Bac STI2D – Comment déterminer une contrainte maximum ? – Corrigé

Problématique

Le transport de personnes impose des normes de sécurité rigoureuses. On se propose de vérifier que le tramway aérien de Rio réponde aux exigences de sécurité réglementaires au niveau de la suspente de cabine et du fonctionnement limité par grand vent.

Objectif: Validation de la suspente de cabine

L’objectif de cette partie est de vérifier que la suspente de cabine permet d’assurer la sécurité des passagers en résistant à la charge totale suspendue.

Données

  • Problème dans le plan XY
  •  Masse de la cabine : 720 kg (DT2). L’ensemble cabine est composé de la cabine, de la suspente et de la pince.
  • – Masse de référence d’un passager : 80 kg
  • – Nombre maximum de passagers : 10
  • – Accélération de la pesanteur : g = 9,81 m.s-2

Travail demandé

Analyse du modèle  

DT4 – Bilan des actions mécaniques extérieures à la suspente

  1. A partir des données ci-dessus et du bilan des actions mécaniques extérieures à la suspente de cabine, justifier les valeurs des composantes des torseurs d’actions mécaniques {T pince → suspente} et {T cabine → suspente}.

 

Analyse des résultats obtenus par simulation  

  • Indiquer la valeur de la contrainte maximale relevée dans la pièce en mégapascal (MPa) ainsi que la flèche maximale en mm.

DT5 – Représentation des déplacements sous efforts

  • Sur le document réponse (DR2), entourer les zones où la contrainte est maximale.

DR2 – Représentation des contraintes mécaniques

  • Citer la limite élastique du matériau utilisé et calculer le coefficient de sécurité.

  • En utilisant le tableau précédent et en comparant avec la valeur calculée, justifier la valeur du coefficient de sécurité recommandée.

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