Bac F1 Niger cheat sheet
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Dessin technique et lecture de plans
Vues orthographiques (projection européenne, première projection) : la vue de face est au centre, la vue de dessus en dessous, la vue de gauche à droite ; la projection américaine (troisième projection) place la vue de dessus au-dessus.
Échelle = dimension dessinée / dimension réelle ; une échelle 1:2 réduit de moitié, 2:1 agrandit du double ; toujours indiquer l'échelle dans le cartouche.
Coupe AA : hachures à 45° pour les parties pleines, jamais de hachures sur les axes, boulons et nervures coupés longitudinalement.
Trait fort continu = arêtes vues ; trait fin continu = cotes, hachures ; trait interrompu = arêtes cachées ; trait mixte fin = axes et plans de symétrie.
Cotation : une cote n'apparaît qu'une seule fois, jamais sur une arête cachée ; les cotes de diamètre sont précédées de Ø, les rayons de R, les carrés de □.
Tolérance dimensionnelle : écrire 40 +0,05/-0,02 signifie que la dimension réelle doit être comprise entre 39,98 et 40,05 mm.
Le cartouche normalisé contient : nom du dessinateur, date, échelle, format (A4 à A0), indice de révision, matière et traitement.
Dessin assisté par ordinateur (DAO)
Un logiciel de CAO travaille avec des entités (ligne, cercle, arc, polyligne) et des propriétés (calque, couleur, type de ligne, épaisseur).
Le dessin paramétrique associe des contraintes géométriques (parallélisme, tangence, coïncidence) et dimensionnelles : modifier une cote met à jour toute la géométrie.
Accrochage aux objets (OSNAP) : extrémité, milieu, centre, intersection, perpendiculaire, tangent - indispensable pour un dessin précis.
Les calques permettent d'isoler les éléments (cotation, axes, pièces) ; on peut les geler, les verrouiller ou les éteindre sans supprimer les objets.
En CAO 3D, la modélisation volumique (CSG) combine des primitives (extrusion, révolution, balayage) par opérations booléennes union, soustraction, intersection.
Format d'échange neutre : DXF ou STEP ; le format natif (.dwg, .CATPart) n'est pas toujours lisible par un autre logiciel.
Un bloc (ou composant) est une entité réutilisable : modifier le bloc met à jour toutes ses occurrences dans le dessin.
Matériaux et traitements thermiques
Acier = alliage fer-carbone avec C < 2,1 % ; fonte = C > 2,1 % ; plus le carbone augmente, plus la dureté augmente et la ductilité diminue.
Trempe : chauffage à austénitisation puis refroidissement rapide (eau, huile) → structure martensitique dure mais fragile ; revenu ensuite pour restaurer la ténacité.
Recuit : chauffage puis refroidissement lent → adoucit, détensionne et affine le grain ; normalisation : refroidissement à l'air, structure plus fine que le recuit.
Cémentation : enrichissement superficiel en carbone d'un acier doux (0,1–0,2 % C) pour obtenir une peau dure et un cœur tenace.
La nitruration apporte une dureté superficielle élevée sans trempe finale, avec une faible déformation de la pièce.
Désignation acier : XC38 = acier à 0,38 % de carbone ; 35CD4 = 0,35 % C, chrome, molybdène ; 100C6 = acier à roulements.
Les alliages d'aluminium (6061, 7075) ont une masse volumique d'environ 2,7 g/cm³ contre 7,8 g/cm³ pour l'acier ; leur module d'Young est environ trois fois plus faible.
Résistance des matériaux et calcul de structures
Contrainte normale σ = F/S (en MPa si F en N et S en mm²) ; contrainte de cisaillement τ = F/S pour une section cisaillée.
Loi de Hooke : σ = E·ε, avec E module d'Young (acier ≈ 210 000 MPa, aluminium ≈ 70 000 MPa).
Allongement relatif ε = ΔL/L0 ; pour une barre tendue, ΔL = F·L0/(E·S).
