Qu’est-ce que la contrainte de cisaillement – Matériaux – Définition

Stress

En mécanique et science des matériaux, la contrainte (représentée par une lettre grecque minuscule sigma – σ ) est une grandeur physique qui exprime les forces internes que les particules voisines d’un matériau continu exercent les unes sur les autres, tandis que la déformation est la mesure de la déformation du matériau qui n’est pas une grandeur physique.

Bien qu’il soit impossible de mesurer l’intensité de cette contrainte, la charge externe et la zone sur laquelle elle est appliquée peuvent être mesurées. La contrainte (σ) peut être assimilée à la charge par unité de surface ou à la force (F) appliquée par section transversale (A) perpendiculaire à la force comme suit:

Lorsqu’un métal est soumis à une charge (force), il est déformé ou déformé, quelle que soit la force du métal ou la légèreté de la charge. Si la charge est faible, la distorsion disparaîtra probablement lorsque la charge sera retirée. L’intensité ou le degré de distorsion est appelé déformation. Une déformation est appelée déformation élastique, si la contrainte est une fonction linéaire de la déformation. En d’autres termes, le stress et la déformation suivent la loi de Hooke. Au-delà de la région linéaire, la contrainte et la déformation présentent un comportement non linéaire. Ce comportement inélastique est appelé déformation plastique.

La contrainte est la résistance interne, ou contre-force, d’un matériau aux effets déformants d’une force ou d’une charge externe. Ces contre-forces tendent à ramener les atomes à leur position normale. La résistance totale développée est égale à la charge externe.

Contrainte de cisaillement

Du point de vue interne, l’intensité de la contrainte dans le corps d’un composant est exprimée comme l’un des trois types de charge interne de base, à savoir la traction, la compression et le cisaillement. Dans la pratique de l’ingénierie, de nombreuses charges sont de torsion plutôt que de cisaillement pur. Mathématiquement, il n’y a que deux types de charge interne car les contraintes de traction et de compression peuvent être considérées comme les versions positives et négatives du même type de charge normale.

La contrainte de cisaillement existe lorsque deux parties d’un matériau ont tendance à glisser l’une sur l’autre dans n’importe quel plan de cisaillement typique lors de l’application d’une force parallèle à ce plan. La torsion est une variation du cisaillement pur dans laquelle un élément structurel est tordu. Les forces de torsion produisent un mouvement de rotation autour de l’axe longitudinal d’une extrémité de l’élément par rapport à l’autre extrémité. La contrainte de cisaillement est également d’une grande importance dans la nature, étant intimement liée au mouvement descendant des matériaux terrestres (comme dans le cas des avalanches).

1. Département américain de l’énergie, science des matériaux. DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 et 2. Janvier 1993.
2. Département américain de l’énergie, science des matériaux. DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 et 2. Janvier 1993.
3. William D. Callister, David G. Rethwisch. Science et génie des matériaux : une introduction 9e édition, Wiley ; 9 édition (4 décembre 2013), ISBN-13 : 978-1118324578.
4. En ligneEberhart, Mark (2003). Pourquoi les choses se cassent : Comprendre le monde par la manière dont il se décompose. Harmonie. ISBN 978-1-4000-4760-4.
5. Gaskell, David R. (1995). Introduction à la thermodynamique des matériaux (4e éd.). Éditions Taylor et Francis. ISBN 978-1-56032-992-3.
6. Gonzalez-Viñas, W. & Mancini, HL (2004). Une introduction à la science des matériaux. Presse universitaire de Princeton. ISBN 978-0-691-07097-1
7. Ashby, Michael; Hugh Shercliff; David Cebon (2007). Matériaux: ingénierie, science, traitement et conception (1ère éd.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-8391-3.
8. JR Lamarsh, AJ Baratta, Introduction au génie nucléaire, 3e éd., Prentice-Hall, 2001, ISBN : 0-201-82498-1.

Voir au dessus:

Force