Les matériaux pour l'ingénierie - QCM

Thèmes abordés

Ingénierie, maillage, conditions limites, cassure, force de traction, limite élastique, analyse par éléments finis, champ linéaire, matériau élastique linéaire, contrainte de cisaillement, flexion, transfert de chaleur, simulation thermique, flux de chaleur, strain hardening, résistance thermique

Résumé du document

L'analyse par éléments finis (FEA) est une méthode numérique utilisée pour approximer et résoudre des problèmes complexes de mécanique des structures, de chaleur, de fluides et d'autres domaines de l'ingénierie. Cette méthode divise un problème physique en éléments plus simples (comme des triangles ou des tétraèdres pour des modèles 2D ou 3D) connectés à des noeuds, formant ainsi un maillage.
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Lors de la discrétisation de la géométrie en éléments finis, des équations locales sont définies pour chaque élément en fonction de ses propriétés matérielles, des conditions aux limites locales, et des déformations ou variations locales. L'assemblage matriciel consiste à combiner ces contributions locales pour obtenir les équations du système global.

Extraits

[...] Pour une poutre circulaire, la contrainte de cisaillement varie radialement et est maximale à la surface. Réponse D Réponse B : entre 1° et 3° Le transfert de chaleur Réponse A Conditions de Dirichlet Le calcul par éléments finis pour les simulations thermiques Réponse C. Facilité de mise en œuvre Réponse D. Adaptabilité à des géométries complexes Le flux de chaleur du radiateur vers l'air ambiant Le flux de chaleur à travers le radiateur peut être calculé en utilisant la loi de transfert de chaleur par convection. [...]

[...] Elle est souvent définie en termes de logarithme népérien de la déformation d'ingénierie. La formule pour calculer la déformation vraie (εvraie) à partir de la déformation d'ingénierie (εingénierie) est la suivante : εvraie=ln(1+εingénierie) Le maillage utilisé dans l'analyse par éléments finis 3D Réponse A : Maillage tétraédrique : Les éléments tétraédriques sont des polyèdres à quatre faces, adaptés à la modélisation de géométries complexes ou irrégulières. Ils sont souvent utilisés lorsque la géométrie du modèle est difficile à représenter avec d'autres types d'éléments. [...]

[...] La formule générale est donnée par : Q=h⋅A⋅ΔT où : Q est le flux de chaleur (en watts), h est le coefficient de transfert de chaleur (en watts par mètre carré et par kelvin), A est la surface d'échange thermique (en mètres carrés), ΔT est la différence de température entre la surface du radiateur et l'air ambiant (en kelvins). ΔT=363,15 K−293,15 K=70 K Maintenant, nous pouvons utiliser la formule pour calculer le flux de chaleur : Q=25 * 0,5  *70  Q=875 W Réponse B Le modèle hyperélastique de Mooney-Rivlin Réponse C Le "strain hardening" (écrouissage) L'écrouissage conduit à une augmentation de la résistance du matériau à la déformation plastique. En d'autres termes, il devient plus difficile de continuer à déformer le matériau après qu'il a subi une déformation plastique initiale. [...]

[...] L'assemblage matriciel Lors de la discrétisation de la géométrie en éléments finis, des équations locales sont définies pour chaque élément en fonction de ses propriétés matérielles, des conditions aux limites locales, et des déformations ou variations locales. L'assemblage matriciel consiste à combiner ces contributions locales pour obtenir les équations du système global. Réponse B : combiner des matrices d'éléments individuels en une matrice globale. L'expression du moment de flexion Réponse A : Mf(x)=(1/2)qx² La contrainte de cisaillement maximale Tmax=T*r/J=500*0,5/(*0,1[4]/32)=2,54*10[6] N/m[2]=2,54 N/mm² Réponse A La contrainte de cisaillement maximale (τmax​) se produit généralement à la surface de la section transversale de la poutre. [...]