CTN308 RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX Préalable(s) : CTN258 PLAN DE COURS SESSION AUTOMNE 2013

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1 École de technologie supérieure Département de génie de la construction Responsable(s) du cours : Crédits : 4 Amar Khaled CTN308 RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX Préalable(s) : CTN258 PLAN DE COURS SESSION AUTOMNE Coordonnées de l enseignant Groupe 01: Philippe Gatien (philippe.gatien@gmail.com) Groupe 02: Nawel Chenaf (chenaf.nawel@gmail.com) Groupe 03: Nawel Chenaf (chenaf.nawel@gmail.com ) Groupe 04: Rola Assi ( rola.assi@etsmtl.ca ) Groupe 05: Philippe Gatien (philippe.gatien@gmail.com ) 2. Descriptif officiel du cours À la suite de ce cours, l étudiant sera en mesure : d expliquer les principes fondamentaux de la résistance des matériaux; de résoudre des problèmes pratiques élémentaires en résistance des matériaux et d appliquer la théorie des poutres à des poutres isostatiques. Principes et notions de base (loi de Hooke, propriétés élastiques, définitions de forces et contraintes). Chargement uniaxial. Théorie des poutres (contraintes dans les poutres en flexion, relations entre les contraintes et les efforts internes, déformation des poutres en flexion). Torsion. État plan de contraintes, cercle de Mohr et superposition de contraintes. Déformations. Relations contraintes/déformations/température. Instabilité et flambement. Traaux pratiques et séances de laboratoire permettant l application des notions théoriques du cours. 3. Objectifs spécifiques du cours Ce cours a pour but de transmettre les connaissances en résistance des matériaux nécessaires à la conception de projets de construction. Il permet à l'étudiant d apprendre les lois fondamentales de l'équilibre et du comportement élastique des solides et de les appliquer à l'étude de la résistance des éléments structuraux sollicités en traction, compression, flexion et torsion. La réussite de ce cours aura permis à l'étudiant : d assimiler les concepts de force, inertie, charge, moment, couple, corps rigides ou déformables; d appliquer les principes fondamentaux de l'équilibre des corps solides et de faire la différence entre charges, forces externes et forces internes; Session automne 2013 CTN308 RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX 1

2 de déterminer les contraintes et les déformations aux sections critiques d'éléments structuraux sollicités en traction, compression, flexion et torsion; de se familiariser aec les principales propriétés mécaniques des matériaux et leur signification; de comprendre le concept de stabilité d un élément en compression et de calculer la charge critique sur un poteau chargé concentriquement. 4. Stratégies pédagogiques utilisées 39 heures d'enseignement magistral (trois (3) heures par semaine) incluant des périodes de questions, de discussion et de résolution de problèmes pratiques; exercices dirigés en classe et deoirs, pour assimiler la théorie, à l aide d exemples faisant appel aux notions du cours; traaux en laboratoire permettant aux étudiants d expérimenter diers modèles de structures, de réaliser des essais sur le comportement de ces modèles, de comparer les résultats expérimentaux aec les prédictions théoriques et de présenter les résultats ainsi que les obserations sous forme de rapports écrits; éaluation durant le trimestre et examen final permettant aux étudiants de prendre connaissance de leur nieau d'assimilation et de leur progrès; l'étudiant(e) est incité(e) à utiliser les outils informatiques mis à sa disposition ou suggérés par le professeur, ainsi qu à consulter régulièrement des ourages de référence. 5. Contenu du cours La matière du cours se répartit selon les durées approximaties suiantes : Contenus traités dans le cours Introduction. Rappels de la statique. Charges. Efforts internes. Équilibre. Treillis: Rappels; nœuds particuliers. Chargement uni-axial. Relations contrainte/déformation. Essai de traction. Loi de Hooke. Principe de St-Venant. Chargement uni-axial: Relations contrainte/déformation/température Chargement uni-axial: Systèmes hyperstatiques, poutres hétérogènes Contraintes et déformations dues à la torsion uniforme des sections pleines et tubulaires. Théorie élastique des poutres : DET et DMF. Contraintes normales et déformations dues à la flexion. Efforts tranchants, contraintes et flux de cisaillement. Déflexion des poutres : Méthodes de la double intégration et de superposition. État plan de contraintes; Cercle de Mohr. Heures 6h Instabilité et flambement des éléments comprimés. + Examen intra Total 39h Session automne 2013 CTN308 RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX 2

