Stress and Strain
La contrainte technique ([latex]\sigma[/latex]) est la charge appliquée divisée par la section originale ([latex]A_0[/latex]), tandis que la déformation technique ([latex]\epsilon[/latex]) est le changement de longueur ([latex]\Delta L[/latex]) divisé par la longueur originale ([latex]L_0[/latex]). Ces définitions, [latex]\sigma = \frac{F}{A_0}[/latex] et [latex]\epsilon = \frac{\Delta L}{L_0}[/latex], sont fondamentales pour tracer les courbes contrainte-déformation mais supposent que les dimensions de l'échantillon restent constantes pendant l'essai.
Les contraintes et déformations techniques sont des concepts fondamentaux de la science des matériaux et de la mécanique, qui offrent un moyen simplifié mais puissant de caractériser la réponse d'un matériau à des forces externes. L'hypothèse selon laquelle la surface de la section reste constante ([latex]A_0[/latex]) est valable pour les petites déformations, en particulier dans la région élastique. Toutefois, lorsqu'un matériau subit une déformation plastique importante, sa section transversale change, un phénomène connu sous le nom de "necking" dans les essais de traction. Ce changement signifie que la contrainte technique ne représente plus la contrainte réelle subie par le matériau en son point le plus étroit. De même, la déformation technique est basée sur la longueur d'origine, ce qui peut être moins précis pour les grandes déformations par rapport à une mesure instantanée de la déformation.
Malgré ces limitations, la courbe de contrainte-déformation est largement utilisée dans l'industrie et dans le monde universitaire. Ses principales caractéristiques, telles que la limite d'élasticité et la résistance ultime à la traction (RAT), sont des paramètres standard pour la spécification et la conception des matériaux. La courbe est relativement facile à générer à partir d'un essai de traction standard, au cours duquel un échantillon est écarté à une vitesse constante tandis que la force et l'allongement sont mesurés. La partie linéaire initiale de cette courbe est particulièrement importante car elle définit le comportement élastique du matériau, régi par la loi de Hooke.
UNESCO Nomenclature: 2211
- Physique de l'état solide
Perturbation
Fondamentaux
Usage
Utilisation généralisée
Précurseurs
- Études de Galilée sur la résistance des matériaux (XVIIe siècle)
- Loi d'élasticité de Robert Hooke (1678)
- Définition du module d'élasticité par Thomas Young (1807)
- development of the concept of stress by Cauchy (early 19th century)
Applications
- structural analysis of buildings and bridges
- design of mechanical components like gears and shafts
- quality control in manufacturing
- material selection for various engineering applications
Idées d'innovations potentielles
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En rapport avec : contrainte technique, déformation technique, essai de traction, propriétés des matériaux, mécanique des matériaux, déformation, charge, section transversale, allongement, mécanique des solides.