterminer le nombre de boulons nécessaires à l'assemblage de deux éléments structurels de la station
8 - Vérifier la résistance à la torsion du mat d'orientation des panneaux solaires
9 - Vérifier la résistance à la flexion du bras robotique
Auto-évaluation
La résistance des matériaux
Partie 3 : Le cisaillement
Durée de l'activité : Environ 20 minutes
Classes préparatoires PT La Joliverie ICAM
La résistance des Matériaux
La résistance des Matériaux
Le programme
Bras robotique soumis à de la flexion
Introduction à la résistance des matériaux
La sollicitation de cisaillement
La sollicitation de torsion
La sollicitation de flexion
La sollicitation de traction -compression
Passer l'intro
00:04
Le cisaillement et les conditions de résistance
00:04
Vérifions que tu as compris les principaux concepts
Un matériau est endommagé si...
Suivant
La sollicitation de cisaillement engendre dans le matériau...
Suivant
La contrainte tangentielle due à une sollicitation de traction est égale à...
Suivant
Lorsque la contrainte au sein d'une poutre dépasse la résistance au glissement Rg du matériau...
Suivant
Laquelle de ces relations est correcte ?
Suivant
00:04
La relation contrainte-déformation
00:04
PROJET STATION SPATIALE
Mission 5 : Vérifie la résistance au cisaillement d'une pièce d'interface entre le vaisseau ravitailleur et un module de la station
L'interface entre le sas d'entrée dans un module de la station et le vaisseau assurant le ravitaillement de la station s'apparente à un tube dont la section présente les dimensions suivantes. On admet que l'effort transversal que pourra supporter cette pièce de jonction pourra atteindre 500kN. Calculer la contrainte tangentielle maximale dans le matériau de cette pièce essentielle.
Section minimale de l'interface vaisseau-station
1,50m
Suivant
1,55m
L'interface entre le sas d'entrée dans un module de la station et le vaisseau assurant le ravitaillement de la station s'apparente à un tube dont la section présente les dimensions suivantes. On admet que la contrainte tangentielle maximale dans le matériau peut atteindre 4,17 MPa. Calculer le coefficient de sécurité appliqué si le matériau utilisé possède une résistance élastique au glissement de 130 MPa.
Section minimale de l'interface vaisseau-station
1,50m
Suivant
1,55m
00:04
PROJET STATION SPATIALE
Mission 6 : Vérifie la résistance au cisaillement d'une pièce équipant le bras robotisé
Cette tige de liaison de ∅ 50mm équipe un bras robotisé de la station. Elle peut être soumise à un effort tranchant pouvant aller jusqu'à 20kN. Combien de sections cisaillées pouvons-nous dénombrer sur cette tige ?
Suivant
Cette tige de liaison de ∅ 50mm équipe un bras robotisé de la station. Elle peut être soumise à un effort tranchant pouvant aller jusqu'à 20kN. Calculer la contrainte tangentielle maximale dans la section de la tige.
Suivant
00:04
PROJET STATION SPATIALE
Mission 7 : Détermine le nombre de boulons nécessaires à l'assemblage de deux éléments structurels de la station
Dimensionnement de la structure ITS
1000 kN
1000 kN
Cs=10
Reg=150MPa
A partir des données du problème, calculer le nombre de boulons nécessaires pour assurer l'intégrité de la station dans les conditions les plus défavorables ?
Effort maximal : F=1000 kN Diamètre des boulons : D=20mm Résistance élastique au glissement des boulons : Reg = 150Mpa Coefficient de sécurité retenu : Cs = 10
Suivant
Rapports de mission
1 - Identifier les sollicitations au sein de la station
2 - Vérifier la résistance à la traction des éléments critiques de la station
3 - Déterminer les déformations des éléments critiques de la station
4 - Déterminer le comportement des éléments critiques de la station face aux variations de température
5 - Vérifier la résistance au cisaillement d'une pièce d'interface entre le vaisseau ravitailleur et un module de la station
6 - Vérifier la résistance au cisaillement d'une pièce équipant le bras robotisé
7 - Déterminer le nombre de boulons nécessaires à l'assemblage de deux éléments structurels de la station
8 - Vérifier la résistance à la torsion du mat d'orientation des panneaux solaires
9 - Vérifier la résistance à la flexion du bras robotique
Auto-évaluation
Fin du deuxième et troisème e-learning
Indice
Rpg=
Cs
Reg
Rpg>
σmax
Rpg : Résistance pratique au glissement (en MPa)
Reg : Résistance élasatique au glissement (en MPa)
Cs : Coefficient de sécurité
σmax : Contrainte maximale dans le matériau (en MPa)
Indice
σx=
NX
F : Effort normal (en N)
S : Surface de la section droite de la poutre (en mm²)
σx : Contrainte normale (en MPa)
Indice
Cs=
Re
σx
Cs : Coefficient de sécurité
S : Limite élastique (en MPa)
σx : Contrainte normale (en MPa)
Indice
σx=
NX
F : Effort normal (en N)
S : Surface de la section droite de la poutre (en mm²)
σx : Contrainte normale (en MPa)
Indice
τ =
T : Effort tranchant (en N)
S : Surface de la section droite de la poutre (en mm²)
τ : Contrainte tangentielle (en MPa)
Indice
ΔL
=α.(T-T0)
ΔL : Allongement (en mm)
L : Longueur (en mm)
α : Coefficient de dilatation thermique (en °C-1)
T-T0 : Variation de température (en °C)
Indice
τ =
T : Effort tranchant (en N)
S : Surface de la section droite de la poutre (en mm²)
τ : Contrainte tangentielle (en MPa)
Indice
σx=E.
ΔL
E : Module d'Young (en MPa)
L : Longueur initiale de la poutre (en mm)
ΔL : Variation de longueur de la poutre (en mm)
σx : Contrainte normale (en MPa)
Indice
Rpg=
Cs
Reg
Rpg>
σmax
Rpg : Résistance pratique au glissement (en MPa)
Reg : Résistance élasatique au glissement (en MPa)
Cs : Coefficient de sécurité
σmax : Contrainte maximale dans le matériau (en MPa)