Programme de mécanique

Si on manque de recul, le programme de mécanique peut sembler vaste et complexe. Cependant, avec un peu de méthode et d'entraînement, on se rend compte qu'il n'est pas si ambitieux.

Principaux chapitres :

• Modélisation
• Statique
• Cinématique
• Résistance des Matériaux ("RDM")
• Dynamique
• Énergétique

La modélisation est le premier chapitre incontournable. Il doit permettre de donner une représentation simplifiée de la réalité d'un mécanisme en prenant en compte un certain nombre d'hypothèses sur l'indéformabilité des pièces, les jeux et frottements, la symétrie du système...etc. On réalise alors le schéma cinématique du mécanisme. Pour cela, il faut apprendre les notions de groupe cinématique (ou classe d'équivalence cinématique), de degré de liberté (ddl) et connaître les symboles des liaisons avec les ddl qu'elles autorisent. La bonne maîtrise de la modélisation est indispensable pour aborder avec sérénité la statique ou la cinématique.

Connaître les symboles des liaisons constitue la partie du "cours à apprendre". Oui, de temps en temps il faut apprendre son cours ! Il s'agit de mémoriser des mots et des symboles. L'idéal est d'apprendre intelligemment. Comprendre qu'une liaison pivot est une liaison qui permet un pivotement, c'est à dire une rotation, et que son symbole est donc celui d'un cylindre avec deux "barres" qui indiquent que toute translation axiale est impossible (arrêts axiaux).

Une fois que tous ces symboles et leur signification sont mémorisés, une grande partie de la difficulté consiste à identifier (reconnaître) une liaison dans un mécanisme. Or, dans un contexte scolaire, le mécanisme n'est pas palpable. Il n'est en général présent qu'au travers d'un document papier, un plan, un croquis, un dessin ou une photo....parfois aucune image si on suppose que le mécanisme est connu de tous !

C'est pourquoi la mécanique (et la modélisation en particulier) sont indissociables de la représentation du mécanisme. Les règles du dessin technique deviennent donc vite nécessaires pour déchiffrer l'information. On le voit, le cours de mécanique est souvent celui qui "donne le code"...

Exemple :

Si vous observez ce dessin, vous devez comprendre que la pièce de 2 est une poulie (sans doute destinée à être entraînée par une courroie trapézoïdale) et que la pièce 1 est un axe cylindrique. La poulie est représentée en coupe. La petite pièce à droite, qui n'est pas repérée et qui ressemble à une petite rondelle, est un anneau élastique (ou circlip). Cet anneau est engagé dans une gorge usinée sur l'axe 1. La cote de diamètre 15 H7 / f7 indique que l'alésage de la poulie est 15 H7 et que l'arbre a un diamètre 15 f7. Il s'agit d'un ajustement avec jeu. La poulie peut donc tourner autour de l'axe. Elle est arrêtée axialement à gauche par un épaulement et à droite par l'anneau élastique. Il y a bien sûr un léger jeu axial pour que le mouvement soit possible mais ce jeu est un déplacement faible qui ne doit donc pas être comptabilisé comme un degré de liberté de translation. Au final, le seul mouvement possible entre le groupe cinématique 1 (axe et anneau élastique) et le groupe cinématique 2 (poulie) est une rotation d'axe x. La liaison entre ces deux groupes est une liaison pivot d'axe x dont voici le symbole :