CHARGE en MéCANIQUE

charge en mécanique

Une charge mécanique est une FORCE (ou un Poids)

Mais le langage courant mélange volontiers trois notions sous le terme simpliste de «charge» (en abrégé) alors qu'il faut distinguer : 

 

1.LA CHARGE STRICTO SENSU

Une charge (au sens rigoureux) est une force (ou un poids) >> exemples

--la charge d’un objet = le poids qu’il peut supporter

--la charge de flambage = le poids qu'on peut appliquer à un poteau, avant son flambage

Equation aux dimensions structurelles :L.M.T-2       Symbole Fp      

Unité S.I.+ : le Newton(N)

Autre unité (très) utilisée : le kilogramme poids (ou kilogramme-force) qui vaut 9,806.N

Fp = m.g

avec Fp(N)= charge (poids)

m(kg)= masse du corps

g(m/s²)= pesanteur

  

2.LA CHARGE SURFACIQUE

Dans le langage courant, quand on lit "charge" il faut quasiment toujours comprendre "charge surfacique", c'est à dire un poids surfacique, c'est à dire une pression

Equation aux dimensions structurelles : L-1.M.T-2       Symbole pc      

Unité S.I.+ : le Pascal(Pa) et en unité d'usage le kg/mm²  (~ 107Pa)

 

Exemples de charges surfaciques >>>

--la charge d’un plancher (qu'on nomme souvent charge unitaire) est en fait la charge surfacique qu'il peut supporter, c'est à dire la pression moyenne.

On découpe d'ailleurs cette charge en plusieurs éléments:

--les charges permanentes (chape + carrelage + cloisons soit ~150 kgp/m²)

--les surcharges (présence de meubles, de stockages et d’individus, dont les valeurs varient, selon l'usage du bâtiment >>> ~150 kgp/m² pour usage habitat/// ~ 270 kgp/m² pour usage bureaux, ateliers, dortoirs, circulations/// ~ 350 kgp/m² pour usage de balcons/// ~ 400 kgp/m² pour usage de collectivités, telles les écoles/// ~ 1.000 kgp/m² pour usage d’archivage

--les surcharges spécifiques: comme une étanchéité de terrasse (~ 200 kgp/m²) ou un remblais posé parfois momentanément sur le plancher (~ 2.200 kgp/m² pour du sable)

 

3.UNE PERTE de CHARGE   est une diminution de pression

 

4.La CHARGE LIMITE à laquelle on fait travailler un matériau -en traction, ou compression, flexion, etc- correspond à une contrainte équivalente, pour laquelle il devient délicat de travailler avec le matériau

--on nomme cette contrainte «charge unitaire limite» ou «limite  d'élasticité»  c'est à dire la base à partir de laquelle il devient risqué de travailler sans danger avec ce matériau. On applique alors en outre un coefficient minorateur (le taux de travail) qui éteint le risque et permet de travailler sans danger avec le matériau

--cette valeur minorée est dite limite recommandée -ou contrainte de travail- ou résistance pratique, ou limite sécuritaire (symbolisée Rt dans les ouvrages techniques).

Rappelons ici quelques valeurs de charge unitaire limite (ou limite d'élasticité Re)  exprimées ci-dessous en 106 Pa (Mpa)(si on les veut exprimées en kgf/mm² , il faut diviser le nombre par 9,81)

>>> acier courant(190 à 300)--acier spécial(400 à 1100)--alu(180 à 220)--béton(70)--bois dur(18 à 26)--bois tendre(9 à 12)--bronze(150)--caoutchouc(60)--fibre de C(2800)--fonte(200)--métaux courants(30 à 70)--métaux durs comme Ti(800 à 1200)--os(10)---plastiques(25 à 40)--plomb(2)--roches(50 à 300)--verre(50)--

 

5.LA CHARGE CRITIQUE

Comme celle du flambage-- concerne une zone où le matériau est proche de la déstructuratiion

 

6.LA CHARGE LINÉIQUE (ou CHARGE RÉPARTIE)

Là encore, on trouve le mot tout seul ‘’charge’’ en abréviation de charge linéique, qui est cependant le cas d'une charge uniformément répartie sur la longueur d’une poutre, et dont l’unité est le N/m   

C'est le cas de certaines poutres travaillant en flexion (exemple d'une passerelle qui supporte un revêtement uniformément pesant)

W'c = Fp/ l

où W’c(N/m)= charge linéique (poids uniformément réparti)

Fp(N)= charge (poids)

l(m) est la longueur de la poutre. La largeur est supposée unitaire (1 m.)

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