Résistance des matériaux, 3e édition

ISBN9782553010347 EditeurPresses internationales Polytechnique pages736 Parution2002-12-18
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Quatrième de couverture

Cet ouvrage offre aux étudiants en génie un texte en français qui allie les qualités des meilleurs « classiques » européens et nord-américains traitant de la résistance des matériaux. Il s'adresse à tous les futurs ingénieurs qui suivent un premier cours de résistance des matériaux ou un second cours plus spécialisé en génie mécanique ou en génie civil. Il constitue également un excellent livre de référence pour les professeurs et les praticiens. La troisième édition a été enrichie et le lecteur y trouvera une foule de renseignements théoriques et pratiques. Les développements mathématiques lui sembleront faciles à assimiler parce qu'ils sont bien détaillés, abondamment illustrés et accompagnés de nombreux exemples numériques. Deux tomes de recueils de problèmes accompagnent ce livre et constituent une riche source de méthodes de solution qui le complètent parfaitement.

Les auteurs ont enseigné la résistance des matériaux pendant de nombreuses années à l'École Polytechnique de Montréal. Ce livre est le fruit de leur longue expérience pédagogique et de leur travail d'équipe

AUTEURS

André Bazergui, Ph.D., ing.,
spécialiste de l'analyse des contraintes, des méthodes expérimentales et des techniques d'étanchéité

Thang Bui-Quoc, D.Sc.A., ing.,
spécialiste du comportement des matériaux, de la fatigue et du fluage des métaux

André Biron, Ph.D., ing.,
spécialiste de l'analyse des réservoirs sous pression et des méthodes d'analyse limite

Georges McIntyre, M.Sc.A., ing.,
spécialiste de l'analyse des contraintes par éléments finis appliquée à la conception des structures mécaniques

Charles Laberge, M.Sc.A., ing.,
spécialiste de l'analye des réservoirs sous pression et des contraintes d'origine thermique

Argumentaire

CLIENTÈLE CIBLE
Cet ouvrage offre aux étudiants en génie un texte en français qui allie les qualités des meilleurs « classiques » européens et nord-américains traitant de la résistance des matériaux. Il s'adresse à tous les futurs ingénieurs qui suivent un premier cours de résistance des matériaux ou un second cours plus spécialisé en génie mécanique ou en génie civil. Il constitue également un excellent livre de référence pour les professeurs et les praticiens. La troisième édition a été enrichie et le lecteur y trouvera une foule de renseignements théoriques et pratiques. Les développements mathématiques lui sembleront faciles à assimiler parce qu'ils sont bien détaillés, abondamment illustrés et accompagnés de nombreux exemples numériques. Deux tomes de recueils de problèmes accompagnent ce livre et constituent une riche source de méthodes de solution qui le complètent parfaitement.

BESOIN
Alors que les manuels de langue anglaise traitant de la résistance des matériaux (ou mécanique des corps déformables) sont nombreux, on n'en trouve que quelques-uns en français et ceux-ci utilisent en général une approche plus théorique. Forts de leur longue expérience dans l'enseignement de cette spécialité à l'École Polytechnique de Montréal, les auteurs avaient décidé, il y a plusieurs années maintenant, de faire face au grand défi de publier une première édition de ce manuel qui avait la double caractéristique, d'abord d'être en français, mais aussi de respecter l'approche pédagogique nord-américaine. Le succès de ce livre a été indéniable puisqu'il a connu plusieurs réimpressions et en est maintenant à sa troisième édition. Cette troisième édition est une version retravaillée et très augmentée des précédentes. Les auteurs ont tenu, toutefois, à garder la même approche didactique qui a assuré le succès de leur livre jusqu'ici.

TRAITEMENT DU SUJET
Le manuel a été conçu pour couvrir deux niveaux de difficulté : l'ensemble des étudiants en génie qui suivent un cours de base de résistance de matériaux étudieront en grande partie les onze premiers chapitres. Les chapitres 12 à 17 répondent largement aux besoins de cours plus avancés destinés aux étudiants de spécialité comme ceux de génie mécanique ou de génie civil.

Le lecteur trouvera une abondance de renseignements dans chacun des chapitres du manuel. Les développements mathématiques lui sembleront faciles à assimiler parce qu'ils y sont bien détaillés. Il constatera, en outre, que les auteurs n'ont pas lésiné sur le nombre d'illustrations. Enfin, il pourra vérifier qu'il a bien compris la matière en suivant le détail des étapes de résolution des nombreux exemples numériques présentés dans chaque chapitre. Les recueils de problèmes donnent les solutions des problèmes présentés dans le livre et ajoutent un bon nombre de problèmes supplémentaires.
Chapitre 1 - Principes et notions de base
Introduction. Hypothèses de base. Principes fondamentaux. Méthode de résolution. Forces et moments externes et forces internes. Contrainte. Déformation. Relations constitutives. Plan du volume

Chapitre 2 - Chargement uniaxial
Introduction. Barreau en traction ou en compression. Dilatation thermique d'un barreau. Systèmes isostatiques : relations allongement-déplacement. Systèmes hyperstatiques. Cylindre ouvert à paroi mince sous pression. Cylindre fermé. Conclusion

