Mécanique des structures et résistance des matériaux

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1 CNST-H-300 Mécanique des structures et résistance des matériaux 0 1 Philippe.Bouillard@ulb.ac.be version 16 septembre 2011 Mécanique des structures? Thermodynamique Mécanique des milieux continus Mécanique des fluides interactions Mécanique du solide Moteurs Aéronautique Aérospatiale Constructions navales Constructions Biomédical Etc

2 Mécanique des structures Mécanique du solide Méthodes numériques Mécanique non linéaire Vibrations Etc. Mécanique des structures Résistance des matériaux Solutions approchées sur la base de simplifications géométriques Cours de tronc commun Axes stratégiques de la Faculté des Sciences appliquées Ingénierie et santé Ingénierie et développement durable Ingénierie du calcul (modélisation et simulation)

3 Objet de la mécanique des structures Concevoir les structures Aptitude au service Dimensionner les structures Rechercher les formes et les dimensions à donner à des éléments structuraux qui leur donne une aptitude au service satisfaisante Outils de la mécanique des structures Lois de la mécanique MECA-H-101 : statique appliquée CNST-H-200 : mécanique du solide déformable Caractérisation expérimentale des matériaux Illustrée au cours MAIS hypothèses simplificatrices art de l ingénieur

4 Champ d applications construction et architecture (génie civil ou bâtiments) mécanique (machines, moteurs, avions) chimie (réservoirs, chaudières) électricité (câbles, pylônes, centrales) physique (physique du solide) matériaux (physique des matériaux) biomédical (tissus vivants, prothèses) Construction et architecture Viaduc de Millau, 2004 Credits: Nicolas Janberg [Structurae, 2006] Purj Dubai, prévu 2008 Credits: Emaar PJSC

5 Étude de la passerelle Collegebrug (Ney & Partners) Vibrations Réponse dynamique sous action de piétons Calculs non linéaires avec amortissement F 10,0 9,0 LIMITE 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 1,65 1,75 1,85 1,95 2,05 2,15 2, Constructions mécaniques Analyse structurale d un châssis automobile Simulation d un crash-test

6 Automobile [Furnémont, 2003] Développement de nouveaux aciers à haute résistance Projet ACIETRIP financé par la Région wallonne Vibroacoustique Interactions fluide-structure

7 Airbus A Aéronautique Snecma CFM56-3 aeroengine, which covers all 3 ratings for the Boeing , -400 and -500 aircraft 2002, Snecma Réservoirs et canalisations

8 Silos Infrastructures de production d énergie

9 Biomécanique : prothèse fémorale pression de contact prothèse / os sous charge maillages dues à l'implant contraintes de von Mises dans l'os But du cours Le cours a pour but de développer les compétences suivantes : Résoudre des problèmes complexes de mécanique des structures Élaborer la démarche de conception des structures à partir de modèles simplifiés Maîtriser les exigences de la sécurité structurale Analyser des situations de structures réelles Vérifier le dimensionnement de structures réelles Maîtriser le fonctionnement structural des poutres Maîtriser le calcul linéaire élastique des poutres Etre capable d expliquer le comportement non linéaire des poutres Maîtriser la notion de flambement et être capable d expliquer les instabilités Maîtriser les limites des modèles proposés

10 Plan du cours 1 ère partie : généralités I.1 à I.3 : Rappels de mécanique des solides déformables 2 ème partie : mécanique des structures et RDM II.1 Sécurité structurale déterministe vs. probabiliste (états limites) II.2 Schéma statique actions sur les structures appuis et liaisons éléments structuraux II.3 Cas particulier : la poutre définition, sollicitations (éléments de réduction) Analyse élastique II.4 Traction et compression pures II.5 Flexion pure II.6 Flexion simple (cisaillante) II.7 Flexion oblique (gauche) II.8 Flexion composée Plan du cours II.9 à la torsion (torsion uniforme) II.10 Travaux virtuels et calcul des déplacements

11 Plan du cours Propriétés mécaniques des matériaux II.11 Essais en laboratoire et modèles constitutifs à l analyse limite II.12 Traction plastique II.13 Flexion plastique Instabilités II.14 Flambement élastique Renseignements pratiques Localisation : Service Construction, Architecture et Urbanisme, (BATir), Bât C, 87 Av. Buyl, 4ème niveau Serveur Web : transparents disponibles en PDF À télécharger (.pdf, 2 dias/page, 10 Mo) pages de commentaires À consulter en cas de besoin (.pdf, 1 dia/page) philippe.bouillard@ulb.ac.be

12 Organisation du cours Cours oral = 2 ECTS 12 cours de 2h, si possible interactifs mise en perspective, tout n est pas exposé dias commentées + consulter des ouvrages! Séances d exercices = 2 ECTS 12 séances de 2h sur les thèmes principaux applications illustratives et concrètes Organisation des évaluations Modalités d examen consulter les modalités de l examen sur le web janvier : août : examen écrit (th. 50% + ex. 50%), PAS D ORAL théorie avec formulaire, exercices avec un résumé personnel de max. 3 pages R/V