Mécanique des solides déformables

Connaissances en mathématique : algèbre linéaire et analyse vectorielle, équations différentielles du second ordre. Connaissances en mécanique : mécanique du solide indéformable (statique et dynamique). Eventuellement connaissance sur la théorie des poutres déformables (non indispensable)

• Semaine 0 : Introduction au MOOC MSD
  Le calcul du bon dimensionnement des structures est indispensable dans l’industrie. Avec les notions de développement durable et d’économie d’énergie, il n’est plus envisageable de sur-dimensionner une pièce. Cette première semaine sera aussi l’occasion de se familiariser avec les différents outils proposés dans le MOOC et d’en comprendre le fonctionnement.


• Semaine 1 : Notion de repère et référentiel
  Pour que tous les acteurs puissent communiquer correctement entre eux, il est indispensable d’avoir un langage commun et de se positionner les uns vis-à-vis des autres, voire des structures étudiées. Cela nous conduira à présenter la notion de tenseur, en particulier du second ordre, et d’imaginer des modes de représentations graphiques de ces nouvelles entités. L’application portera sur les grandeurs caractéristiques d’une surface plane (isobarcentre, moment statique, moment quadratique, axes quadratiques principaux).


• Semaine 2 : Etat de déformation
  Le mouvement des corps engendre toujours des déformations, mais ces dernières sont plus ou moins visibles selon l’intensité des efforts appliquées, le dimensionnement de la pièce ou le matériau employé. Nous verrons comment déterminer sans ambiguïté ces déformations ce qui nous conduira à définir les dilatations linéaires et les distorsions angulaires. L’exemple sur la base d’une notion de cisaillement permettra de mettre en évidence l’intérêt des directions principales de déformation.


• Semaine 3 : Etat de contrainte
  Les efforts sont parfois appliqués à la surface de la pièce étudiée mais ils transitent ensuite dans tout le domaine pour assurer l’équilibre global. Ce transit va nous conduire à la notion de contrainte. En application, nous verrons comment il faut associer les contraintes dues à une sollicitation combinée de flexion – torsion sur un domaine de type poutre.


• Semaine 4 : Lois de comportement
  Pour une même géométrie et pour un même chargement, tous les corps ne réagissent pas de la même façon. Ces différences sont dues au fait que tous les matériaux n’ont pas le même comportement. La fable du chêne et du roseau nous invite à être prudents sur la classification de la matière et des structures. Il est donc essentiel d’être capable d’évaluer correctement la dépendance entre les déformations et les contraintes pour avoir de bons éléments de classification. L’application montrera toutefois qu’il est important d’avoir l’hypothèse complémentaire d’isotropie du matériau pour pouvoir traiter des cas simples.


• Semaine 5 : Applications en élasticité linéaire
  Avec le modèle simple de l’élasticité linéaire nous pouvons déjà traiter de nombreux problèmes de dimensionnement d’un solide dans la vie courante. Ce dernier chapitre permettra donc d’aboutir à des exemples concrets de calculs de pièces sollicitées mécaniquement et dont il faudra assurer le bon dimensionnement. Les pièces de révolution en chargement axisymétrique constituent de belles applications.

Michel Maya
Professeur agrégé en mécanique

Yoann ARNAUD
Professeur agrégé en Sciences Industrielles

Frédéric MOLL
Professeur agrégé en ingénierie mécanique

Guillaume POT
Maitre de conférence en Mécanique des solides déformables - Modélisation mécanique par la méthode des éléments finis