Moment fléchissant d'une poutre sur deux appuis avec charge concentrée P au centre : Mmax = P·L/4 ; avec charge répartie q : Mmax = q·L²/8.
Contrainte de flexion σ = M·y/I, avec I moment quadratique de la section ; pour une section rectangulaire b×h, I = b·h³/12.
Module de flexion d'un rond plein : I = π·d⁴/64 ; d'un tube : I = π·(D⁴ − d⁴)/64.
Coefficient de sécurité : n = Re/σmax ; critère de résistance σmax ≤ Re/n, avec Re limite d'élasticité du matériau.
Organes de machines et transmissions
Rapport de transmission d'un engrenage : i = Z2/Z1 = ω1/ω2 = n1/n2 ; le module m = d/Z est identique pour deux roues qui engrènent.
Entraxe d'un engrenage : a = m·(Z1 + Z2)/2 ; la hauteur de dent vaut h = 2,25·m (norme ISO).
Poulies et courroies : i = D2/D1 = n1/n2 ; la courroie plate peut glisser, la courroie crantée (synchrone) garantit un rapport exact.
Roulement à billes : désignation 6205 → 62 = série, 05 = 25 mm d'alésage (5×5) ; au-delà de 04, alésage = 5 × code.
Durée de vie d'un roulement : L10 = (C/P)^p × 10⁶ tours, avec p = 3 pour les billes, 10/3 pour les rouleaux ; C charge dynamique de base.
Accouplement rigide : transmet le couple sans tolérer de défaut d'alignement ; accouplement élastique : absorbe les chocs et les légers désalignements.
Puissance mécanique P = C·ω = C·(2πn/60), avec C en N·m et n en tr/min ; rendement η = P sortie / P entrée.
Procédés d'usinage et fabrication
Vitesse de coupe Vc = π·D·n/1000 (m/min avec D en mm et n en tr/min) ; vitesse d'avance Vf = f·n (f avance par tour en mm/tr).
Tournage : la pièce tourne, l'outil avance ; le chariotage réduit le diamètre, le dressage réduit la longueur, le filetage réalise une hélice.
Fraisage : la fraise tourne, la pièce avance ; le fraisage en opposition (avance contre sens de rotation) donne un meilleur état de surface mais un effort plus élevé.
Perçage : avant-trou obligatoire au-dessus de 13 mm ; le foret à centrer et le foret à pointer précèdent le perçage pour éviter la dérive.
Ajustage : ajustement H7/g6 = jeu (arbre plus petit que l'alésage) ; H7/p6 = serrage ; H7/k6 = ajustement incertain.
Rectification : usinage de finition par meule abrasive, précision dimensionnelle de l'ordre du micron, employée après trempe.
La soudure à l'arc avec électrode enrobée (MMA) convient à l'acier courant ; le soudage TIG (Tungsten Inert Gas) est utilisé pour l'inox et l'aluminium.
Métrologie, tolérances et contrôle qualité
Le pied à coulisse mesure au 1/50 ou 1/20 mm ; le micromètre mesure au 1/100 mm (0,01 mm) et possède un limiteur de couple.
Le comparateur (à cadran ou numérique) mesure les écarts par rapport à une cote de référence, avec une résolution typique de 0,001 mm.
Tolérance : IT = ES − EI pour l'alésage, es − ei pour l'arbre ; l'écart fondamental est l'écart le plus proche de la ligne zéro (H = alésage, h = arbre).
Jeu d'un ajustement : Jmax = ES − ei et Jmin = EI − es ; un ajustement est avec serrage si Jmin < 0.
Le calibre à mâchoires (passe/ne passe pas) contrôle rapidement une cote en série sans donner la valeur exacte.
Le rugosimètre mesure Ra (rugosité moyenne arithmétique) ; Ra plus faible = état de surface plus lisse, obtenu par finition plus fine.
La carte de contrôle (SPC) suit un paramètre dans le temps ; la capabilité Cp = (LSS − LSI)/(6σ) doit être supérieure à 1,33 en production.
