Exercices de Résistance des matériaux et dimensionnement des structures

63 exercices de Résistance des matériaux et dimensionnement des structures tombés au Bac STI2D d’Ingénierie, Innovation et Développement Durable (2021-2026).

Partie spécifique AC - Partie A : Dimensionnement… · Métropole - AC 2026

Partie A : Dimensionnement de la structure métallique de l'hélistation. Évaluation des charges permanente G et d'exploitation Q, calcul du poids total aux ELS et de la charge linéique, analyse du schéma mécanique (isostatique/hyperstatique), vérification de la flèche maximale par rapport à l'exigence SysML (L/350),…

Partie spécifique - Partie B : Résistance des mat… · Métropole - ITEC 2026

Questions B.1, B.2 et B.6 : Identifier la sollicitation de la vis, calculer la section S et la contrainte axiale σ dans DRS4, puis déterminer le coefficient de sécurité réel Sréel et conclure sur la validation du dimensionnement.

Partie Spécifique - Partie B · Métropole remplacement - AC 2026

Partie B : Étude du soutènement de parois moulées par des butons métalliques tubulaires (longueur 25 m). Énumération des efforts, phénomène de flambement, calcul de la section transversale, calcul de la contrainte normale à l'ELU, coefficient de sécurité, calcul de l'allongement relatif, du raccourcissement élastique…

Partie spécifique - Partie B (Questions B.2 à B.7) · Métropole remplacement - ITEC 2026

Questions B.2 à B.7 : Dimensionnement mécanique et vérification par éléments finis de la tenue sous poussée de foule d'un panneau de façade de quai (Eurocode 1, force de foule, épaisseur du vitrage 99.1, déformation et contrainte maximale de Von Mises, coefficient de sécurité).

Partie 5 - Questions 5.1 à 5.6 (résistance du mât) · Métropole - AC 2025

Questions 5.1 à 5.6 portant sur la résistance mécanique du mât face au vent : identification de la sollicitation principale (flexion), identification de la zone la plus sollicitée (Zone 1 à la base), calcul du coefficient de sécurité s, validation du dimensionnement face à s = 3, propositions d'optimisation de…

Partie Spécifique AC - Partie A · Métropole - AC 2025

Partie A : étude de la stabilité de la structure au poinçonnement (questions A.1 à A.6). Détermination des masses, calcul des volumes et de la masse de la fondation, calcul du poids vertical, identification des charges non permanentes, calcul de la surface d'appui et de la contrainte au sol, vérification du…

Partie Spécifique AC - Partie B · Métropole - AC 2025

Partie B : étude de la stabilité de la structure au glissement (questions B.1 à B.3). Relevé de la vitesse du vent sur la carte, conversion en m/s, détermination de l'effort horizontal H, calcul de l'effort résistant et du coefficient de sécurité, puis proposition d'optimisation de la fondation.

Partie 5 - Résistance des matériaux · Métropole - EE 2025

Partie 5 : Étude de la résistance des matériaux du mât d'une éolienne face au vent. Questions 5.1 à 5.6 : identification de la sollicitation (flexion), zone la plus sollicitée (zone 1 à l'encastrement), calcul du coefficient de sécurité (s = 8,8), validation du dimensionnement, pistes d'optimisation, calcul du gain…

Partie 5 - Résistance mécanique du mât · Métropole - ITEC 2025

Questions 5.1 à 5.6 : analyse des sollicitations subies par le mât sous l'action du vent (type de sollicitation, zone critique sur DR7), calcul du coefficient de sécurité, validation et pistes d'optimisation de la conception, calcul du gain massique entre mât conique et cylindrique et impact sur le développement…

Partie Spécifique - Partie C : Résistance de la l… · Métropole - ITEC 2025

Questions C.1 à C.4 : calcul du poids de la pale, de la force centrifuge, déduction de la position la plus défavorable, calcul de l'effort axial sur la liaison moyeu/pale, tracé graphique sur DRS6 et détermination du coefficient de sécurité.

