Deformation (engineering)In engineering, deformation refers to the change in size or shape of an object. Displacements are the absolute change in position of a point on the object. Deflection is the relative change in external displacements on an object. Strain is the relative internal change in shape of an infinitesimally small cube of material and can be expressed as a non-dimensional change in length or angle of distortion of the cube. Strains are related to the forces acting on the cube, which are known as stress, by a stress-strain curve.
Déformation d'un matériauLa déformation des matériaux est une science qui caractérise la manière dont réagit un matériau donné quand il est soumis à des sollicitations mécaniques. Cette notion est primordiale dans la conception (aptitude de la pièce à réaliser sa fonction), la fabrication (mise en forme de la pièce), et le dimensionnement mécanique (calcul de la marge de sécurité d'un dispositif pour éviter une rupture). La capacité d'une pièce à se déformer et à résister aux efforts dépend de trois paramètres : la forme de la pièce ; la nature du matériau ; des processus de fabrication : traitement thermique , traitement de surface, etc.
DislocationEn science des matériaux, une dislocation est un défaut linéaire (c'est-à-dire non-ponctuel), correspondant à une discontinuité dans l'organisation de la structure cristalline. Une dislocation peut être vue simplement comme un "quantum" de déformation élémentaire au sein d'un cristal possédant un champ de contrainte à longue distance. Elle est caractérisée par : la direction de sa ligne ; un vecteur appelé « vecteur de Burgers » dont la norme représente l'amplitude de la déformation qu'elle engendre.
Déformation plastiqueLa théorie de la plasticité traite des déformations irréversibles indépendantes du temps, elle est basée sur des mécanismes physiques intervenant dans les métaux et alliages mettant en jeu des mouvements de dislocations (un réarrangement de la position relative des atomes, ou plus généralement des éléments constitutifs du matériau) dans un réseau cristallin sans influence de phénomènes visqueux ni présence de décohésion endommageant la matière. Une des caractéristiques de la plasticité est qu’elle n’apparaît qu’une fois un seuil de charge atteint.
FluageLe fluage est le phénomène physique qui provoque la déformation irréversible différée (c'est-à-dire non instantanée) d’un matériau soumis à une contrainte constante (notée ), même inférieure à la limite d'élasticité du matériau, pendant une durée suffisante. Le fluage ainsi que la relaxation de contrainte sont deux méthodes en quasi statique de caractérisation des matériaux visqueux (cas du béton). vignette|100px|Essai de fluage à chaud.
LuxationLa luxation est définie par une perte totale de contact des surfaces articulaires d'une articulation, se produisant lors d'un traumatisme. C'est une des urgences en chirurgie orthopédique, dans le sens où l'intervention (par manœuvres ou par opération) doit intervenir rapidement, d'une part pour le risque de compression d'éléments nobles (vaisseaux, nerfs), d'autre part pour l'avenir de l'articulation (déformation articulaire, instabilité, arthrose). Elle peut être favorisée par une trop grande élasticité des ligaments, appelée hyperlaxité.
Écrouissagedroite|vignette|Laminage : l'amincissement provoque un durcissement du métal. Lécrouissage d'un métal est le durcissement d'un métal ductile sous l'effet de sa déformation plastique (déformation permanente). Ce mécanisme de durcissement explique en grande partie les différences de tenues et résistance entre les pièces métalliques obtenues par corroyage (c'est-à-dire par déformation plastique : laminage, tréfilage, forgeage) et les pièces de fonderie (simplement coulées dans un moule).
Cross slipIn materials science, cross slip is the process by which a screw dislocation moves from one slip plane to another due to local stresses. It allows non-planar movement of screw dislocations. Non-planar movement of edge dislocations is achieved through climb. Since the Burgers vector of a perfect screw dislocation is parallel to the dislocation line, it has an infinite number of possible slip planes (planes containing the dislocation line and the Burgers vector), unlike an edge or mixed dislocation, which has a unique slip plane.
Slip (materials science)In materials science, slip is the large displacement of one part of a crystal relative to another part along crystallographic planes and directions. Slip occurs by the passage of dislocations on close/packed planes, which are planes containing the greatest number of atoms per area and in close-packed directions (most atoms per length). Close-packed planes are known as slip or glide planes. A slip system describes the set of symmetrically identical slip planes and associated family of slip directions for which dislocation motion can easily occur and lead to plastic deformation.
Luxation de l'épauleLa luxation de l'épaule est la perte totale de contact entre les surfaces articulaires de l'articulation de l'épaule, se produisant au cours d'un traumatisme. On la dénomme luxation scapulo-humérale ou gléno-humérale car elle concerne l'articulation gléno-humérale, entre la tête de l'humérus et la glène de l'omoplate. Suivant la position de la tête humérale, on parle : d'une luxation antérieure, de loin la plus fréquente, d'une luxation inférieure, d'une luxation postérieure Les luxations répétées ou itératives ne guériront plus et nécessiteront une stabilisation chirurgicale pour éviter les récidives.
