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RÉSUMÉ
Cet article aborde le comportement des matériaux sous différentes sollicitations, en se focalisant sur les principes fondamentaux et les conventions de notation standardisées. Les sujets clés incluent la loi de Hooke et l'écrouissage, deux phénomènes qui régissent la déformation et la rupture des matériaux. Nous étudions également en détail les propriétés élastiques des matériaux, y compris le module d'élasticité et le coefficient de Poisson. La deuxième section de l'article se consacre aux conventions et normalisations de sollicitation, explorant les définitions et implications des efforts normaux et tranchants, ainsi que des moments de torsion et fléchissants.
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Thibault FOURCADE : Ingénieur
INTRODUCTION
Lorsqu’ils sont soumis à diverses forces, qu’elles soient normales, tranchantes, de torsion ou fléchissantes, les matériaux subissent des déformations. En considérant une section structurale spécifique, nous utilisons le terme « sollicitation » pour désigner la résultante de ces forces concentrées au centre de gravité de la section. Lorsque ces forces sont rapportées à l’unité de surface, elles sont appelées « contraintes ».
Le comportement élastique linéaire des solides sous contrainte de traction est défini par la loi de Hooke. La dureté d’un métal peut être augmentée grâce à l’écrouissage, qui permet un durcissement à la suite d’un allongement plastique.
Les matériaux peuvent présenter une homogénéité ou une isotropie. Le comportement longitudinal et transversal par rapport à la force appliquée est caractérisé respectivement par le module de Young et le coefficient de Poisson.
Un exemple classique de l’application de ces notions fondamentales est le calcul des sollicitations sur une poutre encastrée lorsqu’elle est soumise à une force oblique.
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5. Glossaire
Comportement élastique ; elastic behavior
Il s’agit de la capacité d’un matériau à revenir à sa forme originale après avoir été déformé. Dans cette zone, la déformation est proportionnelle à la contrainte selon la loi de Hooke.
Écrouissage ; work hardening
C’est le processus par lequel un matériau devient plus résistant et plus dur suite à la déformation plastique. Ce phénomène est dû à l’augmentation de la densité de dislocations à l’intérieur du matériau.
Limite d'élasticité ; yield strength
Il s’agit du niveau de contrainte à partir duquel un matériau commence à se déformer de manière permanente. En dessous de cette limite, la déformation est élastique, au-dessus, elle est plastique.
Module de Young ; Young's modulus
C’est la mesure de la rigidité d’un matériau. Il est défini comme le rapport entre la contrainte (force par unité de surface) et la déformation (changement relatif de dimension).
Effort normal ; normal stress
Une force dont la direction est celle de l’axe du corps (fibre moyenne) qui est notée N. Par convention : N > 0 : compression, N < 0 : traction.
Effort tranchant ; shear stress
Une force dont la direction est verticale s’appelle « l’effort tranchant », et on le note T.
Moment de torsion ; torque
C’est le couple tournant autour de l’axe x (l’axe longitudinal de la pièce) qui est le moment de torsion noté M t (C quelquefois).
Moment fléchissant ; bending moment
C’est le couple tournant autour de l’axe z (provoquant la flexion de la pièce) qui est le moment fléchissant noté M.
Moment fléchissant transversal ; transverse bending moment
C’est le couple tendant à fléchir la pièce, autour de l’axe y, c’est-à-dire transversalement, qui est le moment fléchissant transversal, noté My .
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BIBLIOGRAPHIE
NORMES
-
Plastiques – Détermination des propriétés en traction – Partie 2 : Conditions d'essai : spécifie les méthodes pour déterminer les propriétés de traction des plastiques sous diverses conditions. - NF EN ISO 527-2 - Avril 2012
-
Matériaux métalliques – Essai de traction à température ambiante : spécifie la méthode pour effectuer un essai de traction sur les matériaux métalliques pour déterminer les propriétés de résistance à la traction. - NF EN ISO 6892-1 - Décembre 2019
-
Plastiques – Détermination des propriétés en flexion : la méthode pour déterminer les propriétés de flexion des plastiques. - NF EN ISO 178 - Mai 2019
-
Plastiques – Détermination des propriétés de dureté – Partie 1 : Méthode de pénétration de boule : spécifie la méthode pour déterminer la dureté des plastiques par la méthode de pénétration de boule. - NF EN ISO 2039-1 - Mai 2003
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