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Responsable(s) Hakim A. Bouzid

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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Hakim A. Bouzid


PLAN DE COURS

Automne 2024
SYS805 : Résistance des matériaux avancée (4 crédits)





Préalables
Aucun préalable requis




Descriptif du cours
Acquérir les connaissances nécessaires pour la conception et le dimensionnement des composantes mécaniques de géométries complexes. Développer des aptitudes en modélisation et en analyse des contraintes en utilisant les concepts avancés de la résistance des matériaux, incluant l’élasticité.

Introduction à la mécanique des milieux continus : tenseur de contraintes, relations contraintes/déformations, transformation des contraintes et critères de défaillance. Notions fondamentales de la théorie de l’élasticité et ses applications typiques. Méthodes énergétiques : principe du travail virtuel, théorèmes de Maxwell-Betti et de Castigliano et résolution des systèmes hyperstatiques. Théorie des plaques en flexion. Coques de révolution avec chargement axisymétrique. Corps axisymétriques à paroi épaisse, autofrettage et disques en rotation. Théorie des poutres sur fondations élastiques et ses applications aux coques cylindriques. Contraintes d’origine thermique. Flexion des poutres courbes et des anneaux et applications aux assemblages à brides boulonnées. Torsion avancée : méthode de l’analogie des membranes (Prandtl), barreaux de section mince ouverte et torsion des profilés composés de section à gauchissement limité.



Objectifs du cours

Ce cours fournis à l’étudiant les connaissances requises pour la conception et le dimensionnement des composantes mécaniques de géométries complexes. Il développe aussi chez l’étudiant des aptitudes en modélisation et analyse des contraintes en utilisant les concepts avancés de la résistance des matériaux incluant l'élasticité.

 

Connaissances préalables requises

Avoir une bonne connaissance de la statique et de la résistance des matériaux de base. Maîtrise du calcul matriciel, différentiel et intégral.




Stratégies pédagogiques
  • Trois heures de cours magistraux par semaine pour la présenataion de la théorie
  • Trois laboratoires
  • Neuf séances de travaux pratiques



Utilisation d’appareils électroniques

Les étudiants peuvent utiliser les ordinateurs portables pendant le cours. Cependant seules les calculatrices programmables sont permises lors des examens.




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Mercredi 13:30 - 17:00 Activité de cours
Jeudi 13:30 - 17:30 Travaux pratiques et laboratoire



Coordonnées du personnel enseignant le cours
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Hakim A. Bouzid Activité de cours Hakim.Bouzid@etsmtl.ca A-1902
01 Mohammed Diany Travaux pratiques et laboratoire mohammed.diany@etsmtl.ca



Cours

1. Transformation des contraintes et critères de défaillance (3h)

Introduction, tenseur de contrainte, contraintes et orientations principales, critère de cisaillement maximal (Tresca), critère de l’énergie de distorsion maximale (Von Mises), critère de la contrainte normale maximale pour les matériaux fragiles.

2.  Elasticité (5h)

Introduction, équations d’équilibre et conditions aux limites, relations contrainte-déformation (loi de Hooke), état plan de contrainte, état plan de déformation, champs de contrainte et fonctions d’Airy, applications classiques.

3. Méthodes énergétiques (5h)

Énergie de déformation, principe du travail virtuel,   théorème de réciprocité de Maxwell-Betti, théorème de Castigliano,principe du travail virtuel, résolution des systèmes hyperstatiques.

4.  Théorie des plaques en flexion (4h)

Introduction et hypothèses, théories de Midlin et Kirchoff, Plaques rectangulaires, plaques axisymétriques soumises à des chargements latéraux, superposition des solutions.

5.  Coques de révolution avec chargement axisymétrique (3h)

Introduction, théorie des membranes, application aux coques cylindrique, sphérique, conique et elliptique.

