Types d'entorses mécaniques
Description de la déformation
La déformation est une mesure sans dimension qui représente le déplacement entre les particules d'un corps matériel par rapport à une longueur de référence. Elle quantifie l'étirement ou la compression d'un matériau lorsqu'il est soumis à des forces extérieures.
Types de déformation
Déformation par traction
La déformation par traction se produit lorsqu'un matériau est étiré ou allongé. Elle se caractérise par une augmentation de la longueur dans la direction de la force appliquée.
Déformation par compression
La déformation par compression se produit lorsqu'un matériau est comprimé ou raccourci. Elle se caractérise par une diminution de la longueur sous l'influence des forces de compression.
Déformation par cisaillement
La déformation par cisaillement est la déformation résultant de forces appliquées parallèlement à la surface du matériau, provoquant le glissement des couches les unes par rapport aux autres.
Déformation volumétrique
La déformation volumétrique correspond au changement de volume d'un matériau soumis à une pression uniforme, affectant toutes les dimensions.
|
Type de déformation |
Description de la déformation |
Applications courantes |
|
Déformation par traction |
Etirement ou allongement du matériau |
Fabrication de câbles, ponts |
|
Contrainte de compression |
Compression ou raccourcissement du matériau |
Piliers, supports de construction |
|
Déformation par cisaillement |
Déformation par glissement parallèle à la direction de la force |
Joints de cisaillement, engrenages mécaniques |
|
Déformation volumétrique |
Changement de volume sous une pression uniforme |
Hydraulique, essais de matériaux |
Unités de déformation
La déformation est une grandeur sans dimension, ce qui signifie qu'elle n'a pas d'unité. Elle est souvent exprimée sous la forme d'un rapport ou d'un pourcentage, comme le millistrain (mε) où 1 mε = 10-³ déformation.
Contrainte et déformation
Bien que la contrainte et la déformation soient toutes deux liées aux forces appliquées aux matériaux, elles décrivent des aspects différents :
La contrainte est la force interne par unité de surface à l'intérieur d'un matériau qui résulte de forces appliquées de l'extérieur. Elle est mesurée en unités telles que les Pascals (Pa).
La déformation mesure la déformation ou le déplacement résultant de la contrainte appliquée. Elle est sans dimension et indique l'ampleur de la déformation d'un matériau en réponse à une contrainte.
Facteurs affectant la déformation
Plusieurs facteurs influencent la déformation des matériaux, notamment
- Les propriétés du matériau : L'élasticité et la ductilité des différents matériaux varient, ce qui influe sur la façon dont ils se déforment sous l'effet d'une force.
- Température :des températures élevées peuvent rendre les matériaux plus souples, ce qui modifie leur réponse à la déformation.
- La vitesse de chargement : L'application rapide d'une force peut entraîner des comportements de déformation différents par rapport à une charge progressive.
Applications de la mécanique des déformations
- Ingénierie des structures: la mécanique des déformations aide à concevoir des bâtiments, des ponts et d'autres structures afin de s'assurer qu'ils peuvent supporter des déformations sans défaillance.
- Essais de matériaux: les mesures de déformation sont essentielles pour tester la résistance et la ductilité des matériaux lors de la mise au point de nouveaux alliages et composites.
- Fabrication: Les procédés tels que le forgeage, l'extrusion et le laminage s'appuient sur une déformation contrôlée pour façonner efficacement les matériaux.
- Analyse des défaillances: la compréhension de la déformation permet de déterminer la cause des défaillances des matériaux, en particulier lorsqu'ils subissent une déformation plastique excessive ou une fracture.
Questions fréquemment posées
Quelle est la principale différence entre la contrainte et la déformation ?
La contrainte mesure la force interne par unité de surface dans un matériau, tandis que la déformation quantifie la déformation ou le déplacement résultant de cette contrainte.
Pourquoi la déformation est-elle considérée comme sans dimension ?
La déformation est un rapport entre la déformation et la longueur d'origine, ce qui annule les unités et la rend sans dimension.
Comment mesure-t-on la déformation en traction dans les matériaux ?
La déformation par traction est généralement mesurée à l'aide de jauges de contrainte qui détectent les changements de résistance électrique lorsque le matériau s'étire.
La déformation peut-elle être à la fois positive et négative ?
Oui, la déformation par traction est positive, ce qui indique un étirement, tandis que la déformation par compression est négative, ce qui indique une compression.
Quels sont les facteurs qui peuvent influencer l'ampleur de la déformation d'un matériau ?
Les propriétés du matériau, la température et la vitesse à laquelle la force est appliquée sont des facteurs clés qui influencent l'ampleur de la déformation dans un matériau.
