Mécanique des solides déformables

lmeca1100  2018-2019  Louvain-la-Neuve

Mécanique des solides déformables
5 crédits
30.0 h + 30.0 h
Q2
Enseignants
Doghri Issam;
Langue
d'enseignement
Français
Préalables
Ce cours suppose acquises les notions de
  • mathématiques telles qu'enseignées dans les cours LEPL1101, LEPL1102, LEPL1103 et LEPL1105,
  • de physique (partie mécanique) telles qu'enseignées dans les cours LEPL1201 et LEPL1202,
  • de mécanique des milieux continus telles qu'enseignées dans le cours LMECA1901.

Le(s) prérequis de cette Unité d’enseignement (UE) sont précisés à la fin de cette fiche, en regard des programmes/formations qui proposent cette UE.
Thèmes abordés
  • Mécanique des solides déformables sous chargements quasi-statiques : notions de base
  • Théorie des poutres (« résistance des matériaux »)
  • Stabilité et flambement de poutres
  • Torsion de poutres
  • Thermo-élasticité linéaire
  • Introduction à la dynamique des systèmes élastiques: impacts, vibrations libres et forcées, résonance, amortissement, facteur d'amplification dynamique et déphasage, non-linéarité.
  • Analyse modale de systèmes discrets: théorême spectral, fonction de réponse en fréquence, amortissement, troncature,  méthode approchée de Rayleigh-Ritz.
  • Analyse modale de systèmes continus: vibrations longitudinales et transversales d'une poutre.
Acquis
d'apprentissage

A la fin de cette unité d’enseignement, l’étudiant est capable de :

1

Eu égard au référentiel AA du programme " Master ingénieur civil mécaniciens", ce cours contribue au dévelopement, à l'acquisition et à l'évaluation des acquis d'apprentissage suivants :

  • AA1.1, AA1.2, AA1.3
  • AA2.2, AA2.4, AA2.5
  • AA3.1, AA3.2
  • AA5.3, AA5.5, AA5.6
  • AA6.2, AA6.4

Plus précisément, au terme du cours, l'étudiant sera capable de :

  • Résolution analytique de plusieurs problèmes de mécanique des solides par la théorie de l'élasticité linéaire et isotrope.
  • Calculer des poutres isostatiques ou hyperstatiques par la résistance des matériaux.
 

La contribution de cette UE au développement et à la maîtrise des compétences et acquis du (des) programme(s) est accessible à la fin de cette fiche, dans la partie « Programmes/formations proposant cette unité d’enseignement (UE) ».
Contenu
Le cours se subdivise en 8 chapitres :
  • Notions de base en mécanique des solides déformables : rappels de mécanique des milieux continus, contraintes et déformations, équilibre et conditions frontière, élasticité linéaire et isotrope, critères de plasticité et de rupture, énergie de déformation, théorèmes énergétiques (travaux virtuels, énergies potentielle et complémentaire, théorèmes de Castigliano et de Maxwell-Betti), introduction aux méthodes numériques (Ritz, éléments finis de Galerkin)
  • Théorie des poutres (« résistance des matériaux ») : hypothèses de Navier-Bernoulli, hypothèses sur la géométrie et les efforts externes, coupes fictives, contraintes et efforts internes (moment de flexion, effort tranchant et effort normal), conditions d'appui, calcul de stuctures isostatiques et hyperstatiques (essentiellement des poutres droites à plan de symétrie).
  • Stabilité et flambement de poutres : approches directe et énergétique,  charge critique de flambement par la méthode d'Euler, influences des conditions frontière, méthode énergétique approchée
  • Torsion de poutres : torsion de sections simplement connexes par la théorie de Prandtl, application à une section circulaire et à des sections non-circulaires, cas de sections creuses
  • Thermo-élasticité linéaire : généralisation de l'élasticité linéaire isotherme à la thermo-élasticité, équation de la chaleur, problèmes thermo-mécaniques, résolution découplée.
  •  Systèmes linéaires à un seul degré de liberté : vibrations libres non amorties, oscillateur harmonique, vibrations libres amorties, oscillations forcées, applications, transmission de vibrations aux fondations, isolation vibratoire, appareils de mesure.
  • Systèmes discrets à N degrés de liberté : équations de Lagrange, identification des modes propres, Influence des conditions initiales sur les vibrations libres, réponse en fréquence lors de vibrations forcées, absorbeur dynamique, systèmes contraints, troncature et méthodes approchées d'analyse modale (Rayleigh, Rayleigh-Ritz).
  • Systèmes continus : problèmes à valeurs propres, conditions aux limites, vibrations libres transversales et longitudinales d'une poutre.
Méthodes d'enseignement
De nombreux exercices sont résolus en classe et en séances de travaux pratiques de manière à asseoir la théorie.
Modes d'évaluation
des acquis des étudiants
Examen écrit.
Ressources
en ligne
Les notes de cours (syllabus et transparents) écrites par les enseignants sont disponibles sur moodle
Bibliographie
  • Les notes de cours (syllabus et transparents) écrites par les enseignants sont disponibles sur moodle
  • Doghri, Mechanics of deformable solids
  • Meirovith, Analytical methods in Vibrations
  • Tse, Morse, Hinkle, Mechanics Vibrations.
  • Lalanne, Berthier, Der Hagopian, Mechanical Vibrations for Engineers.
  • Craig R.R., Structural Dynamics.
  • Dimaragonas, Vibration for Engineers.
  • Geradin, Rixen, Théorie des Vibrations.  Matière : Dynamique appliquée : 50.14.
Faculté ou entité
en charge
MECA


Programmes / formations proposant cette unité d'enseignement (UE)

Intitulé du programme
Sigle
Crédits
Prérequis
Acquis
d'apprentissage
Master [120] : ingénieur civil en mathématiques appliquées

Bachelier en sciences de l'ingénieur, orientation ingénieur civil

Mineure en sciences de l'ingénieur : mécanique