Visualiser les zones de contraintes sur une structure
dimanche 13 avril 2014, par
Le principe de la photoélasticimétrie permet de mettre en évidence les efforts supportés par une structure et de visualiser les déformations subies par le matériau.
Ce travail été réalisé dans le cadre des travaux académiques mutualisés ayant pour thème en 2013 2014 "La place du numérique dans l’enseignement de la technologie".
Connaissances et capacités
L’activité proposée est une piste d’investigation et activité pour le centre d’intérêt
• Quelles sont les particularités des ouvrages de notre environnement ?
Contraintes :Mettre en relation les contraintes à respecter et les solutions techniques retenues.
Déroulement de l’activité
Situation de départ : Observation de diverses structures des ouvrages de l’environnement du collège (pont, voute, charpente) en vue de l’analyse de leur résistance aux efforts
A partir de photos et mesures, modélisation et réalisation d’une maquette en polycarbonate.
Visualisation sur la maquette des contraintes par élasticimétrie
Charpente : Pourquoi renforcer une charpente ?
Si des efforts s’appliquent sur la toiture (neige, vent, …) :
Abri bus : Pourquoi donner une forme trapézoïdale aux renforts de toit de l’abri bus ?
Matériel nécessaire - Mode d’emploi
Une tablette numérique qui présente une application fournissant un fond blanc produit une lumière polarisante (ex : application lampe torche).
La base de fixation est posée sur la tablette. Elle maintient les supports sur lesquels reposent les formes à tester.
Les vérins équipés de ressorts, créent des contraintes sur les formes à tester.
Des éprouvettes de formes à analyser réalisées en polycarbonate de 2mm d’épaisseur.
Des supports pour positionner les formes à tester
Des lunettes de cinéma 3D (verres polarisants)
En observant avec les lunettes polarisantes, des franges lumineuses apparaissent, signalant la présence de contraintes dans le matériau.
Pour réaliser le banc d’essai
| base de fixation | PMMA 3 mm | 300x210 |
| barre de fixation | barre carrée 12 x12 | L = 300 |
| supports de formes à tester | PMMA 3 mm | l = 30 mm |
| mise en position des supports | jonc PVC diam. 6 | 8 x L = 10 mm |
| vérins de contraintes | jonc PVC diam. 6 | L = 110 mm |
| formes à tester | polycarbonate 2 mm | voir fichiers usinage |
file_download Fichiers CAO - Graal V4
Pour voir les autres pistes développées dans le cadre des TRAAM 2013-2014
Ont participé aux TRAAM 2014 : Jean-Christophe Chardigny - Catherine Dubos Bacherot - Sébastien Ponsot - Philippe Rémy - Jean-Pierre Salvidant - Olivier Vendème