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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
MEC555 : Analyse des contraintes (3 crédits)





Préalables
Programme(s) : 7684,7884
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    MEC329 ET MEC423    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,79 4,0 % 26,0 % 70,0 %




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
Analyser et dimensionner les structures mécaniques de géométries complexes. Développer des aptitudes en modélisation et en analyse des contraintes.

À la fin du cours, l’étudiante ou l'étudiant sera en mesure :
• d’identifier les types de structures et d’appliquer les théories qui leurs sont appropriées;
• d’évaluer les contraintes et déformations dans les structures complexes;
• de vérifier la tenue mécanique des structures complexes soumises à des chargements mécaniques et thermiques;
• de dimensionner les structures (plaques, coques minces, anneaux) selon les différents critères de rupture : application des normes de calcul (code ASME);
• de valider les modèles relativement complexes d’éléments finis à l’aide des théories et des modèles analytiques présentés en classe.

Introduction et état de contrainte tridimensionnel : tenseur de contraintes, relations contraintes/déformations, transformation des contraintes et critères de défaillance. Méthodes énergétiques : principe du travail virtuel, théorèmes de la réciprocité de Maxwell-Betti et de Castigliano et résolution des systèmes hyperstatiques. Théorie des plaques minces en flexion : applications aux plaques rectangulaires et aux plaques circulaires. Coques de révolution avec chargement axisymétrique. Corps axisymétriques à paroi épaisse : réservoirs sous pression à paroi épaisse et disques en rotation. Flexion des poutres courbes. Mécanique du contact hertzien. Analyse limite et contraintes résiduelles dans les barreaux, les poutres et les plaques et autofrettage des réservoirs à paroi épaisse. Théorie des poutres sur fondations élastiques et ses applications.

Séances de laboratoire axées sur la mesure expérimentale et l'analyse par la méthode des éléments finis.



Objectifs du cours

Ce cours fournit aux étudiants les connaissances requises pour concevoir et dimensionner des composantes mécaniques de géométries complexes et évaluer la pertinence des méthodes de calcul en utilisant les notions avancées de la résistance des matériaux.




Stratégies pédagogiques
  • Trois heures de cours magistraux par semaine pour la présentation 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 Mardi 15:30 - 17:30 Travaux pratiques et laboratoire
Jeudi 08:30 - 12:00 Activité de cours



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. État bidimensionnel et tridimensionnel des contraintes (3h)

Introduction, tenseur de contrainte, contraintes et orientations principales, transformation des contraintes, cercle de Mohr, invariants de contraintes, contraintes octaédrales

 

2. Relations contraintes-déformations et systèmes hyperstatiques (5h)

État de déformation en 2D, transformation des déformations, relations contraintes-déformations-température, déformations en coordonnées cylindriques, déformation nominale et réelle, problèmes hyperstatiques

 

3. Critères de défaillance (3h)

Modes et types de défaillance, défaillance par écoulement, différentes théories ou critères de défaillance, critère de la contrainte de cisaillement maximale (Tresca), critère de  de l’énergie de distorsion maximale (Von Mises), critère de la contrainte normale maximale (Rankin), critère de l’énergie de déformation maximale (St Venant), critère de déformation maximale (Haigh).

 

4. Méthodes énergétiques (5h)

Énergie de déformation, théorème de réciprocité de Maxwell-Betti, théorème de Castigliano, applications, problèmes isostatiques, problèmes hyperstatiques, principe des forces virtuelles.

 

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

Flexion des anneaux circulaires, théorie de Winkler des poutres courbe, sections composées, contrainte radiale, énergie de déformation

 

6. Théorie des plaques (4h)

Introduction aux plaques minces, plaques rectangulaires, relation de déplacements-déformations, plaques circulaires,

 

7. Théorie des coques à paroi mince (3h)

Théorie des membranes pour les coques de révolution à paroi mince, cylindres, sphères, cônes, ellipsoïdes.