3 6. Laboratoires ou traaux pratiques Les informations et directies ous seront remises au premier traail ou en temps et lieu par le chargé de cours respectif. Description Introduction. Rappels de la statique. Charges. Efforts internes. Équilibre. Treillis: Rappels. Nœuds particuliers. Chargement uni-axial. Relations contrainte/déformation. Loi de Hooke. Principe de St-Venant. Laboratoire : Essai de traction sur éprouette. Chargement uni-axial: Relations contrainte/déformation/température Chargement uni-axial: Systèmes hyperstatiques, poutres hétérogènes Contraintes et déformations dues à la torsion uniforme des sections pleines et tubulaires. Théorie élastique des poutres : DET et DMF. Contraintes normales et déformations dues à la flexion. Efforts tranchants, contraintes et flux de cisaillement. Déflexion des poutres : Méthodes de la double intégration et de superposition. État plan de contraintes; Cercle de Mohr. Instabilité et flambement des éléments comprimés. Total Heures 36h 7. Utilisation d outils d ingénierie Les étudiants seront initiés au logiciel MDSolids et seront appelés à l utiliser dans le cadre de leurs traaux pratiques. Le logiciel MDSolids est disponible dans les laboratoires informatiques de l'école. L'apprentissage et l'utilisation du logiciel MDSolids se feront tout au cours de la session. Un site Web est également disponible aec des exercices interactifs sur les problèmes de résistance des matériaux : 8. Éaluation La note globale résulte des éaluations trimestrielles et de celles de l'examen final et des traaux pratiques, selon les pondérations suiantes : Actiité Description % Examen Coure les chapitres 1 à 6 des notes de cours 35 intra Examen Coure toute la matière 45 final Traaux pratiques et laboratoires Quatre (4) deoirs et un rapport de laboratoire courant toute la matière 20 Double seuil de 40/80 cumulatif (aux examens) pour passer le cours L examen final est d une durée de (3) heures et coure toute la matière du cours. Session automne 2013 CTN308 RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX 3

4 Seules les calculatrices et une feuille résumée recto-erso préparée par l étudiant sont permises durant l examen intra et l examen final. Aucune autre documentation n est permise. Retard de remise d un traail Une déduction de 10 % sera appliquée sur la note des traaux pratiques laboratoire pour chaque journée de retard. 9. Documentation obligatoire O. Chaallal, M.J. Nollet, A. Khaled, CTN 308, Résistance des matériaux, Notes de cours, École de technologie supérieure, Ourages de référence Bazerghi A. et al. Résistance des matériaux. 3 e Polytechnique, 2002, 715 pages. édition, Presses internationales Bazerghi A. et al. Résistance des matériaux Recueils de problèmes. Presses internationales Polytechnique, Tome 1 : 304 pages. Tome 2 : 206 pages. Roy R. Cragig, Jr, Mechanics of Materials, Third edition, 2011, 856 pages. Timothy A. Philpot, Mechanics of Materials: An Integrated Learning System, 2nd edition, 2010, 792 pages. Session automne 2013 CTN308 RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX 4

