Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Maison » Mécanique des solides

Mécanique des solides

1800
  • Galileo Galilei
  • Robert Hooke
  • Augustin-Louis Cauchy
Table à dessin avec des plans de ponts et des manuels de mécanique des solides dans un bureau d'ingénieurs.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

Solide mécanique est une branche de la mécanique des milieux continus qui étudie le comportement des matériaux solides, en particulier leur mouvement et leur déformation sous l'action de forces, de changements de température ou d'autres charges externes. Elle est fondamentale en ingénierie pour la conception et l'analyse des structures. Les domaines clés comprennent l'élasticité (déformation récupérable), la plasticité (déformation permanente) et la mécanique des fractures (initiation et propagation des fissures).

La mécanique des solides fournit le cadre théorique permettant de comprendre comment les objets solides réagissent aux stimuli. Un concept central est la relation entre la contrainte (forces internes par unité de surface) et la déformation (déformation relative). Pour de nombreux matériaux soumis à de faibles charges, cette relation est linéaire et décrite par la loi de Hooke, [latex]\sigma = E \epsilon[/latex], où [latex]\sigma[/latex] est la contrainte, [latex]\epsilon[/latex] est la déformation et [latex]E[/latex] est le module de Young, une mesure de la rigidité. En trois dimensions, ces quantités sont représentées par des tenseurs, le tenseur des contraintes et le tenseur des déformations, qui rendent compte de l'état des contraintes et des déformations en tout point du corps.

Ce domaine est divisé en deux grandes catégories : la statique, qui traite des corps au repos ou en équilibre, et la dynamique, qui étudie les corps en mouvement et inclut des phénomènes tels que les vibrations et la propagation des ondes. Lorsque les charges dépassent la limite élastique d'un matériau, celui-ci entre dans le régime plastique, où une déformation permanente se produit. La mécanique des solides fournit des théories permettant de prédire le début de cette déformation, en utilisant des critères tels que l'élasticité du matériau. von Mises ou les critères de rendement de Tresca. En outre, la mécanique des fractures, un sous-domaine, analyse le comportement des matériaux contenant des fissures. Elle vise à prédire la croissance des fissures et à prévenir les défaillances catastrophiques dans les structures. Ces principes sont appliqués de manière informatique à l'aide de méthodes telles que le Éléments finis (FEM) pour résoudre des problèmes d'ingénierie complexes dans le monde réel, qu'il serait impossible de résoudre de manière analytique.

UNESCO Nomenclature: 2210
- Mécanique

Taper

Système abstrait

Perturbation

Fondamentaux

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • Hypothèse de la mécanique des milieux continus
  • Les lois du mouvement de Newton
  • Développement du calcul
  • Travaux expérimentaux sur les propriétés des matériaux par des personnalités comme Robert Hooke

Applications

  • ingénierie des structures (ponts, bâtiments, barrages)
  • conception mécanique (pièces de moteur, châssis de machine, train d'atterrissage)
  • science des matériaux (caractérisation de nouveaux alliages et composites)
  • géomécanique (analyse du mouvement des plaques tectoniques et des glissements de terrain)
  • biomécanique (modélisation des os et des tissus)

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • 4d printed structures that self-assemble or change shape over time in response to environmental stimuli
  • façades de bâtiments adaptatives qui modifient dynamiquement leur rigidité pour répondre aux charges de vent
  • os artificiels biomimétiques avec des structures en treillis internes optimisées pour la résistance et la légèreté
  • systèmes de surveillance de l'état structurel des ponts en temps réel utilisant des capteurs de contrainte intégrés
  • matériaux composites de nouvelle génération pour l'aérospatiale avec des capacités d'auto-réparation
  • systèmes d'amortissement des vibrations pour équipements de fabrication de haute précision
  • geomechanical models for séquestration du carbone to ensure long-term stability of underground storage
  • robotique souple avec des corps qui se déforment et se déplacent comme des organismes biologiques
En rapport avec : mécanique des solides, contrainte, déformation, élasticité, plasticité, déformation, analyse structurelle, loi de Hooke.

Contexte historique

Mécanique des solides

1750
1757
1788
1800
1800
1800
1800
1738
1750
1785
1788
1800
1800
1800
1800

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

Les images en pleine résolution et les téléchargements sont uniquement disponibles, et 100% gratuits, pour les membres inscrits.