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liaison mécanique.

Publié le 05/11/2013

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liaison mécanique. m ode d'assemblage des organes de machine et des éléments de construction, rendant les premiers mobiles et les seconds fixes. Un solide dans l'espace bénéficie de six degrés de liberté qui peuvent s'exprimer de diverses façons en translations, rotations ou mouvements combinés (mouvement hélicoïdal de vissage par exemple). Les liaisons mécaniques sont capables de supprimer ces degrés de liberté un par un, voire de les supprimer tous (système isostatique indéformable) ou même d'établir des contraintes surnuméraires (systèmes hyperstatiques de degré croissant). À titre d'exemple, une bille polie posée sur un plan horizontal, sur lequel elle peut glisser et rouler, n'a perdu qu'un seul degré de liberté ; une pièce guidée par une articulation sphérique en a perdu trois ; un arbre monté sur coussinets et positionné par une butée en a perdu cinq (il ne lui reste qu'une rotation) ; il en est de même d'une tige filetée par rapport à son écrou (il ne lui reste qu'un mouvement hélicoïdal de vissage). Au-delà, on passe aux ensembles indéformables, qui concernent les constructions. À titre d'exemple, il s'avère que les assemblages de fers constituant les charpentes métalliques comportent, en fait, des pseudo-articulations à leurs points de jonction. C'est ainsi qu'un élément de charpente en quadrilatère plan, possédant quatre pseudoarticulations cylindriques à ses sommets, est déformable avec un seul degré de liberté. Il cesse de l'être et devient isostatique si l'on matérialise une diagonale. Il devient hyperstatique de degré un si l'on crée une seule contrainte supplémentaire, par exemple en matérialisant la seconde diagonale. Une ferme métallique sous toiture, constituée d'une suite de triangles n'ayant, deux à deux, qu'un seul côté commun, est isostatique ; un arc à trois articulations l'est aussi (c'est le cas du pont Alexandre III à Paris, qui comporte une articulation centrale et une sur chaque culée). Si l'on supprime l'articulation centrale, l'arc devient hyperstatique de degré un, et si l'on supprime les trois articulations, de degré trois. Les grandes structures métalliques modernes sont généralement hyperstatiques, ce qui permet de les alléger, mais rend leur calcul plus délicat.

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