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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Philippe Causse


PLAN DE COURS

Hiver 2021
GPA772 : Conception de machines (3 crédits)


Modalités de la session d’hiver 2021


Pour assurer la tenue de la session d’hiver 2021, les modalités suivantes seront appliquées :


La plupart des cours de la session d'hiver seront donnés à distance. Les autres seront donnés en présence si la situation socio-sanitaire le permet. Cette information est disponible sur l’horaire de la session d’hiver diffusé sur le site de l’ÉTS ainsi que sur Cheminot.

L’étudiant inscrit à un cours à distance doit avoir accès à un ordinateur, un micro, une caméra et un accès à internet, idéalement de 10Mb/s ou plus. L’étudiant doit ouvrir sa caméra et/ou son micro lorsque requis, notamment pour des fins d’identification ou d’évaluation.


Les cours à distance pourraient être enregistrés, à la discrétion de l’ÉTS, afin de les rendre disponibles aux étudiants inscrits aux cours.


La notation des cours sera la notation régulière prévue aux règlements des études de l'ÉTS.


Les examens intra se feront normalement à distance. Les examens finaux se feront normalement en présence si la situation socio-sanitaire le permet.


Pour les examens (intra, finaux) qui devaient se faire à distance, leur surveillance se fera à l’aide de la caméra et du micro de l’ordinateur et pourrait être enregistrée. Ceci est nécessaire pour se conformer aux exigences du Bureau canadien d’agrément des programmes de génie (BCAPG) afin d’assurer la validité des évaluations.

Le contexte actuel oblige bien sûr l’ÉTS à suivre de près l’évolution de la pandémie de COVID-19, laquelle pourrait entraîner, avant ou après le début de la session d’hiver 2021, un resserrement des directives et recommandations gouvernementales. Nous vous assurons que l’ÉTS se conformera aux règles en vigueur afin de préserver la santé publique et que, si requis, elle pourrait aller jusqu’à interdire l’accès physique au campus universitaire et ordonner que toutes les activités d’enseignement et d’évaluation soient exclusivement données à distance pour tout ou partie de la session d’hiver 2021.

Des exigences additionnelles pourraient être spécifiées par l’ÉTS ou votre département, suivant les particularités propres à votre programme.

En vous inscrivant ou en demeurant inscrit, vous acceptez les modalités particulières de la session d’hiver 2021.


Nous vous rappelons que vous avez jusqu’au 17 janvier 2021 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.


Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous avez jusqu’au 31 janvier 2021 pour vous désinscrire de vos cours et être remboursé.




Préalables
Programme(s) : 7485,7885
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    GPA305    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 33,3 % 66,7 %




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

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

  • d’analyser les principaux éléments des machines mécaniques;
  • de concevoir des systèmes mécaniques.

Analyse et conception des éléments principaux de machines. Conception d'un système mécanique et méthodologie de design. Facteur de sécurité et concentration de contraintes. Théorie de limitation en statique et en fatigue. Calcul des arbres, clavettes et accouplements. Vis de transmission. Boulons et joints boulonnés. Ressorts hélicoïdaux et à lames. Transmissions par courroies et par chaînes. Choix des roulements, lubrification et paliers lisses. Engrenages cylindriques droits : géométrie, résistance en flexion et résistance à l'usure. Trains d'engrenages. Freins et embrayages.

Séances de travaux pratiques : réaliser en équipe des projets portant sur la conception d’un système mécanique; résoudre des problèmes concrets d’analyse ou de conception mécanique.

Précision sur les préalables :

  • Profil E : les préalables GPA305 Éléments de résistance des matériaux + ING150 Statique et dynamique
  • Profils M, I et P : le préalable ING150 Statique et dynamique



Objectifs du cours

Objectif du cours

Le cours de conception de machines est un cours avancé dans la formation d’un ingénieur en production automatisée. Son objectif est de fournir à l’étudiant l’ensemble des notions requises pour la conception de mécanismes.

Objectifs spécifiques

L’atteinte de ces objectifs implique une formation suivant trois niveaux :

  • La méthodologie de design
  • Le choix des éléments de machines
  • La conception d’un mécanisme

        Les deux premiers thèmes seront abordés dans le cadre de cours théoriques et de séances d'exercices. Le troisième sera traité lors de deux projets de conception devant être réalisés en équipe.




Stratégies pédagogiques

39    heures de cours magistral (enseignement théorique)

24    heures de laboratoire (exercices)

9      heures de travail personnel (en moyenne) par semaine




Utilisation d’appareils électroniques

N/A




Horaire
Groupe Jour Heure Activité
01 Vendredi 08:30 - 10:30 Travaux pratiques
Vendredi 13:30 - 17:00 Activité de cours



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Philippe Causse Activité de cours Philippe.Causse@etsmtl.ca A-3649
01 Philippe Causse Travaux pratiques Philippe.Causse@etsmtl.ca A-3649



Cours

 

Le plan de cours prévu se veut complet et ordonnancé chronologiquement, mais certaines modifications peuvent être apportées en cours de session.