Schémas et symboles normalisés
Schéma hydraulique/pneumatique : le distributeur 4/2 a 4 orifices et 2 positions ; les orifices sont P (pression), T (retour), A et B (utilisation).
Le trait plein désigne le circuit de puissance, le trait interrompu le circuit de pilotage ; les raccords sont indiqués par un point.
Symboles électriques : contact à fermeture, contact à ouverture, bobine de relais, sectionneur (couteau), disjoncteur (contact avec déclenchement).
Le schéma cinématique utilise des symboles normalisés : pivot (triangle), glissière (carré), encastrement (hachures), liaison complète.
Les repères de pièces sur un plan d'ensemble sont numérotés et renvoyés dans la nomenclature avec désignation, matière et quantité.
Un schéma développé (électrique) montre les circuits dépliés ; le schéma des bornes indique les connexions physiques sur le bornier.
Mathématiques appliquées à la mécanique
Trigonométrie : sin²θ + cos²θ = 1 ; tan θ = sin θ/cos θ ; dans un triangle rectangle, sin θ = côté opposé/hypoténuse.
Théorème d'Al-Kashi : c² = a² + b² − 2ab·cos C, utile pour les triangles non rectangles (mécanismes articulés).
Loi des sinus : a/sin A = b/sin B = c/sin C.
Vecteur : composantes (Vx, Vy), norme V = √(Vx² + Vy²), angle θ = arctan(Vy/Vx) ; addition composante par composante.
Produit vectoriel : M = F × d, moment d'une force par rapport à un point = F·d·sin θ (d bras de levier).
Statistiques : moyenne x̄ = Σxi/n ; écart-type σ = √(Σ(xi − x̄)²/(n − 1)) pour un échantillon.
Conversions utiles : 1 tr/min = 2π/60 rad/s ≈ 0,1047 rad/s ; 1 N·m = 1 J ; 1 bar = 10⁵ Pa.
Physique appliquée
Principe fondamental de la dynamique : ΣF = m·a ; poids P = m·g avec g ≈ 9,81 m/s².
Énergie cinétique Ec = ½·m·v² ; énergie potentielle Ep = m·g·h ; travail W = F·d·cos θ.
Puissance P = W/t ; rendement η = énergie utile/énergie fournie, toujours inférieur à 1.
Thermodynamique : Q = m·c·ΔT (chaleur sensible) ; 1re loi : ΔU = Q − W ; pour un gaz parfait PV = nRT.
Électricité : loi d'Ohm U = R·I ; puissance P = U·I = R·I² ; triphasé P = √3·U·I·cos φ.
Couple moteur : P (W) = C (N·m) × ω (rad/s) ; pour un moteur asynchrone, la vitesse de synchronisme ns = 60·f/p (p paires de pôles).
Rendement d'un moteur : η = Puissance mécanique / Puissance électrique absorbée ; les pertes sont Joule, fer et mécaniques.
Expression et communication technique
Un rapport technique suit : objet, contexte, méthode, résultats (tableaux, courbes), discussion, conclusion et recommandations.
Les grandeurs physiques s'écrivent avec leur unité SI séparée par une espace : 25 mm, 12,5 N·m, 3,2 MPa.
Une courbe doit comporter un titre, des axes nommés avec unités et une légende ; les points expérimentaux et le modèle sont distingués.
Un tableau de résultats indique en en-tête la grandeur, le symbole et l'unité ; les chiffres significatifs reflètent la précision de l'instrument.
La voix passive et le présent de vérité générale dominent un compte rendu technique ; éviter les tournures personnelles dans un rapport formel.
Chaque figure et chaque tableau sont numérotés et appelés dans le texte (« voir figure 2 ») ; une figure sans commentaire n'apporte rien.
La conclusion répond à l'objectif initial et compare les résultats aux valeurs attendues ou aux tolérances du cahier des charges.
Anglais technique et terminologie professionnelle
Vocabulaire clé : shaft (arbre), bearing (roulement), gear (engrenage), belt (courroie), coupling (accouplement), thread (filetage).
