Télécharger

Download Report

Transcript Télécharger

Labo de
mécanique
CHAPITRE2 : Comportement d’un solide déformable
Mr Troudi Salah
4 SC. Techniques
LECON 1 : Torsion simple
Page 1
1- Angle de déformation angulaire : (Décalage angulaire entre les sections extrêmes)
 : angle de déformation angulaire ( rad )
L : Longueur de la poutre ( mm )
 : Angle unitaire de torsion ( rad/mm )
2- Moment de torsion ou couple de torsion Mt = Ct :
=.L
a)
π rad
180°
Encastrement
Mt = G . Io . 
Mt
c) Puissance à transmettre :
P = Ct . ω
Mt = F. AB
b)
P ( watts )
Ct : Couple à transmettre ( Nm )
ω : Vitesse angulaire ( rad/s )
N : Vitesse de rotation ( tr/mn )
πN
avec ω =
30
B
F
A
3-Contrainte tangentielle maximale :
τMax =
d
Mt
Io
v
D
Io = .d
32
v = d/2
4
d
Io = π ( D4 – d4 )
32
v = D/2
Io : Moment quadratique polaire ( mm4)
Mt : Moment de torsion (N.mm)
Io : Module de torsion (mm3)
v
G : Module d’élasticité transversale (N/mm2)
τMax : Contrainte de torsion maximale en (N/mm2) ou (MPa)
4- Condition de résistance :
Rpg : Résistance pratique au glissement ( N/mm2)
Reg : Limite apparente d’élasticité au glissement ( N/mm2)
τMax ≤ Rpg
Reg
s : Coefficient de sécurité.
s
5- Condition de déformation (de rigidité):
Avec : Rpg =
 ≤  Max
ou
 ≤  Max
Labo de
mécanique
CHAPITRE2 : Comportement d’un solide déformable
Mr Troudi Salah
4 SC. Techniques
LECON 1 : Torsion simple
Page 2
6- Applications
Exercice 1 : Etude de l’arbre d’entrée (1) du tour parallèle (voir manuel d’activités page 144)
•
Puissance du moteur : Pm= 2,95 KW.
•
Vitesse de rotation du moteur : Nm = 1435 tr/mn.
•
Rapport de transmission par poulie-courroie : r1 = 0,475
•
Rendement (poulie-courroie) : 1 = 0,9
a- On admet que le modèle cinématique de l’arbre d’entrée (1) est définie comme le montre la figure ci-dessous.
Placer sur ce modèle les actions mécaniques appliquées
On donne :
b- Calculer la puissance reçue par la poulie (24) solidaire de l'arbre d'entrée (1) :
....................................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................................
c- Déterminer la valeur du couple appliqué à l'arbre d'entrée (1) de la boîte :
..................................................................................................................................................................................
..................................................................................................................................................................................
d -Calculer le diamètre d minimal du tronçon situé entre C et D de cet arbre si on adopte p= 500 N/mm pour
l’acier qu’il constitue.
........................................................................................................................................................................................
2
.........................................................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................................................
e- On donne le diamètre d = 36mm, calculer la contrainte tangentielle maximale et représenter la répartition des
contraintes de torsion sur le dessin ci-contre.
..................................................................................................
..................................................................................................
.................................................................................................
................................................................................................
Echelle :  : 1 N/mm2
2mm
f- Calculer la déformation angulaire  (en degré) entre les deux sections C et D de l’arbre sachant que CD
= 100mm.
.................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................
Labo de
mécanique
CHAPITRE2 : Comportement d’un solide déformable
Mr Troudi Salah
4 SC. Techniques
LECON 1 : Torsion simple
Page 3
Exercice 2 (Bac 2008 session principale)
L’arbre de sortie (22) est en acier et de section cylindrique pleine, de diamètre d = 15 mm. Il est sollicité
à la torsion sous l’action d’un couple C = 30 Nm.
Sachant que Reg = 0,5 Re (Reg : limite élastique au glissement, Re : limite d’élasticité à l’extension) et
que le coefficient de sécurité adopté est : s = 5.
1- Déterminer le module de torsion.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
I0
=. . . . . . .
R
2- Déterminer la limite élastique à l’extension Re mini qui assure la résistance de l’arbre(22) à la torsion.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Re mini = . . . . . . . . . . .
3- Choisir parmi les matériaux ci-dessous, celui ou ceux qui conviennent le mieux pour l’arbre de sortie
(22), (mettre une croix dans la ou les cases correspondantes).
Matériau
16 Cr Ni 6
16 Mn Cr 5
C 35
25 Cr Mo 4
C 40
Re (MPa)
650
835
335
700
355
Choix