Mécanique des matériaux, champ d'étude, applications

La Mécanique des matériaux Étudiez les réponses des objets aux charges externes appliquées. La conception de machines, de mécanismes et de structures est plus efficace sur la connaissance de ces réponses.

Pour qu'une conception soit adéquate, il est nécessaire de considérer les efforts et les déformations qui agissent sur l'objet. Chaque matériau a sa propre réponse, selon ses caractéristiques.

La mécanique des matériaux fournit la base de la sélection des matériaux utilisés dans des constructions civiles telles que ce pont

La mécanique des matériaux est à son tour basée sur statique, car elle doit utiliser ses méthodes et concepts, tels que différentes charges ou forces et moments auxquels les corps peuvent être exposés pendant son fonctionnement pendant son fonctionnement. Il est également nécessaire de considérer les conditions d'équilibre d'un corps étendu.

De cette façon, la résistance, la rigidité, l'élasticité et la stabilité des corps sont étudiées consciencieusement.

La mécanique des matériaux est également connue comme la résistance des matériaux ou des mécanismes de solides.

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Histoire de la mécanique des matériaux

Dès le début de l'humanité, les gens ont prouvé, par essai et erreur, les caractéristiques des matériaux dans leur environnement. Il n'est pas difficile d'imaginer les artisans en pierre durs qui choisissent les bonnes rochers pour sculpter leurs pointes de flèche.

Avec un style de vie sédentaire, des structures ont commencé à être construites qui ont finalement évolué vers les bâtiments monumentaux des peuples de l'Égypte antique et de la Mésopotamie.

Ces constructeurs connaissaient bien la réponse des matériaux qu'ils ont utilisés, au point que encore aujourd'hui les temples, les pyramides et les palais qui sont partis continuent de provoquer un étonnement.

On peut en dire autant de l'ingénierie des anciens Romains, notables pour leur conception dans laquelle les arcs et les voûtes, ainsi que l'utilisation réussie de matériaux.

Mécanique des matériaux modernes

Le formalisme de la mécanique des matériaux a émergé des siècles plus tard, grâce aux expériences du Grand Galileo Galilei (1564 - 1642), qui ont étudié les effets des charges sur les barres et les poutres faites de différents matériaux.

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Galileo est parti incarné dans son livre Deux sciences Cuevas Ses conclusions sur les échecs dans des structures telles que les poutres en porte-à-faux. Par la suite, Robert Hooke (1635-1703) a jeté la base de la théorie de l'élasticité, avec la célèbre loi de Hooke, qui établit que la déformation, à condition qu'elle soit petite, soit proportionnelle à l'effort.

Loi de Hooke au printemps

Isaac Newton (1642-1727) a établi les lois du mouvement qui définissent l'action des forces sur les objets, et indépendamment avec Gottfried Leibnitz, a inventé le calcul mathématique, un outil fondamental pour modéliser les effets des forces.

Plus tard, du XVIIIe siècle, plusieurs scientifiques français notables ont réalisé des expériences avec des matériaux: Saint-Venant, Coulomb, Poisson, Lame et Navier, le plus notable. Ce dernier est l'auteur du premier texte de la mécanique des matériaux modernes.

Dans le même temps, les mathématiques ont évolué pour fournir des outils pour résoudre des problèmes mécaniques plus complexes. Les expériences de Thomas Young (1773-1829) sont notables, qui ont déterminé la rigidité de différents matériaux.

Aujourd'hui, de nombreux problèmes sont résolus par des méthodes numériques et des simulations informatiques, car les recherches avancées en science des matériaux se poursuivent.

Champ d'étude

Les mécanismes des matériaux étudient les véritables solides, ceux qui peuvent se déformer sous l'action des forces, contrairement aux solides idéaux, qui ne sont pas peut-être. D'après l'expérience, il est connu que les vrais matériaux peuvent être fracturés, étirés, comprimés ou fléchis, selon la charge qu'ils éprouvent.

Par conséquent, la mécanique des matériaux peut être considérée comme la prochaine étape de statique. En cela, il a été considéré que les solides n'étaient pas considérables, ce qui suit est de savoir comment ils se déforment lorsque les forces externes agissent sur eux, car grâce à ces forces, à l'intérieur des objets, les efforts internes se développent en réponse.

