4 : Calcul des structures

Table des matières

Introduction

 

I. Tenseur des contraintes, tenseur des déformations

1. Tenseur des déformations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Tenseur des contraintes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

II. Relations entre contraintes et déformations
dans un corps isotherme linéairement élastique

1. Tenseur de rigidité, tenseur de souplesse . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Matrice de rigidité, matrice de souplesse . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Matériaux présentant des symétries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

III. Méthodes de résolution

1. Problème tridimensionnel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. inconnues : contraintes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. inconnues : déplacements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. exemple . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Élasticité plane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. fonction d’Airy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. fonction de la variable complexe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

IV. Matériaux fibreux

1. Principales fibres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Comparaison des caractéristiques des fibres . . . . . . . . . . . . . . .

3. Matrice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Caractéristiques mécaniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Calcul théorique des caractéristiques mécaniques
    (Micromécanique)
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

V. Critères de rupture

1. Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Critère de la contrainte maximale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Critère de la déformation maximale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Formulation de Tsaï et Wung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Critère de Hill . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

VI. Plaques minces multicouches

1. Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Forces et moments sur une coupure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Équations d’équilibres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Lois de comportement des couches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Hypothèse de Love . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6. Phénomènes de couplage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7. Résolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8. Cisaillement transversal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9. Contraintes interlaminaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

10. Caractéristiques élastiques équivalentes . . . . . . . . . . . . . . . . .

11. Énergie élastique de déformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12. Plaque trouée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

VII. Géométrie et statique des poutres composites

1. Définition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Étude des sections droites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Axes principaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Efforts dans une section droite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5. Équations d’équilibre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

VIII. Effort normal dans une poutre

1. Poutre soumise à une déformation " d’effort normal " . . . . . . . .

2. Énergie potentielle élastique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Remarques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

IX. Moment de flexion dans une poutre

1. Flexion pure dans une section droite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Énergie potentielle élastique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Flexion déviée ou gauche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Formules de Bresse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

X. Effort tranchant dans une poutre

1. Effort tranchant dans une poutre prismatique constituée
    de matériaux isotropes transverses
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Énergie potentielle élastique de cisaillement . . . . . . . . . . . . . .

3. Théories simplifiées . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. section pleine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. section mince . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Recherche du centre de torsion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

XI. Moment de torsion dans une poutre

1. Moment de torsion dans une poutre prismatique constituée
    de matériaux isotropes transverses
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Circulation du vecteur cission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Énergie potentielle élastique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Torsion des poutres de section droite mince . . . . . . . . . . . . . . .

 

XII. Réalisation de poutres à l’aide de matériaux fibreux

 

XIII. Contraintes et déformations d’origine thermique

1. Matériaux homogènes anisotropes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Loi de conduction de la chaleur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

b. Loi de Hooke Duhamel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

c. Coefficients du tenseur de dilatation
    pour un matériau fibreux unidirectionnel . . . . . . . . . . . . . . . .

d. Équation différentielle de conduction de la chaleur . . . . . . . .

e. Méthode de résolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Plaques composites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

a. Relation effort - déformation - température . . . . . . . . . . . . . .

b. Contraintes résiduelles de cuisson . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

XIV. Flambement des poutres et des plaques

1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Méthodes de calcul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3. Force critique de flambage des poutres . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4. Force critique de flambage de plaques composites . . . . . . . . . .

 

XV. Dynamique des poutres et plaques composites

1. Dynamique des poutres composites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. Dynamique des plaques composites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

ANNEXE 1. Rappels d’algèbre tensorielle . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ANNEXE 2. Calcul des contraintes
    dans une plaque anisotrope trouée . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ANNEXE 3. Loi de Hooke Duhamel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

ANNEXE 4. Équation différentielle de conduction de la chaleur

ANNEXE 5. Tenseur de déformation de Lagrange . . . . . . . . . . . .

 

Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Index alphabétique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 

 

 

 

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