5 CTN308 RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX ANNEXE I 1. Caractéristiques du cours Responsable(s) du cours : Amar Khaled Coordonnées de l enseignant : Groupe 01: Philippe Gatien (philippe.gatien@gmail.com) Groupe 02: Nawel Chenaf (chenaf.nawel@gmail.com) Groupe 03: Nawel Chenaf (chenaf.nawel@gmail.com ) Groupe 04: Rola Assi (rola.assi@etsmtl.ca) Groupe 05: Philippe Gatien (philippe.gatien@gmail.com ) Préalables : CTN258 Crédits : 4 2. Descriptif officiel du cours À la suite de ce cours, l étudiant sera en mesure : d expliquer les principes fondamentaux de la résistance des matériaux; de résoudre des problèmes pratiques élémentaires en résistance des matériaux et d appliquer la théorie des poutres à des poutres isostatiques. Principes et notions de base (loi de Hooke, propriétés élastiques, définitions de forces et contraintes). Chargement uniaxial. Théorie des poutres (contraintes dans les poutres en flexion, relations entre les contraintes et les efforts internes, déformation des poutres en flexion). Torsion. État plan de contraintes, cercle de Mohr et superposition de contraintes. Déformations. Relations contraintes/déformations/température. Instabilité et flambement. Traaux pratiques et séances de laboratoire permettant l application des notions théoriques du cours. 3. Répartition des unités d agrément du BCAPG Maths Sciences naturelles Études complémentaires Science du génie Conception en ingénierie Total 0,0 0,0 0,0 64,8 0,0 64,8 4. Qualités (Qx) et compétences (Cy) enseignées et ou éaluées Q1 : Connaissance, à un nieau uniersitaire, des mathématiques, des sciences naturelles et des notions fondamentales de l ingénierie, ainsi qu une spécialisation en génie propre au programme. Q1 -C3 Appliquer les concepts fondamentaux de l'ingénierie, dont ceux propres à sa discipline du génie Q2 : Capacité d utiliser les connaissances et les principes appropriés pour identifier, formuler, analyser et résoudre des problèmes d ingénierie complexes et en arrier à des conclusions étayées. Enseigné Enseigné Ealué Ealué Session automne 2013 CTN308 RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX 5

6 Q2 -C1 Identifier et formuler le problème en établissant le contexte, les paramètres et les contraintes des problèmes, incluant les problèmes mal définis Q2 -C2 Choisir un modèle ou une méthode pour analyser ou résoudre un problème, incluant les notions, les concepts ou les relations physiques pour identifier des pistes de solution Q2 -C3 Appliquer le modèle ou la méthode en ue d analyser ou résoudre le problème Q2 -C4 Interpréter le résultat obtenu des modèles utilisés dans la représentation des problèmes en ue de formuler des conclusions étayées Q3 : Capacité d étudier des problèmes complexes au moyen de méthodes Enseigné Ealué mettant en jeu la réalisation d expériences, l analyse et l interprétation des données et la synthèse de l information afin de formuler des conclusions alides. Q3 -C1 Planifier le processus d inestigation ia l expérimentation ou d autres méthodes Q3 -C2 Appliquer les méthodologies d inestigation éprouées Q3 -C3 Interpréter les résultats en tenant compte du contexte et des hypothèses de traail en ue de formuler des conclusions alides Q5 : Capacité de créer et de sélectionner des techniques, des ressources et Enseigné Ealué des outils d ingénierie modernes et de les appliquer, de les adapter et de les étendre à un éentail d actiités simples ou complexes, tout en comprenant les contraintes connexes. Q5 -C1 Éaluer différents outils et techniques, en faire un choix et justifier ce choix Q5 -C2 Appliquer les outils et techniques dans des projets d ingénierie 5. Éaluation Absence à un examen Dans les cinq (5) jours ourables suiant la tenue de son examen, l étudiant dera justifier son absence d un examen durant le trimestre auprès de la coordonnatrice Affaires départementales qui en référera au directeur du département. Pour un examen final, l étudiant dera justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d un parent immédiat ou autre) à un examen entraînera l attribution de la note zéro (0). Plagiat et fraude Les clauses du «Chapitre 10 : Plagiat et fraude» du «Règlement des études de 1 er cycle» s appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Afin de se sensibiliser au respect de la propriété intellectuelle, tous les étudiants doient consulter la page Citer, pas plagier! Session automne 2013 CTN308 RÉSISTANCE DES MATÉRIAUX 6