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La déformation du corps dépend de l'intensité de ces efforts et finalement de la rupture. Ensuite, la mécanique des matériaux fournit la base d'une conception efficace des pièces et des structures, quel que soit le matériau qu'ils sont fabriqués, car la théorie développée s'applique à tous.

Résistance et rigidité

La réponse des matériaux dépend de deux aspects fondamentaux:

-Endurance

-Rigidité

La résistance d'un objet est comprise comme sa capacité à résister aux efforts sans se casser ou fracturer. Cependant, dans ce processus, l'objet peut se déformer et ses fonctions dans la structure sont diminuées, selon sa rigidité.

Plus le matériau est rigide, moins il a tendance à se déformer en raison des efforts. Bien sûr, à condition qu'un objet ait des efforts, il subira un certain type de déformation, qui peut être permanent ou non. L'idée est que cet objet n'arrête pas de fonctionner correctement malgré.

Types d'efforts

La mécanique des matériaux envisage les effets de divers efforts, qu'il classe par sa forme ou sa durée. Par forme, les efforts peuvent être:

• Traction, est un effort normal (agit perpendiculaire à la section transversale de l'objet) et produit son allongement.
• La compression est également un effort normal, mais il favorise le raccourci.
• Le cisaillement, se compose de forces dans la direction opposée appliquée à la section transversale du corps, dont l'effet est de produire une coupe, la divisant en sections.
• Flexion, forces perpendiculaires qui ont tendance à plier, courbe ou boucler l'élément sur lequel ils agissent.
• -Torsion, sont des paires appliquées à l'objet qui tourne.

Et à cause de sa vitesse, les efforts sont:

• Statique, qui agissent très lentement sur le corps.
• Impact, ils sont de courte durée et un effet intense.
• De fatigue, qui consiste en des cycles répétitifs de déformation d'effort qui finissent par fracturer l'élément.

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Applications de mécanique des matériaux

Chaque fois qu'une structure, une machinerie ou tout objet est obtenu, il sera toujours soumis à de nombreux efforts dérivés de son utilisation. Comme mentionné ci-dessus, ces efforts provoquent des déformations et des pauses éventuelles: les poutres peuvent être réprimées, à risque d'effondrement, ou les dents de la rupture des engrenages.

Les parties d'un moteur sont conçues pour soutenir certains efforts sans se déformer excessivement ou casser

Ainsi, les matériaux utilisés dans divers ustensiles, machines et structures doivent être appropriés, non seulement pour garantir leur fonctionnement correct, mais pour être sûr et stable.

En général, la mécanique des matériaux fonctionne de cette manière:

Analyse

Dans le premier cas, la structure est analysée, dont la géométrie est connue, déterminant les efforts et la déformation, pour trouver la charge maximale qui peut être appliquée et ne dépasse pas une limite de déformation pré-établie.

Conception

Une autre option consiste à déterminer les dimensions de la structure, compte tenu de certaines charges et des valeurs de contrainte et de déformation autorisées.

De cette façon, la mécanique des matériaux est appliquée de manière interchangeable à diverses zones:

• travaux publics: Pour la conception des bâtiments en fonction du type de charges qu'ils doivent prendre en charge.
• Mécanique automobile et aéronautique: Dans la conception de pièces pour voitures, avions et bateaux.
• Médecine: Les biomatériaux sont un domaine très intéressant, dans lequel les principes décrits sont appliqués dans la conception de diverses prothèses et en tant que substituts tissulaires, par exemple.

De cette façon, la mécanique des matériaux est positionnée comme la base de la science et de l'ingénierie des matériaux, une branche multidisciplinaire avec des avancées spectaculaires ces derniers temps.

Les références

1. Bière, f. 2010. Mécanique des matériaux. 5e. Édition. McGraw Hill.
2. Cavazos, J. Introduction aux mécanismes de matériaux. Récupéré de: youtube.com.
3. Fitzgerald, R. mille neuf cent quatre vingt seize. Mécanique des matériaux. Alpha Omega.
4. Hibbeler, R. 2011.Mécanique des matériaux. 8e. Édition. Pearson.
5. Ingénierie et enseignement. Mécanique des matériaux. Récupéré de: ingénierie et dochence.Wordpress.com.
6. Mott, R. mille neuf cent quatre vingt seize. Résistance aux matériaux appliqués. 3e. Édition. Prentice Hall.