6. Corps axisymétriques à paroi épaisse (6h)

Introduction, théorie des cylindres à paroi épaisse (équations de Lamé), cylindres composés, déformation élasto-plastique (autofrettage), disques en rotation

7. Contraintes d’origine thermique (4h)

Introduction, plaques soumises à un gradient thermique suivant l’épaisseur, corps axisymétriques soumis à un gradient thermique radial, contraintes thermiques dans les anneaux, contraintes thermiques dans les cylindres.

8. Théorie des poutres sur fondations élastiques (5h)

Introduction, théorie de Wrinkler, poutre infinie avec chargement multiple concentré, poutre semi-infinie avec charges concentrées, applications aux coques cylindres.

9. Flexion des poutres courbes et des anneaux (4h)

Introduction et équations d’équilibre, contraintes dans les poutres courbes, poutres de section creuse à paroi mince, flexion des anneaux, application aux assemblages à brides boulonnées. Poutres courbes et leurs applications.




Laboratoires et travaux pratiques
  • Laboratoire 1: Méthodes énergitiques

  • Laboratoire 2 : Flexion des plaques

  • Laboratoire 3: Les corps axisymétriques




Évaluation
1 examen mi-session (3h) 30 %
1 projet 20 %
1 examen final (3h) 35 %
3 laboratoires (3) 15 %

 




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 24 octobre 2024



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : https://www.etsmtl.ca/programmes-et-formations/horaire-des-examens-finaux


Politique de retard des travaux
Tout travail (devoir pratique, rapport de laboratoire, rapport de projet, etc.) remis en retard sans motif valable, c’est-à-dire autre que ceux mentionnés dans le Règlement des études (1er cycle, article 7.2.5/ cycles supérieurs, article 6.5.2) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignante ou l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Tout retard non justifié dans la remise d’un labo sera sanctionné à raison de 33% de la note par jour de calendrier de retard; à la 3ième journée de calendrier, la note zéro (0) est attribuée.




Absence à une évaluation

Afin de faire valider une absence à une évaluation en vue d’obtenir un examen de compensation, l’étudiante ou l’étudiant doit utiliser le formulaire prévu à cet effet dans son portail MonÉTS pour un examen final qui se déroule durant la période des examens finaux ou pour tout autre élément d’évaluation surveillé de 15% et plus durant la session. Si l’absence concerne un élément d’évaluation de moins de 15% durant la session, l’étudiant ou l’étudiante doit soumettre une demande par écrit à son enseignante ou enseignant.

Toute demande de validation d’absence doit se faire dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de l’évaluation, sauf dans les cas d’une absence pour participation à une activité prévue aux règlements des études où la demande doit être soumise dans les cinq (5) jours ouvrables avant le jour de départ de l’ÉTS pour se rendre à l’activité.

Toute absence non justifiée par un motif majeur (voir articles 7.2.6.1 du RÉPC et 6.5.2 du RÉCS) entraînera l’attribution de la note zéro (0).




Infractions de nature académique
Les clauses du « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiantes et les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (www.etsmtl.ca/a-propos/gouvernance/secretariat-general/cadre-reglementaire/reglement-sur-les-infractions-de-nature-academique) pour identifier les actes considérés comme étant des infractions de nature académique ainsi que prendre connaissance des sanctions prévues à cet effet. À l’ÉTS, le respect de la propriété intellectuelle est une valeur essentielle et tous les membres de la communauté étudiante sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).

Systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG)
L’utilisation des systèmes d’intelligence artificielle générative (SIAG) dans les activités d’évaluation constitue une infraction de nature académique au sens du Règlement sur les infractions de nature académique, sauf si elle est explicitement autorisée par l’enseignante ou l’enseignant du cours.