Partie 5 - Résistance mécanique du mât · Métropole - SIN 2025

Partie 5 : Questions 5.1 à 5.5 et 5.6 (1er volet). Analyse de la sollicitation mécanique du mât face au vent (flexion), identification de la zone la plus sollicitée sur la simulation (Zone 1), calcul du coefficient de sécurité (s ≈ 8,8), vérification du dimensionnement face au critère s = 3, propositions…

Partie 5 · Métropole remplacement - AC 2025

Partie 5 : dimensionnement mécanique et vérification de la contrainte au sol pour l'implantation d'une torchère (Questions 5.1 à 5.4).

Partie spécifique - Partie B · Métropole remplacement - AC 2025

Partie B : dimensionnement mécanique et vérification à l'ELU et à l'ELS de la poutre IPE450 supportant les centrifugeuses.

Partie 5 - Questions 5.1 à 5.4 · Métropole remplacement - EE 2025

Partie 5 : questions 5.1 à 5.4. Calculer le volume de matière du fût de la torchère (cylindre creux), sa masse et le poids supporté par chaque cornière. Calculer la surface de la dalle en béton, la contrainte de compression subie par le sol et conclure sur la capacité du sol et l'intérêt d'installer la torchère.

Partie 5 - Dimensionnement et implantation de la… · Métropole remplacement - ITEC 2025

Questions 5.1 à 5.4 : calculer le volume de matière du fût cylindrique creux, sa masse et le poids supporté par chaque cornière, puis la surface de la dalle en béton, la contrainte de compression sur le sol et conclure sur l'implantation et l'intérêt d'une torchère.

Partie A - Dimensionnement et simulation RDM de l… · Métropole remplacement - ITEC 2025

Question A.2 : Déterminer quelle épaisseur choisir afin de minimiser les impacts écologiques tout en s'assurant que la pièce puisse supporter les contraintes mécaniques prévues, et justifier la réponse.

Partie C - Équilibre statique et pression de cont… · Métropole remplacement - ITEC 2025

Questions C.5 et C.6 : étude de l'équilibre statique de la poche de raclage sous l'action du contrepoids (poids P et force F de réaction) puis calcul de la surface totale de contact, de la pression de contact exercée sur la grille et validation par rapport au cahier des charges (DTS8).

Partie 5 - Questions 5.1 à 5.4 · Métropole remplacement - SIN 2025

Questions 5.1 à 5.4 : Dimensionnement de la structure de la torchère (volume du fût creux, masse du fût, poids par cornière, surface de la dalle en béton, contrainte de compression sur le sol) et validation de l'implantation.

Partie C · Métropole - AC 2024

Partie C : Dimensionnement et vérification Eurocode 3 de la traverse intermédiaire IPE 140 sous toiture végétalisée (charges ELU et ELS, résistance en flexion Mc,Rd, coefficient et marge de sécurité, flèche maximale admissible).

Partie A - Diminution des efforts sur le groupe m… · Métropole - ITEC 2024

Partie A : Diminution des efforts sur le groupe moteur (Questions A.1 à A.10) du téléphérique Téléo en configuration 3S. Étude statique du véhicule sur câble et calcul du couple moteur à l'équilibre.

Partie B - Dimensionnement du câble tracteur · Métropole - ITEC 2024

Partie B - Dimensionnement du câble tracteur d'un téléphérique urbain (Questions B.1 à B.9) : calcul de la contrainte admissible, section minimale des torons, sélection de la référence du câble, allongement élastique, vérification de la course de la poulie de déviation, analyse des contraintes issues de la simulation…

Partie 3 - Équilibre et hauteur d'immersion du fl… · Métropole remplacement - AC 2024

Questions 3.5 et 3.6 : Calculer la hauteur d'immersion du flotteur et justifier la flottaison de la structure.

Partie 4 - Stabilisation et dimensionnement des p… · Métropole remplacement - AC 2024

Partie 4 : Stabilisation de la position de la centrale sur le lac. Questions 4.1 à 4.5 portant sur le relevé du vent maximal en rafale à Palaminy, la détermination de l'effort horizontal maximal du vent Fv, la justification du couple de référence pour un Techno Pieu, le relevé de la résistance en tension, le calcul de…

Partie B - Descente de charges et vérification de… · Métropole remplacement - AC 2024

B.1 Représenter et calculer la surface d'influence de l'appui A16. B.2 Calculer la charge surfacique de neige S et le poids de neige repris par A16. B.3 Compléter les charges d'exploitation du plancher bas de l'atelier sur A16. B.4 Calculer le poids N_ELS transmis à la fondation. B.5 Calculer la contrainte p_ELS…

Partie C - Dimensionnement des pannes de la toitu… · Métropole remplacement - AC 2024

Partie C - Dimensionnement des pannes de la toiture en RDM (Questions C.1 à C.4) : Calcul du moment fléchissant maximal aux ELU, contrainte normale maximale et vérification du profilé, calcul de la flèche maximale aux ELS et comparaison avec la flèche admissible imposée par le cahier des charges.

