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École de technologie supérieure

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PLAN DE COURS

Automne 2022
MEC738 : Conception et analyse des assemblages (4 crédits)





Préalables
Programme(s) : 7684,7884
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    MEC423    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 64,86 59,9 % 40,1 %




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

Au terme de ce cours, l'étudiant aura appris les critères de conception et sera en mesure de les appliquer aux différents modes de défaillance des assemblages sous diverses conditions d'opération.

À la fin du 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)

3 h / semaine x 12 semaines

36 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 Mardi 08:30 - 11:30 Laboratoire
Jeudi 13:30 - 17:00 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

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

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

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

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

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

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

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

%

Laboratoires contrôlés (8) 5 meilleurs sont retenus, 1% chacun 5%
Projet Un projet de conception et analyse d'un assemblage sujet aux flambages et aux états limites (en équipe de 4 maximum) 20%

Examen intra 1

Sur Workbench dans une salle des ordinateurs (2 heures) 10%

Examen intra 2

Écrit dans une salle de classe (2 heures 30 minutes)

25%

Examen intra 3

Sur Workbench dans une salle des ordinateurs (2 heures) 10%

Examen final

Écrit (3 heures)

30%

Clause particulière : Il faut réussir au moins 55% des examens et environ 58% du total pour passer le cours



Double seuil
Note minimale : 55



Dates des examens intra
# Intra Groupe(s) Date
1 1 18 octobre 2022
2 1 25 octobre 2022
3 1 29 novembre 2022



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

Une pénalité de 10% par jour de retard sera appliquée pour la remise du projet après minuit du 8 décembre 2022.




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
  • MEC738 Conception et analyse des assemblages – Notes de cours – Ngan Van Lê & Henri Champliaud – Août 2022, disponibles au fur et à mesure sur Moodle



Ouvrages de références
  • A. Bazergui & al., "Résistance des matériaux", 3e Éd., École Polytechnique de Montréal, 2002 ou plus récente.
  • 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