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[LIVRE] GENIE MECANIQUE

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GENIE MECANIQUE

Par MIRMAEL ESTRELLA HADRATH
GENIE MECANIQUE
Notions de Base

par MIRMAEL ESTRELLA HADRATH
Instructrice IMERC de l'Académie Impériale

...Alterius non sit, qui potest esse sui...

SOMMAIRE
A- INTRODUCTION
B- RAPPELS SUR LES MATERIAUX
C- TECHNIQUES D'ASSEMBLAGES
D- FORCES
E- MOUVEMENTS
F- TRANSFORMATIONS DE MOUVEMENTS
G- USURE ET VIBRATIONS
H- CONCEPTION
I- AUTRES BRANCHES DE LA MECANIQUE

A- INTRODUCTION
Le présent ouvrage introduit les notions de base du Génie Mécanique, il sert de support pour l'obtention du Diplôme IM du cycle de formation IMERC de l'Académie Impériale.
Loin d'être exhaustifs les chapitres que le lecteur, élève ou simple curieux, peut lire ici, permettent une approche générale de la Mécanique laquelle pourra être complétée par des lectures plus spécifiques.
Un chapitre particulier, en fin d'ouvrage traite des différents aspects ou branches de la Mécanique. Il n'en reste pas moins vrai qu'une définition unique s'applique à l'ensemble de ces branches :
"la science mécanique est une branche de la physique dont l'objet est l'étude des corps en mouvement ou à l'équilibre"

B- RAPPELS SUR LES MATERIAUX
Pour les matériaux de facture classiques, qui résultent principalement du recyclage de déchets et qui sont par ailleurs assez bien connus, on se reportera aux manuels et informations mis à disposition sur la Matrice.
Le présent chapitre traite des alliages spéciaux et de quelques matériaux communs dont l'usage est assez répandu.
B1- ADAMANTIUM :
Cet alliage est obtenu en Cuves Energétique après soumission aux très hautes conditions de température et de pression de ses composants.
L'Adamantium est connu pour ses caractéristiques de résistance aux températures élevées qui n'altèrent pas ses propriétés de résistance en particulier.
B2- CRISTAL :
Fruit du recyclage des déchets, le Cristal pur est bien connu pour ses propriétés de résistance alliée à une légèreté proportionnelle.
[N/P]
Le Cristal est utilisé pour la confection d'éléments de protection pour les combattants, bien que sa tenue aux chocs reste un mystère non élucidé à ce jour.
Ce matériau entre également comme élément dans la fabrication d'instruments optiques et sa structure moléculaire très serrée permet de contenir les rayonnements.
B3- LATINUM :
Cet alliage précieux d'Or, Argent, Platine et quelques pourcentages d'éléments tenus secrets est utilisé en joaillerie mais également dans l'industrie électronique (contacts, soudures) et cybernétique (métal bio-compatible).
B4- MYTHRIL :
Variante du Latinum pour lequel le procédé particulier d'obtention génère des caractéristiques améliorées notamment au niveau de sa résistance à l'usure aux frottements. On trouve cet alliage sous la dénomination "Tribolatinum" dans certaines applications.

B5- PYRAMILENE :
Le Pyramilène est une matière issue de la transformation de produits pétroliers. Principalement utilisé pour la confection de vêtements et éléments de décoration ou d'ameublement.
Excellent isolant vibratoire, thermique , acoustique mais surtout électrique, le Pyramilène entre dans la réalisation de circuits électroniques et cybernétique.
Pour cette dernière utilisation il convient cependant de prendre des précautions, le contact avec des tissus vivants intra organisme étant à proscrire.
B6- TIBERIUM :
Cet alliage présente un excellent taux de conductivité électrique, il est également un produit des Cuves Energétiques.
Ces propriétés exceptionnelle en font le principal élément entrant dans la composition de bobines pour la génération de champs magnétiques, régulation des flux de plasma et le câblage des réseaux informatiques.

B7- TITANE :
Matériau commun méritant néanmoins d'être cité dans cet ouvrage puisque largement utilisé pour les structure internes de machines, équipements et endosquelettes.
Le Titane est également bio compatible.
B8- URADIUM :
L'Uradium est un alliage lourd, hautement radio actif, constitué majoritairement de Radium et d'Uranium. Il est utilisé pour les éléments de production d'énergie autonomes (pile, alimentation).
Un confinement peut être envisagé sous une enveloppe de plomb ou de Cristal.

C- TECHNIQUES D'ASSEMBLAGE
C1- DEGRE D'ASSEMBLAGE
On distingue avant tout un assemblage par ses degrés de liaison, c?est-à-dire les mouvements relatifs indépendants interdits ou autorisés entre les pièces assemblées.
C2- TYPES D'ASSEMBLAGES
On distingue ensuite différents types d'assemblage, un assemblage peut être permanent ou démontable, direct ou indirect.
C21- Assemblage permanent
Assemblage non démontable : pour supprimer cette liaison, il est nécessaire de déformer ou de détruire au moins une des pièces assemblées (soudure, certains collages...).

C22- Assemblage démontable
La liaison est conçue de manière à être démontée sans détérioration importante des pièces qui peuvent être généralement réutilisées pour recréer un assemblage.
L'élément assurant la liaison peut ne pas être réutilisable (clou, vis, rivet, agrafe, certaines colles...).
C23- Assemblage direct
L?assemblage ne nécessite aucune pièce intermédiaire, la forme des pièces en contact suffit pour la réalisation de celui-ci (soudage, emboîtage élastique...).
C24- Assemblage indirect
Une ou plusieurs pièces intermédiaires sont utilisées (collage, agrafage, rivetage, boulonnage...)