Partie 3 - Conditions de flottaison · Métropole remplacement - EE 2024

Questions 3.5 et 3.6 : Calculer la hauteur d'immersion hi (en mm) de l'ensemble flotteur-panneau à partir de l'équilibre mécanique des forces (Poids = Poussée d'Archimède) avec Sa = 1,60 m², puis justifier si la structure reste en surface du plan d'eau.

Partie 4 - Ancrage et stabilité face au vent · Métropole remplacement - EE 2024

Questions 4.1 à 4.5 : Détermination de l'action du vent (vitesse maximale en rafale, effort horizontal Fv sur la structure) et dimensionnement de l'ancrage par Techno Pieux (résistance en tension, projection horizontale et nombre de pieux nécessaires).

Partie A - Résistance des matériaux et dimensionn… · Métropole remplacement - ITEC 2024

Partie A : Questions A.2 à A.7 portant sur l'étude de l'équilibre statique du panneau photovoltaïque (nombre et identification des forces), l'effort sur la biellette, la nature de la sollicitation (compression), la lecture des contraintes par simulation EF et le calcul du coefficient de sécurité.

Partie 3 - Condition de flottaison et équilibre d… · Métropole remplacement - SIN 2024

Questions 3.4 à 3.6 : Calculer la surface Sa d'appui du flotteur sur l'eau, calculer la hauteur d'immersion hi de l'ensemble à l'équilibre, et justifier si la structure reste en surface du plan d'eau.

Partie 4 - Dimensionnement des ancrages et résist… · Métropole remplacement - SIN 2024

Questions 4.1 à 4.5 : Évaluer les efforts exercés par le vent et dimensionner le nombre de Techno Pieux nécessaires pour stabiliser la centrale.

Partie 2 - Résistance des matériaux et équilibre · Métropole - AC 2023

Partie 2 : Questions 2.1 et 2.2 sur le dôme gonflable du vélodrome. Calcul du poids de la structure à partir de sa masse surfacique (2,17 kg/m²) et de sa surface (11 158 m²), puis calcul de la force de poussée résultante due à la surpression de 300 Pa appliquée sur la surface projetée de 7 200 m². Enfin, conclusion…

Partie C · Métropole - AC 2023

Partie C : Étude statique et vérification de la résistance mécanique des goujons d'ancrage M20 retenant la membrane du vélodrome (Questions C.1 à C.5).

Partie 2 - Questions 2.1, 2.2 : Équilibre des for… · Métropole - EE 2023

Partie 2 - Questions 2.1 et 2.2 : Calculer le poids du dôme à partir de sa masse surfacique et de sa surface, calculer la force pressante résultante de la pression intérieure de 300 Pa sur la surface projetée, puis conclure sur la capacité à soulever le dôme.

Partie 2 - Questions 2.1 et 2.2 · Métropole - ITEC 2023

Calculer le poids du dôme à partir des données DT2, puis calculer la force résultante de la pression intérieure à partir de DT3 et conclure quant à la capacité des ventilateurs à soulever le dôme.

Partie A - Questions A.3 et A.4 · Métropole - ITEC 2023

Questions A.3 et A.4 : Relever le coefficient de frottement pneu/béton, calculer l'angle de frottement correspondant, tracer le cône de frottement sur DRS2 et conclure sur le maintien à l'équilibre du cycliste.

Partie B - Question B.4 · Métropole - ITEC 2023

Question B.4 : Indiquer les valeurs des contraintes maximales subies pour la structure acier et pour la structure bois. Comparer les coefficients de sécurité des deux structures et indiquer la solution la plus optimale au regard de cette troisième étude.

