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Livre

Mécanique des milieux continus. Volume 1 , Théorie

Résumé

Un manuel théorique consacré à la mécanique des milieux continus, abordant particulièrement la question de la formulation des lois du comportement limitées à la visco-élasticité héréditaire et à l'élasticité. L'ouvrage présente une analyse étendue de nombreux problèmes d'élasticité linéarisée des matériaux et des structures. ©Electre 2022


  • Autre(s) auteur(s)
  • Éditeur(s)
  • Date
    • DL 2022
  • Notes
    • Bibliogr. Index
  • Langues
    • Français
  • Description matérielle
    • 1 vol. (XIV-372 p.) : ill., fig., couv. ill. en coul. ; 24 cm
  • Collections
  • Sujet(s)
  • ISBN
    • 978-2-35671-840-2
  • Indice
    • 532 Mécanique des fluides, hydraulique
  • Quatrième de couverture
    • La mécanique des milieux continus décrit le mouvement, la déformation et les écoulements de la matière en faisant abstraction de son caractère moléculaire. Cette discipline est présentée ici en deux volumes et résulte du cours de l'École des Mines de Paris, enseigné par Samuel Forest depuis 2004 et bénéficiant largement des contributions de Michel Amestoy.

      La devise de l'École des Mines, Théorie et Pratique, est particulièrement adaptée puisque le corpus théorique et les problèmes résolus sont traités à parts égales.

      L'originalité de l'ouvrage réside dans l'analyse étendue de nombreux problèmes d'élasticité linéarisée des matériaux et des structures. Les solutions sont largement illustrées par des simulations numériques par la méthode des éléments finis. La partie théorique porte une attention toute particulière à la question de la formulation des lois de comportement qui sont limitées à la viscoélasticité héréditaire et à l'élasticité. La théorie est présentée dans le cadre des transformations finies et sa linéarisation est réalisée avec soin. Les applications concernent aussi bien des phénomènes familiers de la déformation des corps matériels (flexion, torsion, effet bilame en thermo élasticité, etc.) que des problèmes industriels importants (réservoirs sous pression, applications aéronautiques, génie civil représenté par l'essai brésilien, le barrage-poids, applications électromagnétiques, etc.). Il n'en demeure pas moins que l'ouvrage n'aborde qu'une partie limitée de la mécanique des milieux continus et que les éditions ultérieures s'élargiront à d'autres problèmes.


