Liaison ponctuelle, ou sphère-plan Une seule composante d'action mécanique empêche un seul degré de liberté: la translation suivant la normale au plan. Torseur des actions mécaniques. Le point de contact et la normale au plan permettent de connaître la forme du torseur (glisseur). Fondamental: Liaison ponctuelle de centre \(C\) et de normale \(\vec z\) \(\left\{ \mathcal{F}_{1 \rightarrow 2} \right\} = \begin{array}{c} \\ \\ \\ \end{array}_C \left\{ \begin{array}{cc} 0 & 0 \\ 0 & 0 \\ Z & 0 \end{array} \right\}_{(\vec x, \vec y, \vec z)}\) Liaison ponctuelle Exemple: Dans la vie courante Bille de stylo sur feuille de papier. Attention: Pour ce contact ponctuel entre deux solides, le glisseur modélisant l'action mécanique de 1 sur 2 est a priori dirigé de 1 vers 2.
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Elles sont considérées comme parfaites, c'est-à-dire:
sans adhérence: un mouvement relatif ne peut être bloqué que par obstacle;
avec un jeu minime (« sans jeu »): il y a toujours contact entre les surfaces définies;
la position du mécanisme fait qu'aucune liaison n'est en butée. Dans ces conditions, les éléments de réduction des torseurs des actions mécaniques transmissibles peuvent se simplifier, comme résumé dans le tableau ci-dessous. Il convient de souligner que l'emplacement des zéros dépend de l'orientation de la liaison par rapport aux axes du repère. Torseur cinématique Définition Résultante et axe instantané de rotation и Éléments de réduction. En particulier, il n'y a a priori aucune raison pour que les vecteurs caractéristiques de la liaison — normale de contact, ligne de contact — soient parallèles aux axes du repère général; dans ces cas-là, il importe de préciser le repère local utilisé, puis d'effectuer un changement de repère pour pouvoir utiliser ce torseur avec les autres.
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Pour minimiser le nombre de calculs, on transporte les torseurs là où il y a plus d'inconnues, c'est-à-dire en A:. Soit:
La loi de composition des mouvements nous donne:. D'où:. On a donc:. Et enfin:. On remarquera au passage que la troisième équation (l'équation des vitesses de rotation) était inutile. Notes et références
Bibliographie
Michel Combarnous, Didier Desjardins et Christophe Bacon, Mécanique des solides et des systèmes de solides, Dunod, coll. Liaison ponctuelle, ou sphère-plan [Torseurs d'actions mécaniques des liaisons]. « Sciences sup », 2004, 3 e éd. ( ISBN 978-2-10-048501-7)
José-Philippe Pérez, Cours de Physique: mécanique: Fondements et applications, Masson, coll. « Masson Sciences », 2001, 6 e éd., 748 p. ( ISBN 978-2-10-005464-0)
Jean-Louis Fanchon, Guide de mécanique, Nathan, 2007, 543 p. ( ISBN 978-2-09-178965-1), p. 190-194
Voir aussi
Torseur
Torseur statique
Torseur dynamique
Torseur cinétique
Portail de la physique
Considérons un système composé d'un piston (noté 1), d'une bielle (notée 2) et d'un vilebrequin (noté 3), le bâti étant noté 0. La longueur OB de manivelle vaut 30 mm, la longueur AB de la bielle vaut 80 mm. Le système tourne avec une fréquence N = 3 000 tr/min. Quelle est la vitesse du piston V( A ∈1/0) lorsque le vilebrequin fait un angle ( x, OB) = 150 °? Les coordonnées des points sont (en mètre):. La loi de composition des mouvements s'écrit:. Il est à noter que l'on peut aussi considérer la chaîne cinématique fermée 0 → 1 → 2 → 3 → 0, ce qui nous donne l'équation équivalente:. Torseur des actions mecanique film. Toutes les composantes sont exprimées dans le repère; on omettra donc d'indiquer le repère afin d'alléger la notation. D'après la nature des liaisons, on a:
liaison 1/0 pivot-glissant d'axe Ax:;
liaison 1/2 pivot-glissant d'axe Az:;
liaison 2/3 pivot d'axe Bz:;
liaison 3/0 pivot d'axe Oz:
avec ω z (3/0) = π × N/30 = 314 rad s −1. On applique la simplification des problèmes plans:
On vérifie que l'on n'a pas plus de trois inconnues.
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