Partie 2 - Actions mécaniques et équilibre · Métropole - SIN 2023

Questions 2.1 et 2.2 : Calculer le poids du dôme à partir du DT2 (masse surfacique de 2,17 kg/m² et surface de 11158 m²). Calculer la force résultante de la pression intérieure à partir du DT3 (pression de 300 Pa et surface projetée de 7200 m²). Conclure sur la capacité des ventilateurs à soulever le dôme.

Partie 3 - Protection des usagers contre les élém… · Métropole - AC 2022

Questions 3.1 à 3.4 : Définir la fonction du poteau de l'auvent, identifier la sollicitation mécanique, calculer les charges permanente G, de neige Sn et la force combinée F, puis déterminer la contrainte, le coefficient de sécurité et conclure sur le dimensionnement du tube.

Partie Spécifique AC - Partie A : Manutention et… · Métropole - AC 2022

Questions A.1 à A.5 : équilibre statique, centre de gravité et dimensionnement du levage par élingue d'un panneau prémur.

Partie Spécifique AC - Partie C : Résistance méca… · Métropole - AC 2022

Partie C : étude de la résistance et de la modélisation mécanique d'une longrine sous le bassin de santé. Détermination des portées et épaisseur de dalle (C.1, C.2), inventaire des charges permanentes et d'exploitation (C.3), étude statique et degré d'hyperstatisme (C.4), identification des zones tendues et…

Partie 3 · Métropole - EE 2022

Questions 3.1 à 3.4 : Valider la tenue mécanique et le dimensionnement d'un poteau métallique de l'auvent sous charges climatiques et permanentes.

Partie 3 : Protection contre les éléments climati… · Métropole - ITEC 2022

Questions 3.1 à 3.4 : modélisation des charges de neige et permanentes et vérification de la résistance mécanique en compression d'un poteau d'auvent.

Partie Spécifique - Partie C : Optimisation résis… · Métropole - ITEC 2022

Partie Spécifique ITEC - Partie C : Optimisation résistance/masse du bras du lève-personne Handi-Move. Étude des défaillances structurelles (DTS7), détermination du moment fléchissant maximal (DTS8), sélection de la section optimale maximisant le module de flexion (DTS9), sélection des familles sur diagramme d'Ashby E…

Partie 3 (au choix) · Métropole - SIN 2022

Partie 3 (au choix) : Dimensionnement et résistance mécanique du poteau de l'auvent d'entrée sous charges permanente et de neige.

Partie commune - Partie 4 (au choix) : Stockage d… · Métropole remplacement - AC 2022

Questions 4.1 à 4.4 : Justifier le stockage sous haute pression, le choix du détendeur et dimensionner les réservoirs d'hydrogène par simulation MEF.

Partie spécifique - Partie C : Structure tubulair… · Métropole remplacement - AC 2022

Questions C.1 à C.3 : Déterminer la descente de charges (G et Q) sur le portique arrière à l'ELU et justifier l'emploi d'une section tubulaire.

Partie spécifique - Partie D : Critère de déforma… · Métropole remplacement - AC 2022

Partie D : Vérification du critère de déformation d'une poutre. Questions D.1 à D.3 : Calculer la contrainte maximale à l'ELU et le coefficient de sécurité ks ; relever la flèche maximale à l'ELS et calculer la flèche admissible ; conclure sur la conformité du dimensionnement de la poutre.

Partie 4 · Métropole remplacement - EE 2022

Partie 4 : Questions 4.1 à 4.4 sur le stockage de l'hydrogène sur le bateau Energy Observer : justifier le stockage sous haute pression, justifier le choix du détendeur en inox (2 bars en sortie pour 350 bars en entrée), identifier les réservoirs admissibles par analyse de résistance éléments finis (critère de von…

Partie 4 - Stockage de l'hydrogène · Métropole remplacement - ITEC 2022

Partie 4 : Stockage de l'hydrogène. Questions 4.1 à 4.4 : Justifier le stockage sous haute pression, justifier le choix du détendeur inox, déterminer quels réservoirs conviennent à partir des simulations de contrainte de von Mises et choisir le réservoir le plus léger et adapté.

Partie Spécifique - Partie B : Efforts supportés… · Métropole remplacement - ITEC 2022

Questions B.1 à B.4 : Modélisation des liaisons en A et B, complétion du tableau BAME sur DR.S1, calcul du poids et tracé des vecteurs force, puis calcul de l'effort résultant en A et identification de l'action prépondérante.