Procédés : turning (tournage), milling (fraisage), drilling (perçage), grinding (rectification), welding (soudage).
Propriétés : tensile strength (résistance à la traction), yield strength (limite d'élasticité), hardness (dureté), toughness (ténacité).
Tolérances : clearance fit (jeu), interference fit (serrage), allowance (tolérance), nominal size (cote nominale).
« The shaft is machined to a tolerance of ±0.02 mm » : structure passive + unité, typique d'un rapport technique anglais.
Faux amis : « actually » = en fait (pas actuellement), « eventually » = finalement (pas éventuellement), « sensible » = raisonnable en anglais courant.
Les consignes de sécurité : wear protective equipment, lock out/tag out, report any defect immediately.
Construction mécanique - synthèse et calculs de fabrication
Chaîne de cotes : la cote condition est la somme vectorielle des cotes du chemin ; on écrit l'équation aux écarts pour vérifier la tolérance finale.
Pour un alésage Ø30 H7 (+0,021/0) et un arbre Ø30 g6 (−0,007/−0,020), le jeu varie de 0,007 à 0,041 mm.
Le temps de coupe en tournage : t = L/(f·n), avec L longueur usinée en mm, f avance par tour et n vitesse de rotation.
Le coût d'une pièce inclut matière, main-d'œuvre, usure machine et contrôle ; le choix du procédé dépend de la série (unitaire, petite, grande série).
La cotation fonctionnelle part de la condition fonctionnelle (jeu, serrage) et remonte la chaîne jusqu'aux cotes fabriquées.
Un plan d'ensemble doit être cohérent : nomenclature complète, repères alignés, jeu fonctionnel vérifié par la chaîne de cotes.
Construction mécanique - matériaux et choix
Critères de choix d'un matériau : résistance mécanique, masse, résistance à la corrosion, usinabilité, coût, disponibilité.
Les aciers inoxydables austénitiques (304, 316L) ne sont pas magnétiques et contiennent du nickel ; le 316L résiste mieux aux chlorures.
La fonte GS (graphite sphéroïdal) offre une bonne résistance à la traction et amortit les vibrations : carters, bâtis de machines.
Les traitements de surface : chromage dur (usure), galvanisation (corrosion), peinture époxy, anodisation de l'aluminium.
Le module d'Young dépend du matériau, pas de la forme de la pièce ; la rigidité d'une structure dépend de la géométrie et du matériau.
La dureté Brinell (HB) convient aux matériaux tendres ; Rockwell C (HRC) est utilisée pour les aciers trempés.
Construction mécanique - contrôle et qualité en atelier
La vérification d'une cote se fait avec un instrument adapté : pied à coulisse pour le contrôle courant, micromètre pour les tolérances serrées.
La température influence la mesure : l'acier se dilate d'environ 11 × 10⁻⁶ /°C ; mesurer à 20 °C selon la norme.
Un contrôle par échantillonnage (ISO 2859) accepte ou refuse un lot selon un niveau de qualité acceptable (NQA).
L'erreur de mesure se compose de l'erreur systématique (corrigeable par étalonnage) et de l'erreur aléatoire.
Le contrôle tridimensionnel (MMT) mesure des coordonnées de points et reconstruit les formes géométriques (cylindricité, planéité).
Un défaut non conforme est isolé et identifié ; l'action corrective traite la cause, l'action curative traite le produit.
Construction mécanique - guidage et liaisons
Une liaison pivot transmet 5 degrés de liberté bloqués et laisse une rotation ; une liaison glissière laisse une translation.
Le guidage en rotation par roulements à billes à contact radial supporte les charges radiales ; les roulements à contact oblique supportent aussi les charges axiales.
Le montage d'un roulement : bague intérieure serrée sur l'arbre tournant, bague extérieure avec jeu dans le logement.
Les paliers lisses (coussinets) conviennent aux fortes charges et aux basses vitesses ; ils nécessitent une lubrification.
