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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 2023
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 08:30 - 12:00 Activité de cours
Vendredi 08:30 - 12:30 Travaux pratiques et laboratoire



Coordonnées de l’enseignant
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 mdiany@yahoo.com



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 3 novembre 2023



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

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 un examen
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 de 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 (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 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
  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 8h30 à 12h00, Local : B-3408

TP/Labo : Vendredi 8h30 à 11h30, Local : B-1508/A-2242

Semaine

Lundi

Mardi

Mercredi

Jeudi

Vendredi

1.

4 septembre
Fête du Travail

5 septembre

Début des cours

6 septembre

Prés. & Chap. 1

7 septembre

 

8 septembre

TP 1

2.

11 septembre

 

12 septembre

 

13 septembre

Chap. 2

14 septembre

Activ. étudiante

15 septembre

TP 2

3.

18 septembre
 

19 septembre

 

20 septembre
Chap. 3

21 septembre

 

22 septembre

TP 3

4.

25 septembre

 

26 septembre

 

27 septembre

Chap. 3 (fin)

28 septembre

 

29 septembre

TP 4

5.

2 octobre

 

3 octobre

 

      4 octobre

Chap. 4

5 octobre

 

6 octobre

Labo 1

6.

9 octobre
Action de Grâce

10 octobre
Horaire lundi

11 octobre

Chap. 5

12 octobre

 

13 octobre

TP 6

7.

16 octobre

 

17 octobre

 

18 octobre

Chap. 6

19 octobre

 

20 octobre

Labo 2

8.

23 octobre
 

24 octobre

 

25 octobre
Chap. 6 (fin)

26 octobre
 

27 octobre
TP 8

9.

30 octobre
 

31 octobre

 

1 novembre

Chap. 7

2 novembre

 

3 novembre

INTRA

10.

6 novembre

 

7 novembre

 

8 novembre

Horaire jeudi

9 novembre

Congé relâche

10 novembre Congé relâche

11.

13 novembre

 

14 novembre

 

15 novembre

Chap. 8

16 novembre

 

17 novembre

TP 10

12.

20 novembre

 

21 novembre

 

22 novembre

Chap. 8 (fin)

23 novembre

 

24 novembre

Labo 3

13.

27 novembre

 

28 novembre

 

29 novembre

Chap. 9

30 novembre

 

1 décembre

TP 12

14.

4 décembre

 

5 décembre

 

6 décembre

Chap. 9 (fin)

7 décembre

 

8 décembre

REVISION

 

Période d’examens finaux du 11 au 21 décembre 2023

Période de modifications d’inscription sans mention d’échec et avec remboursement (pour tous les étudiants) : du 5 au 18 septembre 2023;

Extension de la période pour annulation de cours seulement (pour les nouveaux étudiants au programme de baccalauréat uniquement, avec remboursement) : du 19 septembre au 2 octobre 2023;

Période d’abandon des cours sans mention d’échec ni remboursement pour les cours de l’automne 2021 : du 3 octobre au 13 novembre 2023;

Date limite pour déposer une demande de révision de note de la session d’automne 2023 : 23 janvier 2024

Fin de la session d’automne 2023 : 21 décembre 2023.