Partie Spécifique - Partie C : Solution construct… · Métropole remplacement - ITEC 2022

Questions C.1 à C.4 : Valider la résistance mécanique du support supérieur 2 par simulation éléments finis, dimensionner et sélectionner la référence du coussinet de guidage du mât 4, et réaliser son esquisse sur DR.S3.

Partie 4 - Résistance mécanique des réservoirs · Métropole remplacement - SIN 2022

Questions 4.3 et 4.4 : À partir des résultats de simulation éléments finis (DT9), indiquer en justifiant les réservoirs qui peuvent convenir en comparant la contrainte de von Mises à la limite d'élasticité, puis choisir en justifiant le réservoir le plus adapté (le plus léger).

Exercice Choix 2 - Partie E · Métropole Candidat libre - AC 2021

Questions E.1 à E.3 : Vérifier la tenue mécanique du garde-corps de la plateforme (charge d'exploitation ERP, équilibre statique des moments et choix des goujons d'ancrage).

Partie spécifique - Choix 1 (Partie C) · Métropole Candidat libre - ITEC 2021

Questions C.1 à C.4 : étude par éléments finis du bâti de la serrure, détermination de l'effort limite provoquant des déformations plastiques, intérêt d'un congé de raccordement et proposition d'un matériau éco-conçu.

Partie spécifique - Choix 2 (Partie D) · Métropole Candidat libre - ITEC 2021

Questions D.1 à D.4 : identification du modèle mécanique du plongeoir, calcul du poids du plongeur, expression et calcul du module de Young minimal E en MPa pour limiter la flèche, et sélection du matériau adapté à partir du diagramme de fatigue et module d'élasticité.

Partie spécifique - Partie B · Métropole - AC 2021

Questions B.1 à B.5 : Détermination des caractéristiques mécaniques, charges linéiques et sollicitations du portique en bois lamellé-collé (BLC).

Partie spécifique - Choix 2 (Partie C) · Métropole - AC 2021

Partie C : Vérification des critères aux États Limites Ultimes (ELU) en flexion pour les poutres en BLC et en bois massif (Questions C.1 à C.4).

Partie spécifique - Partie D · Métropole - AC 2021

Partie D : Vérification des ELS (flèche admissible et maximale) pour les poutres en BLC et BM, comparaison environnementale et réglementaire, analyse sylvicole des dimensions d'arbres et justification de l'utilisation du bois lamellé-collé.

Partie C - Questions C.1 à C.3 · Métropole - ITEC 2021

Partie C - Questions C.1 à C.3 : Détermination par le principe fondamental de la statique des efforts sur la liaison pivot du pont-levis. Représentation des composantes et calcul de la résultante de l'action mécanique du sol sur le pont en O, direction et justification de l'action du câble en A, et calcul de l'effort…

Partie D - Choix 2 : Dimensionnement de la liaiso… · Métropole - ITEC 2021

Partie D (Choix 2) : Dimensionnement au cisaillement et à la pression de contact des axes en bois de la liaison pivot du pont-levis (Questions D.1 à D.4).

Partie B · Métropole remplacement - AC 2021

Questions B.1 à B.3 : modélisation mécanique et détermination des charges réparties et ponctuelles appliquées à la poutre de plancher n°4 (section, moment quadratique, positions d'appui, charges ponctuelles FB et FC, charges linéiques d'exploitation et totale).

Partie C (Choix 1) · Métropole remplacement - AC 2021

Partie C (Choix 1) : analyse des résultats de la simulation de résistance d'une poutre de plancher (Questions C.1 à C.3) à partir des diagrammes de DRS3 et des plans DTS1.

Partie spécifique - Partie A (Choix 1) : Stockage… · Métropole remplacement - ITEC 2021

Dimensionner la structure porteuse du silo textile (modèles 1 et 2) : relever les dimensions d'installation, justifier et calculer la charge linéique q, déterminer les efforts et la contrainte dans les pieds du modèle 1, expliquer le phénomène de flexion lié aux encastrements rigides, expliquer l'effet d'un effort…

Autres thèmes : Ingénierie, Innovation et Développement Durable

Projet, développement durable et compétitivité

Analyse et description des systèmes

Comportement mécanique et structures

Chaîne de puissance et énergie

Chaîne d'information et réseaux