Un joint torique assure l'étanchéité statique ou dynamique à faible vitesse ; la garniture à lèvre convient aux arbres tournants.
Le guidage en translation par rail et patin à billes offre un frottement faible et une grande précision de déplacement.
Construction mécanique - transmission de puissance
Le réducteur à engrenages diminue la vitesse et augmente le couple ; le rendement d'un engrenage droit est d'environ 0,97 à 0,98 par étage.
La vis à billes transforme une rotation en translation avec un rendement élevé (> 0,9) et un jeu réduit.
Le système pignon-crémaillère convertit la rotation en translation : v = ω·r, avec r rayon primitif du pignon.
La chaîne cinématique se calcule de proche en proche : produit des rapports de tous les étages, en tenant compte du sens de rotation.
Un embrayage transmet le couple à volonté ; un limiteur de couple protège la transmission contre les surcharges.
Le couple résistant d'une charge en translation : C = F·r (vis, pignon), avec F effort résistant et r rayon d'action.
Construction mécanique - dessin de définition
Le dessin de définition d'une pièce unique contient toutes les cotes nécessaires à sa fabrication, sans cote redondante.
Les tolérances géométriques (ISO 1101) : rectitude, planéité, circularité, coaxialité, perpendicularité, parallélisme.
Un symbole de tolérance géométrique s'écrit dans un cadre : symbole, valeur, référence de datum (A, B, C).
Les états de surface sont indiqués par le symbole √ avec la valeur Ra ; un trait horizontal fermé signifie que l'état s'applique à toute la surface.
Les filetages se représentent par un trait fort (fond de filet) et un trait fin (crête) ; la désignation M10×1,5 indique un filetage métrique.
Les soudures sont représentées par un symbole normalisé avec la longueur, le type de préparation et la gorge.
Construction mécanique - calcul de transmissions
Engrenage droit : module m = d/Z ; pas p = π·m ; saillie ha = m ; creux hf = 1,25·m.
Rapport de réduction total d'un train d'engrenages : i = (Z2/Z1) × (Z4/Z3) × … ; les roues intermédiaires n'influencent pas le rapport.
Effort tangentiel sur une dent : Ft = 2·C/d, avec C couple et d diamètre primitif ; effort radial Fr = Ft·tan α (α = 20°).
Courroie trapézoïdale : la tension et l'arc d'enroulement déterminent la puissance transmissible ; un minimum de 120° d'enroulement est recommandé.
Chaîne : le rapport i = Z2/Z1 ; l'usure allonge la chaîne et nécessite un réglage de tension.
Vérification d'un arbre en torsion : τ = 16·C/(π·d³) pour un arbre plein ; critère τ ≤ Reg/n.
Construction mécanique - fabrication et qualité
Le processus de fabrication décrit l'ordre des opérations (phases, sous-phases) avec la machine, l'outil et le temps alloué.
Les modes de production : unitaire (machine-outil conventionnelle), série moyenne (CNC), grande série (ligne automatisée).
Le contrôle en cours de fabrication (SPC) détecte les dérives avant la production de pièces non conformes.
Les causes de non-conformité fréquentes : usure d'outil, défaut de serrage, erreur de programmation, matière non conforme.
Le coût de la non-qualité augmente avec le stade de détection : retouche en atelier, rebut, retour client.
La maintenance préventive planifie le remplacement des outillages selon le nombre de pièces usinées ou le temps de coupe.
Construction mécanique - sécurité et environnement
Les protecteurs de machines (carter, capot) empêchent l'accès aux zones dangereuses ; les arrêts d'urgence sont obligatoires.
Les équipements de protection individuelle : lunettes, gants adaptés (pas de gants près d'un tour), chaussures de sécurité, protection auditive.
L'huile de coupe doit être recyclée ou éliminée via une filière agréée ; les copeaux métalliques sont valorisés.
Le bruit d'atelier au-delà de 85 dB(A) impose une protection auditive et un suivi médical.
Un produit chimique est identifié par sa fiche de données de sécurité (FDS) et son étiquetage CLP.