D- FORCE
Une force désigne, en physique, l'interaction entre deux objets ou systèmes, une action mécanique capable d'imposer une accélération.
Une force exercée sur l'objet fait aller celui-ci plus vite, moins vite ou le fait tourner. Au minimum deux forces exercées sur l'objet sont nécessaires pour induire une déformation de celui-ci.
Les phénomènes qui provoquent l'accélération ou la déformation d'un corps sont très divers, on distingue donc plusieurs types de force, on peut classer les forces selon leur distance d'action :
  • forces de contact : pression d'un gaz, action de contact d'un objet sur un autre (appuyer, tirer), frottement.
  • forces à distance : poids (attraction gravitationnelle), force électromagnétique.
En mécanique, un couple est l'effort en rotation appliqué à un axe. Lorsque le couple ne s'exerce pas parallèlement à l'axe, ou coupe celui-ci, il se produit une rotation de cet axe.

E- MOUVEMENT
E1- Mouvement rectiligne
Le cas le plus simple est celui du mouvement rectiligne : la trajectoire décrite est une droite.
E2- Mouvement circulaire
Le centre d'inertie de l'objet en mouvement décrit un cercle. Cela peut être un mobile contraint à suivre cette trajectoire comme par exemple une bille dans une gouttière circulaire, un pendule à fil dont le fil reste tendu, ou un élément sur un rail circulaire.
E3- Autres mouvements
Il est possible d'imaginer tout autre type de mouvement régulier, suivant une trajectoire définie (elliptique par exemple).
Un mouvement non défini, aléatoire ou irrégulier peut également être envisagé.

F- TRANSFORMATIONS DE MOUVEMENTS
Une transmission est un dispositif mécanique permettant de transmettre un mouvement d'une pièce à une autre.
La transmission du mouvement est l'une des fonctions les plus courantes des éléments de la mécanique générale, c'est-à-dire des dispositifs mécaniques destinés à remplacer la main de l'homme.
Selon les mécanismes, la transmission est dimensionnée suivant des considérations concernant :
  • la position d'une partie du mécanisme ,
  • le mouvement souhaité ,
  • la force, ou le couple recherché ,
  • la puissance.
F1- Transmission par contact solide
  • Par pression : arbre dans le cas d'une rotation, traction par corde...
  • Par obstacles : transmission par chaîne, engrenages...
  • Par frottement : courroie de transmission

F2- Transmission par fluides
  • Pneumatique: air comprimé ou tout autre gaz,
  • Hydraulique: eau, huile ou tout autre liquide.
F3- Transmission sans contact
  • En utilisant l'électromagnétisme : aimant, électroaimant
F4- Transmission avec transformation
Dans certains il peut être utile de transformer la nature du mouvement, par exemple :
  • en transformant un mouvement rectiligne en mouvement circulaire (bielle - manivelle, vis-écrou),
  • en modifiant l'angle de rotation (cardan)
  • en modifiant la vitesse ou le sens de rotation (engrenages)

G- USURE ET VIBRATIONS
G1- Usure
L'usure désigne le phénomène de dégradation des couches superficielles d'un solide sous l'action mécanique du milieu extérieur.
Cette dégradation est souvent associée aux phénomènes chimiques dus à la corrosion, elle peut prendre la forme d'une perte de masse, de forme, ou encore d'une modification de la structure.
On se reportera au chapitre traitant des matériaux afin de résoudre au mieux les problèmes d'usure.
G2- Vibrations
Une vibration est un mouvement (voir Chapitre relatif au Mouvement) d'oscillation autour d'une position d'équilibre stable ou d'une trajectoire moyenne.
L'action répétée d'un mouvement quelconque peut conduire à une usure prématurée. Cependant un tel mouvement peut également être recherché dans certaines applications.

H- CONCEPTION
Le présent chapitre apportera au lecteur quelques éléments afin de pouvoir mener efficacement un projet visant à concevoir, créer ou améliorer un système ou un objet .
Quatre phases principales doivent être abordées dans ce genre de démarche :
1 - Phase de définition fonctionnelle : permettant de préciser les fonctionnalités que doit remplir l'objet.
2- Phase de définition conceptuelle : permettant de préciser quels principes physiques vont être utilisés pour remplir les exigences fonctionnelles.
3- Phase de définition physico-morphologique : permettant de préciser quels éléments physiques et organiques sont requis pour réaliser les principes physiques retenus.
4- Phase de définition détaillée : permettant de décrire au niveau le plus bas les interactions entre les pièces et leur mode de production.

Il faut cependant garder en permanence à l'esprit deux principes fondamentaux !
  • L?objet à concevoir ne peut pas être défini de complètement au départ de la conception,
  • Les connaissances nécessaires au travail de conception ne sont peut-être pas toutes disponibles au départ.

I- AUTRES BRANCHES DE LA MECANIQUE
Il existe bien d'autres voies dans lesquelles il est question de Mécaniques. Certaines ne sont pas négligeables puisque indispensables au bon fonctionnement d'équipements et de machines utilisés quotidiennement (le T-Cast par exemple).
Celles-ci ne sont pas traitées dans cet ouvrage mais pourraient faire l'objet de compléments ou encore de livres dédiés. On pourra citer les principales :
  • la mécanique des fluides,
  • la mécanique quantique,
  • la mécanique relativiste.

◊ Commentaires

  • Zheliona~25630 (0☆) Le 24 Mai 2012
    Super ! Un support de cours ! Je vais le garder toujours sur moi, ça oui !

    [hrp] J'ai pas l'impression que la fonction "Convertir en livre" fonctionne. ou alors j'ai encore eu un de mes moments blonde smiley Pas grave, j'ai fait du copier-coller smiley