 

8. Corps axisymétrique à paroi épaisse (6h)

Introduction, corps axisymétriques à paroi épaisse, poutres courbes, cylindre à paroi épaisse sous pression, autoffretage des cylindres, disques en rotation.

 

9. Introduction à la mécanique de la rupture (6h)

Introduction, concentration des contraintes, analyse par la méthode S-N, dommage cumulatif, propagation des fissures,  méthode MLER (Mécanique Linéaire Elastique de la Rupture).




Laboratoires et travaux pratiques
  • Laboratoire 1: Théorème de Castigliano

  • Laboratoire 2 : Plaques en flexion

  • Laboratoire 3: Reservoirs sous pression




Utilisation d'outils d'ingénierie

Utilisation du logiciel ANSYS pour comparaison avec la theorie et l'expérimentation dans le cadre des laboratoires sur les plaques, les anneaux et les cylindres pressurisés.




Évaluation
1)  3 labos 15 %
2)  2 mini-quiz 15 %
3)  Examen mi-session (3 heures) 30 %
4)  Examen final (3 heures) 40 %

 




Double seuil
Note minimale : 50



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 3e 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

Acétates des notes de cours (voir site de cours sur https://ena.etsmtl.ca/)




Ouvrages de références
  1. H. Bouzid, Notes de cours de résistance des matériaux avancée. SYS805, ÉTS
  2. A. Bazergui et al., Résistance des Matériaux, 3e édition, École Polytechnique.
  3. A.C. Ugural, S.K. Fenster, Advanced Strength and Applied Elasticity, Elsevier.



Adresse internet du site de cours et autres liens utiles

https://ena.etsmtl.ca

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 




Autres informations

Calendrier MEC555, groupe 01

Cours : Jeudi de 8h30 à 12h00, Local : B3402

TP/Labo : Mardi 15h30 à 17h00, Local : B1402/A-2242

Semaine

Lundi

Mardi

Mercredi

Jeudi

Vendredi

1.

2 septembre
Fête du Travail

3 septembre

Début des cours

4 septembre

 

5 septembre

Prés. & Chap. 1

6 septembre

2.

9 septembre

 

10 septembre

TP 1

11 septembre

 

12 septembre

Activ. étudiante

13 septembre

3.

16 septembre

17 septembre

TP 2

18 septembre
 

19 septembre

Chap. 2

20 septembre

4.

23 septembre

 

24 septembre

TP 3

25 septembre

 

26 septembre

Chap. 2 (fin)

27 septembre

5.

30 septembre

 

1 octobre

TP 4 & Quiz 1

      2 octobre

 

3 octobre

Chap. 3

4 octobre

 

6.

7 octobre
 

8 octobre
Labo 1

9 octobre

 

10 octobre

Chap. 4

11 octobre Congé relâche

7.

14 octobre

Action de Grâce

15 octobre

Congé relâche

16 octobre

horaire du lundi

17 octobre

Chap. 4 (fin)

18 octobre

 

8.

21 octobre
 

22 octobre

TP 6

23 octobre
 

24 octobre
INTRA

25 octobre
 

9.

28 octobre
 

29 octobre

Chap. 5

30 octobre

 

31 octobre

Chap. 5 (fin)

1 novembre

10.

4 novembre

 

5 novembre

Labo 2

6 novembre

 

7 novembre

Chap. 6

8 novembre

11.

11 novembre

abondant

12 novembre

TP 8 & Quiz 2

13 novembre

 

14 novembre

Chap. 6 (fin)

15 novembre

12.

18 novembre

 

19 novembre

TP 10

20 novembre

 

21 novembre

Chap. 7

22 novembre

13.

25 novembre

 

26 novembre

Labo 3

27 novembre

 

28 novembre Chap. 8

29 novembre

14.

2 décembre

 

3 décembre

TP 12

4 décembre

 

5 décembre

Chap. 8 (fin)

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 2023;

Période d’abandon des cours sans mention d’échec ni remboursement pour les cours de l’automne 2024 : 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.