Avant toute intervention sur une machine, appliquer la consignation : couper l'énergie, condamner, vérifier l'absence de tension.
Construction mécanique - maintenance et diagnostic
Maintenance corrective : réparer après panne ; préventive : intervenir avant la panne selon un plan ; prédictive : surveiller l'état réel (vibration, température).
La lubrification réduit le frottement et l'usure ; un excès de graisse peut provoquer un échauffement des roulements.
L'analyse vibratoire détecte le défaut de roulement (fréquences caractéristiques), le balourd et le désalignement.
La thermographie infrarouge révèle les échauffements anormaux des moteurs et des paliers.
Un plan de maintenance indique la périodicité, l'opération, l'outillage et le responsable.
Le taux de disponibilité = temps de bon fonctionnement / (temps de bon fonctionnement + temps d'arrêt).
Construction mécanique - énergie et motorisation
Moteur asynchrone triphasé : la vitesse de synchronisme ns = 60·f/p ; le glissement g = (ns − n)/ns.
Le démarrage étoile-triangle réduit le courant de démarrage d'un facteur 3 mais aussi le couple d'un facteur 3.
Le variateur de fréquence permet de régler la vitesse et le couple ; la loi U/f constante maintient le flux magnétique.
Le moteur pas à pas est utilisé pour le positionnement précis sans capteur ; le servomoteur associe un moteur et un codeur.
Le choix d'un moteur dépend du couple résistant, de la vitesse, du régime de charge et de l'échauffement admissible.
Le frein à manque de courant immobilise la charge en cas de coupure d'alimentation.
Construction mécanique - calculs de résistance appliquée
Torsion d'un arbre creux : τ = 16·C·D/(π·(D⁴ − d⁴)) ; le diamètre extérieur est déterminant.
Flexion d'une poutre encastrée avec charge P à l'extrémité : Mmax = P·L et flèche f = P·L³/(3·E·I).
Flambement d'Euler : charge critique Pc = π²·E·I/Lf² ; l'élancement λ = Lf/i détermine le domaine d'application.
Contrainte équivalente (von Mises) pour un état plan : σeq = √(σ² + 3τ²).
Critère de Tresca : σeq = √(σ² + 4τ²) ; utilisé pour les aciers ductiles.
La concentration de contrainte Kt multiplie la contrainte nominale ; elle dépend de la géométrie et du type de charge.
Construction mécanique - communication et documentation
La nomenclature d'un ensemble liste : repère, désignation, matière, quantité, référence fournisseur.
La documentation technique d'une machine comprend le plan d'ensemble, les plans de définition, la notice d'utilisation et la liste des pièces de rechange.
Un mode opératoire décrit les étapes de fabrication dans l'ordre, avec les paramètres de coupe et les contrôles intermédiaires.
La fiche de contrôle indique la cote, la tolérance, l'instrument et le résultat ; elle est archivée pour la traçabilité.
Un rapport d'incident décrit les faits, les causes probables, les actions immédiates et les actions correctives.
La communication technique utilise un vocabulaire normalisé et des symboles reconnus par tous les intervenants.
Construction mécanique - anglais technique appliqué
« The drawing shows a sectional view of the assembly » : vocabulaire de la lecture de plans.
« Tighten the bolts to the specified torque » : consigne de montage avec valeur de couple.
« The part is out of tolerance » : pièce non conforme ; « within tolerance » : conforme.
« Failure analysis » : analyse de défaillance ; « root cause » : cause racine.
« Scheduled maintenance » : maintenance planifiée ; « breakdown » : panne.
Les rapports anglais utilisent le présent pour les faits et le passé pour les essais réalisés.
Construction mécanique - procédés spéciaux
Le découpage laser offre une précision élevée et une faible déformation thermique pour les tôles.
Le jet d'eau abrasif coupe les matériaux sensibles à la chaleur (composites, inox épais).
L'électroérosion (EDM) usine les matériaux conducteurs très durs et les formes complexes (moules, matrices).
