SolidWorks Simulation

Flexion d'une poutre

Objectifs	Simuler et comparer les résultats de poutres en flexion par trois points.
CI abordés	CI 6.3 - Analyse des déformations. CI 9.4 - Sollicitations. CI 9.6 - Caractéristiques des matériaux et des constructions en réponses aux différentes sollicitations. CI 11.3 - Analyse des résultats de simulation.
Compte rendu	Compte rendu sur tableur OpenOffice à compléter puis à imprimer : .
	1h50

Une structure mécanique porteuse est un ensemble de solides agencés de manière organisée destiné à supporter des actions mécaniques importantes. Les poutres sont des éléments constitutifs de structures porteuses, et la sollicitation en flexion est une sollicitation mécanique très souvent rencontrée.

L'étude de cas proposée porte sur de simples poutres en flexion 3 points, de même longueur, mais de différents matériaux et de différentes sections.

Poutre au repos sur 2 appuis ponctuels distants de 500 mm (différentes sections de poutres à expérimenter) :

Modèle Poutre, au repos, sur 2 appuis ponctuels :

Modèle Poutre en flexion 3 points :

d = flèche maximale (déplacement maximal)

Les sections des poutres étant toutes contenues dans un carré de 10 x 10 mm, le but est de comparer le comportement en termes de flèche et de contraintes mécaniques des différentes poutres "chargées" et de faire ressortir d'une part l'influence des sections (à matériau identique) et d'autre part l'influence des matériaux (à section identique).

Les poutres à analyser par simulation sont les suivantes :

	Poutre 1	Poutre 2	Poutre 3	Poutre 4	Poutre 5	Poutre 6
	Carrée	Carrée creuse	Rectangulaire verticale	Rectangulaire horizontale	Ronde	Ronde creuse

Matériau à tester	Acier non allié C35 Alliage d'aluminium 2219-O	Acier non allié C35	Acier non allié C35	Acier non allié C35	Acier non allié C35 Alliage d'aluminium 2219-O	Acier non allié C35
Fichier pièce	Poutre à créer.				Poutre à créer.

1 - Simulations

= 90 min

Simuler la flexion des poutres suivant les différentes situations et compléter les tableaux du document réponses. Vous suivrez à chaque fois les 3 étapes suivantes (cliquer sur chaque étape) :

2 - Analyses

= 20 min

Comparer et commenter les courbes de la déformation :

d'une poutre carré pleine et d'une poutre carré creuse.
des poutres rectangulaires.
d'une poutre carré et d'une poutre circulaire.
des poutres carrés de différents matériaux.

Indiquer vos deux noms en haut à gauche du document réponses.

Imprimer votre document en vérifiant par le menu Aperçu que l'ensemble du document réponses tient sur une feuille A4 recto-verso.

3 - Bonus - Calculs

La déformation en flexion d'une poutre se détermine à l'aide de la relation suivante :

Avec :

d : flèche centrale (mm),
F : force (N),
L : distance entre appuis (mm),
E : module de Young du matériau (MPa),
Iz : moment quadratique de la section par autour de l’axe G,Z (mm⁴)

Le moment quadratique d’une section de poutre (par rapport à un axe) caractérise l’influence de la géométrie de cette section sur les contraintes et les déformations d’une poutre en flexion ou torsion. Il se calcule comme suit :

Question 1 - Sur une feuille de copie commune au binôme, calculer les moments quadratiques des poutres n° 1, 3 et 4.

Question 2 - Vérifier par calculs les déformations obtenues pour ces 3 poutres par simulation pour une intensité de l'effort (5, 10, 15 ou 20N) que vous choisirez. Le module de Young (également appelé module d'élasticité) du matériau sera relevé sur SolidWorks.