 

DATE

ACTIVITÉS DES COURS

8 janvier

C1 :

Introduction

  • Présentation générale du cours
  • Méthodologie de design
  • Facteur de sécurité
  • Équilibre, contraintes et déformations
  • Loi de comportement des matériaux

15 janvier

C2 :

Révision des éléments de résistance des matériaux

  • Chargements mécaniques simples
  • Chargements combinés
  • État plan de contraintes
  • Contraintes principales
  • Cercle de Mohr

22 janvier

C3 :

 Théories de limitation en statique

  • Concentration de contraintes
  • Écoulement des matériaux ductiles
  • Rupture des matériaux fragiles
  • Stabilité et flambement

29 janvier

 

C4 :

Fatigue des matériaux

  • Rupture en fatigue
  • Résistances à la fatigue : diagramme S-N
  • Facteurs influents sur la résistance à la fatigue
  • Limite d’endurance et estimation de la vie de composantes mécaniques
  • Contrainte moyenne (courbes de Goodman et de Soderberg)

5 février

C5 :

Les arbres de transmission

  • Vitesse de rotation, couple de torsion et puissance
  • Contraintes dans les arbres (diagrammes de V, M et T)
  • Critères de résistance
  • Déformations dans les arbres
  • Vibrations et vitesses critiques

12 février

 

C6 :

Les roulements

  • Types de roulement
  • Choix de roulement
  • Durée du roulement
  • Charge statique
  • Montage des roulements

19 février

C7 :

EXAMEN DE MI-SESSION

26 février

 

C8 :

Courroies et chaînes

  • Caractéristiques générales
  • Conditions de transmission
  • Construction et matériaux
  • Contraintes
  • Dimensions normalisées
  • Choix

5 mars

 

C9 :

Les engrenages cylindriques

  • Géométrie d’un engrenage
  • Développante de cercle
  • Définitions et normalisations
  • Mouvement du point de contact

Engrenages et trains d’engrenages

  • Interchangeabilité de deux engrenages
  • Jeux entre deux engrenages
  • Résistances des engrenages et facteurs de sécurité
  • Trains simples
  • Trains planétaires

12 mars

 

 

C10 :

Vis de serrage et de transmission, joints boulonnés

  • Forces et contraintes
  • Vis autobloquante
  • Vérification du flambage
  • Redistribution des charges
  • Couples de serrage des vis
  • Joints boulonnés

19 mars

 

C11 :

Les ressorts

  • Types de ressorts
  • Constantes du ressort
  • Ressorts en compression et ressorts en tension
  • Matériaux pour les ressorts
  • Contraintes admissibles dans les spires des ressorts

26 mars

 

C12 :

Freins et embrayages

  • Analyse des forces
  • Matériaux
  • Dissipation d'énergie

9 avril

C13 :

Révisions




Laboratoires et travaux pratiques

DATE

ACTIVITÉS DES SÉANCES DE TRAVAUX PRATIQUES

15 janvier

TP1

Exercices - résistance des matériaux 

22 janvier

TP2

Exercices - théories de limitation en statique

29 janvier

TP3

Exercices - théories de limitation en fatigue

5 février

TP4

Exercices - arbres de transmission

12 février

TP5

Exercices - roulements // projet 1

19 février

TP6

Révisions intra // Consultation

26 février

TP7

Exercices - courroies et chaînes 

5 mars

TP8

Exercices - engrenages

12 mars

TP9

Exercices - vis de transmission et joints boulonnés // projet 2

22 juillet

TP10

Exercices - ressorts

26 mars

TP11

Exercices - freins et embrayages

9 avril

TP12

Révisions

 

 

 




Utilisation d'outils d'ingénierie

Dans le cadre des projets de conception, les étudiants devront utiliser un logiciel de calcul numérique (ex: Python, Matlab, Excel).

 




Évaluation

ACTIVITÉ

DESCRIPTION

%

Devoirs 5 devoirs à réaliser individuellement (2% chacun) 10

Projets

Deux projets de conception en équipe (2-3 étudiants) (12.5% chacun)

25

Intra

Durée de 2 heures

25

Final

Durée de 3 heures

40

 




Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 19 février 2021



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

NOTE CONCERNANT LES TRAVAUX D’ÉQUIPE. Un maximum de 10% du total des notes des divers travaux sera attribué à la qualité du français




Absence à un examen
Dans les cinq (5) jours ouvrables suivants, 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 ou du SEG. Pour un examen final, l’étudiant devra justifier son absence auprès du Bureau du registraire. Dans tous les cas, l’étudiant doit effectuer sa demande en complétant le formulaire prévu à cet effet qui se trouve dans son portail Mon ÉTS/Formulaires. Toute absence non justifiée par un motif majeur (maladie certifiée par un billet de médecin, décès d’un parent immédiat, Activité compétitive d’un étudiant appartenant à un club scientifique ou un club sportif d’élite de l’ÉTS ou au programme « Alliance sport étude » 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/docs/ETS/Gouvernance/Secretariat-general/Cadre-reglementaire/Documents/Infractions-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 les étudiants sont invités à consulter la page Citer, pas plagier ! (https://www.etsmtl.ca/Etudiants-actuels/Baccalaureat/Citer-pas-plagier).



Documentation obligatoire

Aucune




Ouvrages de références
  • DROUIN, G., M. GROU, P. THIRY et R. VINET (1987). Éléments de machine, 2éd. Revue et augmentée, Éd. de l’École Polytechnique de Montréal.
  • R.C. Juvinal et K.M. Marshek, Fundamentals of Machine Component Design, 6e édition, Wiley, 2017.
  • R.L. Norton, "Machine Design: an integrated approach", 5e édition, Pearson, 2014, (référence facultative).
  • Richard G. BUDYNAS, J. Keith Nisbett, Shigley's Mechanical Engineering Design, 10e éd., McGraw-Hill, 2015.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

ena.etsmtl.ca

 




Autres informations

Ne s'applique pas.