Efforts dans les structures
Charges extérieures et efforts internes dans une structure
1
Charges et équilibre
Charges appliquées
Une charge est une action extérieure appliquée à une structure.
- Poids, appui ou force extérieure.
- Charges concentrées ou réparties.
Équilibre
Mémo
Forces et moments doivent s’annuler pour garder la structure stable.
2
Efforts internes
Types d’efforts
Efforts de tension et d’écrasement
- Traction : la pièce s’allonge.
- Compression : la pièce se raccourcit.
Effort de forme
- Flexion : la pièce se courbe.
- Un même objet peut subir plusieurs efforts.
De la charge à l’effort interne
- 1
La charge agit sur la structure.
- 2
La matière transmet l’action à l’intérieur.
Mini-défi
- Citer la différence entre traction et compression.
- Nommer l’effort principal d’une poutre courbée.
3
Contraintes
Formule à retenir
La contrainte augmente quand l’effort augmente ou quand la surface diminue.
Idées clés
- Contrainte = effort rapporté à une surface.
- Plus la surface est petite, plus la contrainte augmente.
Piège fréquent
Ne confonds pas effort interne et contrainte. L’un agit, l’autre se calcule.
4
Résistance et matériaux
Choix du matériau
À vérifier
- Résistance mécanique.
- Rigidité et déformation.
- Masse, coût et usage.
À adapter
- Traction, compression ou flexion.
- Forme de la pièce.
- Fonction de la structure.
Critères de choix
| Critère | Question à poser |
|---|---|
| Résistance | Le matériau supporte-t-il l’effort principal ? |
| Rigidité | La déformation reste-t-elle acceptable ? |
| Usage | Le coût et la masse conviennent-ils ? |
Synthèse
Résumé
- Une structure doit rester en équilibre sous les charges.
- Les efforts internes principaux sont traction, compression et flexion.
- La contrainte dépend de l’effort et de la surface.
- Le bon matériau résiste tout en limitant la déformation.