Le forgeage améliore la structure du métal par écrouissage et oriente les fibres selon la forme.
Le moulage en sable convient aux grandes pièces et aux petites séries ; le moulage sous pression (fonderie coquille) donne un meilleur état de surface.
L'impression 3D (fabrication additive) réalise des prototypes et des pièces à géométrie complexe, avec des propriétés mécaniques inférieures aux pièces massives.
Construction mécanique - métrologie dimensionnelle
Le calibre à coulisse mesure les dimensions extérieures, intérieures et les profondeurs ; vérifier le zéro avant chaque mesure.
Le micromètre à vis calante : 1 tour = 0,5 mm, le tambour divisé en 50 donne 0,01 mm.
L'incertitude de mesure s'exprime avec un niveau de confiance (souvent 95 %) ; elle est distincte de l'erreur.
La rectitude et la planéité se contrôlent avec une règle et un comparateur ou sur un marbre.
Le contrôle de la circularité utilise un tour ou un banc de mesure avec comparateur.
La mesure doit être répétée pour évaluer la répétabilité de l'instrument et l'opérateur.
Construction mécanique - tolérances et ajustements
Le système ISO de tolérances définit 20 qualités IT01 à IT18 ; IT7 est courant pour les alésages usinés.
Les ajustements H7/g6, H7/h6, H7/k6 et H7/p6 couvrent respectivement jeu, jeu nul, incertain et serrage.
L'écart fondamental dépend de la position de la tolérance par rapport à la ligne zéro : H pour l'alésage de référence, h pour l'arbre de référence.
La tolérance géométrique est indépendante de la tolérance dimensionnelle ; elle limite la forme, l'orientation ou la position.
Le principe du maximum de matière (MMR) permet d'augmenter la tolérance géométrique quand la dimension s'éloigne du maximum de matière.
Un ajustement serré nécessite un montage à la presse ou un chauffage/refroidissement des pièces.
Construction mécanique - schémas cinématiques
Le schéma cinématique minimal représente les liaisons entre solides par des symboles normalisés (pivot, glissière, rotule).
Le graphe des liaisons identifie les solides et les liaisons ; il permet de calculer le degré de mobilité.
Le degré de liberté d'un mécanisme se calcule par la formule de Grübler : m = 3·n − 2·p1 − p2.
Une chaîne cinématique fermée (mécanisme) comporte une boucle ; une chaîne ouverte relie l'actionneur à l'effecteur.
Le schéma cinématique se distingue du schéma technologique qui montre les composants réels (roulements, vis).
La transmission de mouvement se représente par des flèches indiquant le sens de rotation et la vitesse.
Construction mécanique - calcul vectoriel et statique
La résultante d'un système de forces est la somme vectorielle des forces ; à l'équilibre, ΣF = 0.
Le moment d'une force par rapport à un point : M = F × d, avec d distance perpendiculaire à la ligne d'action.
Le torseur statique regroupe la résultante et le moment en un point ; il permet d'écrire les équations d'équilibre.
Pour un solide soumis à 3 forces non parallèles, les lignes d'action sont concourantes à l'équilibre.
Le centre de gravité G vérifie Σmi·(Gi − G) = 0 ; il se calcule par moyenne pondérée des positions.
La décomposition d'une force sur deux axes orthogonaux : Fx = F·cos θ, Fy = F·sin θ.
Construction mécanique - thermodynamique appliquée
Chaleur latente de fusion : Q = m·Lf ; pour l'eau, Lf ≈ 334 kJ/kg.
La conduction thermique suit la loi de Fourier : φ = −λ·S·dT/dx.
Le rendement d'un cycle de Carnot : η = 1 − Tf/Tc, avec températures en kelvin.
Un moteur thermique convertit la chaleur en travail ; le rendement réel est inférieur au rendement de Carnot.
La dilatation linéaire : ΔL = α·L0·ΔT ; pour l'acier, α ≈ 11 × 10⁻⁶ /°C.
La pression absolue = pression relative + pression atmosphérique (≈ 1013 mbar).