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Responsable(s) Henri Champliaud

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École de technologie supérieure
Département de génie mécanique
Responsable(s) de cours : Henri Champliaud


PLAN DE COURS

Automne 2018
MEC728 : Conception et analyse des assemblages (3 crédits)



Préalables
Programme(s) : 7684
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    MEC423    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 36,7 % 63,3 %




Qualités de l'ingénieur

Qn
Qualité visée dans ce cours  
Qn
  Qualité visée dans un autre cours  
  Indicateur enseigné
  Indicateur évalué
  Indicateur enseigné et évalué



Descriptif du cours
Apprendre les critères de conception et les appliquer aux différents modes de défaillance des assemblages sous diverses conditions d'opération.

À la fin de ce cours, l’étudiant sera en mesure :
• de concevoir et d’analyser des assemblages élancés ou à voiles minces pour en assurer la sécurité contre les flambages;
• d’identifier différents types de contraintes et leurs effets sur les modes de défaillance des assemblages et des joints;
• d’appliquer la méthode des éléments finis et en interpréter les résultats selon les critères de conception des assemblages;
• de concevoir et analyser des assemblages sous sollicitations statiques et répétitives.

Calcul des assemblages sujets aux flambages : colonnes, flambage latéral des poutres, flambages locaux des assemblages de tôles minces. Calcul des assemblages aux états limites : Comportement élastique parfaitement plastique, forces et moments aux états limites d’une section, chargements combinés aux états limites. Critères basés sur le calcul des contraintes : contraintes permises pour matériaux ductiles et celles pour matériaux fragiles. Calcul des joints soudés : Forces linéiques dans les lignes de soudure, contrainte permise des soudures. Calcul des joints boulonnés ou rivetés : Forces couples résultants à un joint boulonné, force de serrage initiale, forces normales, tangentielles et de contact à un boulon. Fatigue des assemblages et des joints : Mécanisme de rupture par fatigue, facteurs affectant la fatigue, calculs de fatigue selon les critères de l’ASME, fatigue des assemblages soudés selon l’ACNOR, critère du dommage cumulatif. Notions avancées de flexion : moments d’inertie et produit d’inertie de surface, flexion d’une section non symétrique, flux de cisaillement, centre de torsion. Notions avancées de torsion : torsion des sections non circulaires, torsion des sections multicellulaires à paroi mince.

Séances de laboratoire sur l'analyse par éléments finis et un ou deux projets sur la conception et l’analyse des assemblages dans différents secteurs de l’industrie.



Objectifs du cours

Apprendre les critères de conception et les appliquer aux différents modes de défaillance des assemblages sous diverses conditions d'opération.


À la fin de ce cours, l’étudiant sera en mesure :

  • de concevoir et d’analyser des assemblages élancés ou à voiles minces pour en assurer la sécurité contre les flambages;
  • d’identifier différents types de contraintes et leurs effets sur les modes de défaillance des assemblages et des joints;
  • d’appliquer la méthode des éléments finis et en interpréter les résultats selon les critères de conception des assemblages;
  • de concevoir et analyser des assemblages sous sollicitations statiques et répétitives.



Stratégies pédagogiques

Enseignement magistral

3 h / semaine x 13 semaines

39 h

Travaux dirigés sur la conception et l’analyse des assemblages en utilisant la méthode des éléments finis (Ansys Workbench)

2 h / semaine x 12 semaines

24 h

Étude personnelle : révision de la théorie

3 h / semaine x 12 semaines

36 h




Utilisation d’appareils électroniques

Sans objet




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Jeudi 08:30 - 10:30 Travaux pratiques et laboratoire
Vendredi 08:45 - 12:15 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Van Ngan Lê Activité de cours VanNgan.Le@etsmtl.ca A-2144



Cours
6 h

Notions avancées en flexion et en torsion (chap. 7)

Contraintes en flexion pure dans une section non symétrique, contrainte et flux de cisaillement dus à un effort tranchant, centre de cisaillement des sections ouvertes, torsion des sections non circulaires, des sections ouvertes et minces, des sections fermées uni et multi cellaires à paroi mince.

9 h

Calculs des assemblages sujets au flambage (chap. 1)

Facteur de sécurité des contraintes moyennes, flambage global (colonnes), flambage latéral des poutres, flambages locaux des cylindres à paroi mince, semelles et âmes d'une poutre, flambage sous contraintes combinées.

9 h

Calcul aux états limites des assemblages (chap. 2)

Diagrammes contrainte-déformation élastique parfaitement plastique, comportement élastique plastique en tension compression uni axiale, torsion, en flexion et effort tranchant, analyse limite des poutres, états limites des chargements combinés.

3 h

Contraintes permises des régions compactes (chap. 3)

Contrainte réelle, contrainte nominale et concentration de contrainte, contraintes permises contre l’état limite ductile, le début d'écoulement et la rupture fragile.

6 h

.Calcul des soudures contre la rupture statique (chap. 4)

Critère d’admissibilité des soudures selon ACNOR, centroïde et moments d’inerties de ligne, calcul de soudures entre deux corps rigides, calcul de soudures longitudinales des poutres, taille minimum de soudure sans fissuration, soudure intermittente.