Chapitre 3 - Diagrammes des efforts tranchants et des moments fléchissants
Introduction. Notions de base. Étude de l'effort tranchant V et du moment fléchissant M. Charges concentrées et charges réparties. Relations différentielles d'équilibre. Marche à suivre pour tracer les diagrammes de V et de M. Exemple d'application: charge mobile. Conclusion

Chapitre 4 - Contraintes dans les poutres en flexion
Introduction. Contrainte due à un moment fléchissant constant (flexion pure). Contrainte due à l'effort tranchant (flexion ordinaire). Sections économiques. Poutres fabriquées par assemblage. Conclusion

Chapitre 5 - La déformation des poutres en flexion
Introduction. Relations différentielles de base. Méthode de double intégration. Méthode des fonctions de singularités
Méthode des «moments d'aires». Méthode de superposition. Poutres constituant un système hyperstatique. Flèche sous l'effet de l'effort tranchant. Conclusion

Chapitre 6 - La torsion
Introduction. Sections circulaires. Tube à paroi mince. Sections ouvertes minces (méthode de calcul). Conclusion

Chapitre 7 - La superposition de contraintes
Introduction. État de contrainte en un point. Équilibre en un point pour l'état plan. État de contrainte dans un plan selon des directions arbitraires. État général de contrainte en un point. Équations d'équilibre en coordonnées cylindriques. Conclusion

Chapitre 8 - Déformations
Introduction. Définitions. Déformations dans un plan. État de déformation dans un plan selon des orientations arbitraires. État général de déformation en un point. Rosette. Relations entre déformations et déplacements selon des coordonnées cylindriques. Conclusion

Chapitre 9 - Relations contraintes/déformations/température
Introduction. Essai de traction. Relations générales entre contraintes et déformations dans le domaine élastique. Effet d'un changement de température sur les déformations. Ensemble des équations d'élasticité. Équations d'élasticité concernant les états plans. Énergie de déformation. Conclusion

Chapitre 10 - Critères de défaillance et fatigue
Introduction. Concentration de contrainte. Défaillance d'un matériau ductile sous chargement statique. Rupture d'un matériau fragile sous chargement statique. Matériaux soumis à des chargements répétés (fatigue). Fatigue sous contraintes contrôlées. Fatigue sous déformations contrôlées. Influence de la température sur la résistance. Facteur de sécurité. Codes et normes de construction. Conclusion

Chapitre 11 - Instabilité et flambement
Introduction. Stabilité d'une membrure rigide. Stabilité d'une membrure élastique en compression (colonne). Formule d'Euler. Colonne « rotule-rotule » soumise à une charge excentrée. Conception d'une colonne. Poutres-colonnes. Déversement latéral des poutres. Voilement, ou flambement local, des sections à parois minces. Conclusion

Chapitre 12 - Comportement au-delà du domaine élastique
Introduction. Modèles pour l'étude du comportement des matériaux. Application de l'analyse limite au chargement uniaxial
Application de l'analyse limite à la torsion. Application de l'analyse limite à la flexion. Contraintes résiduelles. Conclusion

Chapitre 13 - Corps axisymétriques
Introduction. Corps axisymétriques à paroi mince. Étude de la géométrie. Relations d'équilibre fondamentales. Quelques applications d'intérêt pratique. Corps axisymétriques à paroi épaisse. Cylindre à paroi épaisse sous pression. Cylindres composés. Disque d'épaisseur uniforme en rotation. Disque annulaire en rotation. Disque plein en rotation. Conclusion

Chapitre 14 - Méthodes énergétiques
Introduction. Énergie de déformation concernant des cas particuliers. Théorème de la réciprocité de Maxwell-Betti. Théorème de Castigliano. Effets de l'effort tranchant. Principe du déplacement virtuel Principe des forces virtuelles. Conclusion.

Chapitre 15 - Joints structuraux
Types de joints boulonnés. Modes de rupture d'un joint. Joint soumis à un cisaillement dû à une charge excentrée. Joint soumis à une tension axiale directe. Bride boulonnée munie d'un joint d'étanchéité. Joint soumis à un cisaillement combiné à une tension. Assemblages soudés. Joint soumis à un cisaillement direct dû à une charge axiale. Joint soumis à une charge excentrée. Conclusion

Chapitre 16 - Notions avancées concernant la torsion des barreaux prismatiques
Introduction. Méthode de Saint-Venant. Fonction de contraintes. Quelques solutions particulières. Méthode de l'analogie avec la membrane élastique (méthode de Prandtl). Barreau de section mince ouverte. Barreaux de section creuse. Torsion des profilés composés de sections à gauchissement limité. Conclusion

Chapitre 17 - Notions avancées de flexion
Introduction. Poutres hétérogènes à comportement élastique. Poutres en béton armé. Efforts internes associés au cas général de la flexion gauche. Équations différentielles d'équilibre. Analyse des contraintes associées à la flexion gauche. Contraintes dues à la flexion pure. Efforts tranchants associés à la flexion gauche. Centre de cisaillement. Flèche des poutres soumises à une flexion gauche. Conclusion

Problèmes - Chapitres 1 à 17
Appendice A - Les propriétés des sections
Appendice B - Propriétés mécaniques de matériaux d'usage courant à la température ambiante
Appendice C - Dimensions et propriétés de la section de profilés courants et de profilés tubulaires en acier
Appendice D - Graphiques de concentration de contraintes
Liste des principaux symboles
Lexique français-anglais
Index
Mention spéciale
Prix Roberval 2003

Errata