Durcissement structuralLe durcissement structural est comme son nom l'indique un procédé permettant de durcir un alliage de métaux. Il nécessite un alliage métastable, dont la forme stable à température ambiante est un composé intermétallique constitué de deux phases différentes. Un recuit à l'intérieur du nez du diagramme TTT entraîne la germination de précipités de différentes nouvelles phases plus ou moins stables. Ces précipités, qu'ils soient cohérents ou incohérents avec la phase principale constituent des obstacles sur le chemin des dislocations ce qui augmente la dureté ainsi que les propriétés en traction du matériau.
Solid solution strengtheningIn metallurgy, solid solution strengthening is a type of alloying that can be used to improve the strength of a pure metal. The technique works by adding atoms of one element (the alloying element) to the crystalline lattice of another element (the base metal), forming a solid solution. The local nonuniformity in the lattice due to the alloying element makes plastic deformation more difficult by impeding dislocation motion through stress fields. In contrast, alloying beyond the solubility limit can form a second phase, leading to strengthening via other mechanisms (e.
Restauration (métallurgie)En métallurgie, la restauration est le nom d'un traitement thermique (ou d'une phase d'un traitement thermique) ou recuit durant lequel on observe une diminution de la densité des dislocations. Les dislocations sont en général introduites par déformation plastique (multiplication des dislocations par le mécanisme de Frank et Read). Ces dislocations se gênent mutuellement et donc augmentent la dureté (phénomène d'écrouissage).
Burgers vectorIn materials science, the Burgers vector, named after Dutch physicist Jan Burgers, is a vector, often denoted as b, that represents the magnitude and direction of the lattice distortion resulting from a dislocation in a crystal lattice. The vector's magnitude and direction is best understood when the dislocation-bearing crystal structure is first visualized without the dislocation, that is, the perfect crystal structure.
Tenseur des contraintesLe tenseur des contraintes est un tenseur d'ordre 2 utilisé en mécanique des milieux continus pour caractériser l'état de contrainte, c'est-à-dire les efforts intérieurs mis en jeu entre les portions déformées d'un milieu. Le terme a été introduit par Cauchy vers 1822. Comme les efforts intérieurs sont définis pour chaque surface coupant le milieu (on parle d'ailleurs également d'efforts surfaciques), le tenseur est défini localement, en chaque point du solide. L'état de contrainte du solide est donc représenté par un champ tensoriel.
Contrainte (mécanique)vignette|Lignes de tension dans un rapporteur en plastique vu sous une lumière polarisée grâce à la photoélasticité. En mécanique des milieux continus, et en résistance des matériaux en règle générale, la contrainte mécanique (autrefois appelée tension ou « fatigue élastique ») décrit les forces que les particules élémentaires d'un milieu exercent les unes sur les autres par unité de surface. Ce bilan des forces locales est conceptualisé par un tenseur d'ordre deux : le tenseur des contraintes.
Cristalvignette|Cristaux. vignette|Cristaux de sel obtenus par cristallisation lente dans une saumure à température ambiante. Un cristal est un solide dont les constituants (atomes, molécules ou ions) sont assemblés de manière régulière, par opposition au solide amorphe. Par « régulier » on veut généralement dire qu'un même motif est répété à l'identique un grand nombre de fois selon un réseau régulier, la plus petite partie du réseau permettant de recomposer l'empilement étant appelée une « maille ».
Résistance des matériauxvignette|Essai de compression sur une éprouvette de béton, une pression croissante est appliquée verticalement sur l'échantillon pendant que deux appareils mesurent les déformations longitudinales et transversales de l'éprouvette. vignette|À l'issue du test, l'éprouvette s'est rompue. Notez la cassure longitudinale. La résistance des matériaux (RDM) est une discipline particulière de la mécanique des milieux continus, permettant le calcul des contraintes et déformations dans les structures des différents matériaux (machines, génie mécanique, bâtiment et génie civil).
Hardening (metallurgy)Hardening is a metallurgical metalworking process used to increase the hardness of a metal. The hardness of a metal is directly proportional to the uniaxial yield stress at the location of the imposed strain. A harder metal will have a higher resistance to plastic deformation than a less hard metal. The five hardening processes are: The Hall–Petch method, or grain boundary strengthening, is to obtain small grains. Smaller grains increases the likelihood of dislocations running into grain boundaries after shorter distances, which are very strong dislocation barriers.
Stress–strain analysisStress–strain analysis (or stress analysis) is an engineering discipline that uses many methods to determine the stresses and strains in materials and structures subjected to forces. In continuum mechanics, stress is a physical quantity that expresses the internal forces that neighboring particles of a continuous material exert on each other, while strain is the measure of the deformation of the material. In simple terms we can define stress as the force of resistance per unit area, offered by a body against deformation.
