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École de technologie supérieure

Responsable(s) de cours : Henri Champliaud


PLAN DE COURS

Automne 2020
MEC728 : Conception et analyse des assemblages (3 crédits)


Modalités de la session d’automne 2020
Pour assurer la tenue de la session d’automne 2020, les modalités suivantes seront appliquées :


La plupart des cours de la session d'automne seront donnés à distance. Les autres seront donnés en présence. Cette information vous a déjà été communiquée.

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.

Les cours à distance pourraient être enregistrés, à la discrétion de l’ÉTS. Le cas échéant, les enregistrements de cours pourraient notamment être rendus accessibles aux étudiants par le biais notamment du portail de l’ÉTS.

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

Pour les cours à distance, les examens (intra, finaux) se feront normalement 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 envisager la possibilité d’une deuxième vague de la pandémie de COVID-19, laquelle pourrait entraîner, après le début de la session d’automne 2020, 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 la dispense en ligne de toutes les activités d’enseignement et d’évaluation pour la durée restante de la session d’automne 2020.

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

Si vous ne consentez pas aux modalités décrites précédemment, vous devez vous désinscrire de vos cours avant le 13 septembre et vous pourrez être remboursé.

Pour les nouveaux étudiants inscrits au programme de baccalauréat uniquement, vous devez vous désinscrire avant le 25 septembre et vous pourrez être remboursé.

En demeurant inscrit, vous acceptez les modalités particulières de la session d'automne 2020.




Préalables
Programme(s) : 7684,7884
             
  Profils(s) : Tous profils  
             
    MEC423    
             
Unités d'agrément
Total d'unités d'agrément : 58,8 60,0 % 40,0 %




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

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 Lundi 08:30 - 12:00 Activité de cours
Mardi 10:30 - 12:30 Travaux pratiques et laboratoire



Coordonnées de l’enseignant
Groupe Nom Activité Courriel Local Disponibilité
01 Van Ngan Lê Activité de cours VanNgan.Le@etsmtl.ca A-2950
01 Van Ngan Lê Travaux pratiques et laboratoire VanNgan.Le@etsmtl.ca A-2950



Cours
6 h

Notions avancées en flexion et en torsion (chap. 1)

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. 2)

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. 3)

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. 4)

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. 5)

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. 6)

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. 7)

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 contrôlé (8) 5 meilleurs, 2% chacun 10%
Projet Un projet sur les états limites et sur le flambage des plaques 20%

Examen intra

Écrit (2 heures)

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



Double seuil
Note minimale : 50



Dates des examens intra
Groupe(s) Date
1 13 octobre 2020



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 24 novembre 2020.




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).



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
  • MEC728 Conception et analyse des assemblages – Notes de cours – Ngan Van Lê & Henri Champliaud – Août 2020, disponibles au fur et à mesure sur Moodle



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