Concepts Fondamentaux en Mécanique des Matériaux

Unité III

1. 1. Détermination de la courbe caractéristique

   Elle représente les relations fonctionnelles entre les paramètres caractérisant un système. Ces courbes montrent comment et quand un déclencheur particulier agira en fonction du temps et du courant. Une courbe est représentée par une bande (ou zone) définie par un minimum et un maximum de temps ou de courant.

2. 2. Déformation latérale ou sténose

   C'est une mesure de la réduction de la largeur d'un matériau ou d'un espace sous l'effet d'un effort.

3. 3. Effort (Contrainte)

   C'est la relation interne des matériaux lorsqu'ils sont soumis à des charges. Habituellement exprimé en intensité de la force par unité de surface. La notion d'effort (ou contrainte) est artificielle et, par conséquent, les efforts ne peuvent pas être mesurés directement expérimentalement, mais il existe de nombreuses techniques expérimentales utilisées pour mesurer la déformation. Par conséquent, si l'on connaît la relation entre la contrainte et la déformation, il est possible de calculer l'état de contrainte à un moment donné, après avoir mesuré l'état de déformation. La relation entre la contrainte et la déformation, ainsi que le module d'élasticité et la limite d'élasticité, sont déterminées par la structure moléculaire du matériau. La distance entre les molécules d'un matériau sous contrainte dépend d'un équilibre entre les forces moléculaires d'attraction et de répulsion.

4. 5. Rendement (Limite d'élasticité)

   Il est également connu sous le nom de limite d'élasticité et représente la contrainte maximale qu'un matériau élastique peut supporter sans déformation permanente. Si les contraintes appliquées sont supérieures à cette limite, le matériau subit une déformation permanente et ne retrouve pas sa forme originale après suppression des charges. En général, un matériau soumis à des contraintes inférieures à sa limite d'élasticité est temporairement déformé selon la loi de Hooke. Un matériau soumis à des contraintes supérieures à sa limite d'élasticité a un comportement plastique. Si les contraintes continuent d'augmenter, le matériau atteint son point de rupture. La limite d'élasticité marque donc la transition entre le domaine élastique et le domaine plastique. Plus formellement, cela implique que dans un état de contrainte uniaxiale, la limite d'élasticité est la contrainte à partir de laquelle le matériau commence à se déformer plastiquement (ou entre dans le domaine plastique).

5. 6. Courbe élastique / plastique

   C'est la déformée par flexion de l'axe longitudinal d'une poutre, due à l'application de charges transversales sur la poutre (dans le plan xy). L'équation de la courbe élastique est l'équation différentielle pour une poutre droite, elle permet de trouver la forme concrète de la courbe élastique. Plus précisément, l'équation de la courbe élastique est une équation pour le champ de déplacement de l'axe de la poutre par rapport à sa position initiale droite, en cas de flexion.

6. 7. Limite ou Point de rendement

   C'est un point (souvent légèrement) plus élevé que la limite d'élasticité où la déformation permanente se produit sans augmentation significative de la contrainte appliquée. Il est visible dans les matériaux malléables, mais pas dans les matériaux fragiles et durs. On peut localiser le point de rendement conventionnel (souvent à 0,2% de déformation plastique) sur le graphique contrainte-déformation en traçant une parallèle à la partie élastique de la courbe ; le point où cette parallèle intersecte la courbe est considéré comme la limite d'élasticité conventionnelle.

7. 8. Module de Young ou Module d'élasticité

   C'est un paramètre qui caractérise le comportement élastique d'un matériau, selon la direction dans laquelle la force est appliquée. Pour un matériau élastique linéaire et isotrope, le module de Young a la même valeur en traction et en compression. C'est une constante indépendante de l'effort (tant que la limite d'élasticité n'est pas dépassée) et est toujours supérieure à zéro : si l'on étire une barre, sa longueur augmente, elle ne diminue pas. Ce comportement a été observé et étudié par le savant anglais Thomas Young. Le module de Young et le coefficient de Poisson (souvent l'autre constante d'élasticité nécessaire pour les matériaux isotropes) sont différents pour les différents matériaux. Le module d'élasticité est une constante qui, comme la limite d'élasticité, peut être déterminée empiriquement à partir d'un essai de traction du matériau. En plus de ce module d'élasticité longitudinal, on peut définir dans un matériau un module de cisaillement.

8. 9. Déformation axiale (Allongement ou Raccourcissement)

   C'est une grandeur qui mesure la variation de longueur d'un matériau lorsqu'il est soumis à une force axiale (traction ou compression). La déformation axiale est souvent exprimée en pourcentage (%) par rapport à la longueur d'origine. Ce terme est également connu sous le nom d'allongement (en traction) ou de raccourcissement (en compression). Dans un matériau élastique, lorsque la déformation ne dépasse pas la limite d'élasticité, le matériau retrouve sa longueur initiale lorsque la contrainte cesse. Cependant, si elle dépasse la limite d'élasticité, le matériau ne retrouve pas sa longueur initiale (déformation permanente).