3 h

.Calcul des boulons / rivets contre la rupture statique (chap. 5)

Critère d’admissibilité des boulons (incluant rivets), forces externes et internes autour d’un boulon, calcul des forces externes, forces internes normales et tangentielles à un boulon sans ou avec pré serrage

3 h

Fatigue des boulons et des assemblages soudés (chap. 6)

Généralités sur la rupture par fatigue, types d’essai de fatigue, analyse de fatigue selon les essais à déformation contrôlée, analyse de fatigue des assemblages soudée selon l’ACNOR, critère du dommage cumulatif

 




Laboratoires et travaux pratiques

Séances de laboraytoire sur ordinateur relatives à la conception et l'analyse des assemblages structuraux par la méthode des éléments finis : Membrure en flexion et torsion avancées; Flambage des assemblages à voiles minces; Analyse des assemblages aux états limites; Analyse des joints soudés et des joints boulonnés, ...




Utilisation d'outils d'ingénierie

Ansys WorkBench




Évaluation

Activités

Descriptions

%

Séances de laboratoire (8) 5 meilleurs des 8 laboratoires, 2% chacun 10%
Projets (2) Un projet sur les états limites et un sur le flambage des plaques 20%

Examen intra

Écrit (2 heures 15 minutes)

30%

Examen final

Écrit (3 heures)

40%

Clause particulière : Il faut réussir au moins 50% des examens écrits et environ 55% du total pour passer le cours



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 31 octobre 2018



Date de l'examen final
Votre examen final aura lieu pendant la période des examens finaux, veuillez consulter l'horaire à l'adresse suivante : http://etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/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 7.2.7 b / cycles supérieurs, article 6.5.4 b) se verra attribuer la note zéro, à moins que d’autres dispositions ne soient communiquées par écrit par l’enseignant dans les consignes de chaque travail à remettre ou dans le plan de cours pour l’ensemble des travaux.

Dispositions additionnelles

Sans objet




Absence à un examen
• Pour les départements à l'exception du SEG :
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra 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 devra 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).

• Pour SEG :
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivant la tenue de son examen, l’étudiant devra justifier son absence auprès de son enseignant. Pour un examen final, l’étudiant devra 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 « Règlement sur les infractions de nature académique de l’ÉTS » s’appliquent dans ce cours ainsi que dans tous les cours du département. Les étudiants doivent consulter le Règlement sur les infractions de nature académique (https://www.etsmtl.ca/A-propos/Direction/Politiques-reglements/Infractions_nature_academique.pdf ) 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 les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire
  • MEC728 Conception et analyse des assemblages – Notes de cours – Ngan Van Lê & Henri Champliaud – Août 2018, disponible à la COOP de l'ÉTS



Ouvrages de références
  • A. Bazergui & al., "Résistance des matériaux", 3e Éd., École Polytechnique de Montréal, 2002.
  • E.F. Bruhn, « Analysis and Design of Flight Vehicle Structures », 1973, Jacobs Publishing Inc.
  • Blodgett, O.W., "Design of Welded Structures", the James F. Lincoln Arc Welding Foundation, Cleveland, Ohio, 1975.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca




Autres informations

 

Calendrier A2017 - MEC728-01

 

Cours : Jeudi 13h30 - 17h00, local B-3414

Labs : Vendredi 8h45 - 10h45, locaux B-3432, A-1222

 

Semaine

Lundi

Mardi

Mercredi

Jeudi

Vendredi

1

4 sept

Fête du travail

5 sept

Début de la session

6 sept

 

7 sept

Act. Étudiantes

8 sept

C1/Chap2(1/3)

2

11 sept

 

12 sept

 

13 sept

 

14 sept

C2/Chap2(2/3)

15 sept

Pas de Lab

3

18 sept

 

19 sept

 

20 sept

 

21 sept

C3/Chap2(3/3)

22 sept

Lab1 - ALtige

4

25 sept

 

26 sept

 

27 sept

 

28 sept

C4/Chap1(1/3)

29 sept

Lab2 - ALpoutre

5

2 oct

 

3 oct

 

4 oct

 

5 oct

C5/Chap1(2/3)

6 oct

Lab3-ALcomb

6

9 oct

Action de grâces

10 oct Lundi

 

11 oct

 

12 oct

C6/Chap1(3/3)

13 oct

Lab4-Quiz 1

7

16 oct

 

17 oct

 

18 oct

 

19 oct

C7/Chap3

20 oct

Lab5 - Fcrsemelle

8

23 oct

 

24 oct

 

25 oct

26 oct

C8/Chap4(1/2)

27 oct

Lab6/Exam Intra

9

30 oct

 

31 oct

 

1er nov Jeudi

C9/Chap4(2/2)

2 nov

Relâche

3 nov

Relâche

10

6 nov

 

7 nov

 

8 nov

 

9 nov

C10/Chap5

10 nov

Lab7 - Fcrpoutres

11

13 nov

Date limite abandon

14 nov

 

15 nov

 

16 nov

C11/Chap6

17 nov

Lab8-Quiz 2

12

20 nov

 

21 nov

 

22 nov

 

23 nov

C12/Chap7(1/2)

24 nov

Lab9 - soudures

13

27 nov

 

28 nov

 

29 nov

 

30 nov

C13/Chap7(2/2)

1er déc

Lab10 - boulons

14

4 déc

 

5 déc

 

6 déc

 

7 déc

Lab 11 - broyeur

8 déc

Lab12-QUIZ 3

15-16

11 - 22 décembre : Période des examens finaux

 

Période d’entrevue de stage