Documentation obligatoire
  1. Résistance des Matériaux Avancée – notes de cours, H. A. Bouzid, 2016.
  2. Acétates des notes de cours (voir site web du cours : https://ena.etsmtl.ca/)



Ouvrages de références
  1. A. Bazergui et al., "Résistance des Matériaux", 3ème édition, Ecole Polytechnique, 2003.
  2. A.C. Ugural, S.K. Fenster, "Advanced Strength and Applied Elasticity", Elsevier, 1981.
  3. R.D. Cook et W.C. Young, Advanced Mechanics of Materials, 2ème édition, Prentice-Hall, 1999.
  4. Henry H. Bednar, "Pressure Vessel Design Handbook", Krieger Publishing Company, 1990
  5. ASME Boiler and Pressure Vessel Code, section III and VIII - div. 1, 2 et 3; (2001).
  6. J.F. Harvey, "Theory and Design of Pressure Vessels", Van Nostrand Reinhold Company 1991.
  7. D. Burgreen, "Elements of Thermal Stress Analysis", C.P. Press, 1971.
  8. D. Burgreen, "Presure Vessel Analysis", C.P. Press, 1979.
  9. R. Chuse, B.E. Carson, “Pressure Vessels, The ASME Code Simplified”, Seventh Edition, McGraw-Hill, Inc., 1994.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

Site Moodle du cours:https://ena.etsmtl.ca/




Autres informations

Calendrier SYS805, groupe 01

Cours : Mercredi de 13h30 à 17h00, Local : D-3017

TP/Labo : Jeudi 13h30 à 16h30, Local : E-2024 / A-2242

Semaine

Lundi

Mardi

Mercredi

Jeudi

Vendredi

1.

2 septembre
Fête du Travail

3 septembre

Début des cours

4 septembre

Prés. & Chap. 1

5 septembre

TP 1

6 septembre

 

2.

9 septembre

 

10 septembre

 

11 septembre

Chap. 2

12 septembre

Activ. étudiante

13 septembre

 

3.

16 septembre
 

17 septembre

 

18 septembre
Chap. 3

19 septembre

TP 2

20 septembre

 

4.

23 septembre

 

24 septembre

 

25 septembre

Chap. 3 (fin)

26 septembre

TP 3

27 septembre

 

5.

30 septembre

 

1 octobre

 

      2 octobre

Chap. 4

3 octobre

TP 4

4 octobre

 

6.

7 octobre
 

8 octobre
 

9 octobre

Chap. 5

10 octobre

Labo 1

11 octobre

Congé relâche

7.

14 octobre

Action de Grâce

15 octobre

Congé relâche

16 octobre

horaire du lundi

17 octobre

TP 6

18 octobre

 

8.

21 octobre
 

22 octobre

 

23 octobre
TP 7

24 octobre
INTRA

25 octobre
 

9.

28 octobre
 

29 octobre

 

30 octobre

Chap. 6

31 octobre

Chap. 6 (fin)

1 novembre

 

10.

4 novembre

 

5 novembre

 

6 novembre

Chap. 7

7 novembre

Labo 2

8 novembre

11.

11 novembre

abondant

12 novembre

 

13 novembre

Chap. 8

14 novembre

TP 10

15 novembre

 

12.

18 novembre

 

19 novembre

 

20 novembre

Chap. 8 (fin)

21 novembre

TP 11

22 novembre

 

13.

25 novembre

 

26 novembre

 

27 novembre

Chap. 9

28 novembre

Labo 3

29 novembre

 

14.

2 décembre

 

3 décembre

 

4 décembre

Chap. 9 (fin)

5 décembre

REVISION

6 décembre

 

 

Période d’examens finaux du 9 au 19 décembre 2024

Période de modifications d’inscription sans mention d’échec et avec remboursement (pour tous les étudiants) : du 3 au 16 septembre 2024;

Extension de la période pour annulation de cours seulement (pour les nouveaux étudiants au programme de baccalauréat uniquement, avec remboursement) : du 17 septembre au 30 septembre 2024;

Période d’abandon des cours sans mention d’échec ni remboursement pour les cours de l’automne 2021 : du 1 octobre au 11 novembre 2024;

Date limite pour déposer une demande de révision de note de la session d’automne 2024 : 21 janvier 2025

Fin de la session d’automne 2024 : 19 décembre 2024.