  • Tables des matières
      • Mécanique des milieux continus

      • Volume 1 : Théorie

      • Samuel Forest

      • Michel Amestoy

      • Mines Paris

      • Avant-propos 7
      • I Theorie11
      • 1 Introduction 13
      • 1.1 Les différentes échelles de la matière, des matériaux et des structures13
      • 1.1.1 Structures, microstructures, nanostructures13
      • 1.1.2 Microstructures cristallines, granulaires, cellulaires14
      • 1.2 Milieux continus ou presque16
      • 1.2.1 Le rêve de Laplace et la phénoménologie16
      • 1.2.2 Volume élémentaire pour la thermomécanique, représentation ponctuelle21
      • 1.2.3 Fissures, discontinuités et singularités23
      • 1.2.4 La vraie nouveauté : le tenseur des contraintes23
      • 1.3 Le problème de fermeture et la variété des comportements24
      • 1.3.1 Corps indéformables24
      • 1.3.2 Lois de comportement24
      • 1.4 Plan du cours25
      • 1.4.1 Plan du cours oral25
      • 1.4.2 Plan du cours écrit25
      • 1.4.3 Liens avec les autres cours de l'Ecole des Mines de Paris25
      • 2 Transformations du milieu continu 27
      • 2.1 Enjeux physiques et faits expérimentaux27
      • 2.2 Géométrie et cinématique du milieu continu29
      • 2.2.1 Observateurs et référentiels29
      • 2.2.2 Placement du corps matériel31
      • 2.2.3 Descriptions matérielle et spatiale du mouvement32
      • 2.2.4 Le gradient de la transformation33
      • 2.2.5 Transports convectifs37
      • 2.2.6 Décomposition polaire du gradient de la transformation39
      • 2.2.7 Exemples de transformations homogènes40
      • 2.3 Métriques et mesures de déformation44
      • 2.3.1 Interprétation géométrique des tenseurs de Cauchy-Green44
      • 2.3.2 Mesures de déformation46
      • 2.3.3 Transformations infinitésimales51
      • 2.3.4 Etude des déformations homogènes57
      • 2.3.5 Conditions de compatibilité59
      • 2.3.6 Changement de référentiel euclidien / de configuration de référence64
      • 2.4 Vitesses de déformation66
      • 2.4.1 Dérivées par rapport au temps : champs de vitesses et d'accélération66
      • 2.4.2 Champ de gradient des vitesses67
      • 2.4.3 Vitesses d'évolution des longueurs, angles et volumes70
      • 2.4.4 Conditions de compatibilité pour le champ taux de déformation74
      • 2.4.5 Changement de référentiel euclidien76
      • 2.4.6 Exemples de champs de vitesses78
      • 3 Equations de bilan 81
      • 3.1 Conservation de la masse81
      • 3.1.1 Masse d'un corps matériel et sa conservation81
      • 3.2 Conservation de la quantité de mouvement et du moment cinétique82
      • 3.2.1 Quantité de mouvement et moment cinétique d'un corps matériel82
      • 3.2.2 Application de la loi fondamentale de la dynamique82
      • 3.2.3 Partition des efforts appliqués à un corps matériel83
      • 3.2.4 Les lois d'Euler du mouvement85
      • 3.3 Analyse des contraintes : la méthode de Cauchy86
      • 3.3.1 Insuffisance de la représentation pression des efforts intérieurs86
      • 3.3.2 Le postulat et le théorème de Cauchy86
      • 3.3.3 Les lois de Cauchy du mouvement90
      • 3.3.4 Le théorème des puissances virtuelles93
      • 3.4 Conservation de l'énergie96
      • 3.4.1 Premier principe de la thermodynamique des milieux continus96
      • 3.4.2 Formulation locale du premier principe97
      • 3.5 Equations de bilan en présence de discontinuités99
      • 3.5.1 Un théorème de transport99
      • 3.5.2 Surface de discontinuité100
      • 3.5.3 Bilan de masse101
      • 3.5.4 Bilan de quantité de mouvement102
      • 3.5.5 Bilan d'énergie104
      • 4 Le tenseur des contraintes dans tous ses états 105
      • 4.1 Les tenseurs de contraintes105
      • 4.1.1 Représentation lagrangienne des équations d'équilibre105
      • 4.1.2 Contraintes et déformations conjuguées106
      • 4.1.3 Changement de base107
      • 4.2 Valeurs et directions principales des contraintes108
      • 4.2.1 Décomposition spectrale du tenseur des contraintes108
      • 4.2.2 Contraintes normale et tangentielle, cisaillement109
      • 4.2.3 Représentation de Mohr111
      • 4.3 Etats de contraintes remarquables113
      • 4.3.1 Etat de traction/compression simple : (σ, 0, 0)113
      • 4.3.2 Etat de cisaillement simple : (τ, - τ, 0)115
      • 4.3.3 Etat de contraintes bi-axial / contraintes planes : (σ1, σ2, 0)116
      • 4.3.4 Etat de contrainte tri-axial : (σ1, σ2, σ3 )117
      • 4.4 Critères en contrainte pour les matériaux isotropes117
      • 4.4.1 Fonctions isotropes du tenseur des contraintes117
      • 4.4.2 Pression, déviateur des contraintes119
      • 4.4.3 Critère de contrainte normale maximale119
      • 4.4.4 Critère de contrainte tangentielle maximale (Tresca)120
      • 4.4.5 Critère de von Mises121
      • 5 Ecoulement des fluides parfaits incompressibles 123
      • 5.1 Equations d'Euler pour les fluides parfaits123
      • 5.2 Théorèmes généraux pour les fluides parfaits124
      • 5.2.1 Théorème d'Euler124
      • 5.2.2 Théorèmes de Bernoulli125
      • 5.3 Ecoulements plans irrotationnels : potentiel complexe126
      • 5.4 Application à l'écoulement autour d'un cylindre127
      • 5.4.1 Lignes de courant129
      • 5.4.2 Lignes de courant et trajectoires dans un autre référentiel130
      • 5.4.3 Paradoxe de D'Alembert134
      • 5.5 Obstacle sphérique dans un écoulement de fluide parfait incompressible134
      • 5.5.1 Champ des vitesses autour de la sphère135
      • 5.5.2 Lignes de courant autour de la sphère136
      • 5.5.3 Champ de pression dans le fluide et calcul de la trainée136
      • 5.6 Tourbillons libres dans un écoulement ; Portance136
      • 5.6.1 Ecoulement autour d'un cylindre avec circulation137
      • 5.6.2 Ecoulement autour d'un cylindre avec tourbillons libres141
      • 6 Formulation des lois de comportement 147
      • 6.1 Nécessité des lois de comportement147
      • 6.1.1 Décompte des inconnues et des équations147
      • 6.1.2 Variété des comportements148
      • 6.2 Mécanique statistique et lois de comportement macroscopiques150
      • 6.2.1 Théorie cinétique des gaz151
      • 6.3 Les principes de construction des lois de comportement mécanique153
      • 6.3.1 Structure de l'espace physique153
      • 6.3.2 Structure de l'espace matériel154
      • 6.3.3 Déterminisme galiléen pour la loi de comportement viscoélastique156
      • 6.3.4 Les jeux de variables de la loi de comportement161
      • 6.3.5 Covariance de la loi de comportement163
      • 6.3.6 Mise en évidence de la propriété d'indifférence matérielle165
      • 6.4 Respect des symétries matérielles165
      • 6.4.1 Une définition des fluides et des solides166
      • 6.5 Loi de comportement thermomécanique169
      • 6.5.1 Variables thermomécaniques169
      • 6.5.2 Formulation de la loi de conduction thermique172
      • 6.6 Le crible de la thermodynamique des milieux continus172
      • 6.6.1 Premier principe de la thermodynamique173
      • 6.6.2 Second principe de la thermodynamique des milieux continus173
      • 6.6.3 Loi de conduction thermique176
      • 6.7 Exemples de lois de comportement illicites178
      • 7 Corps élastiques 179
      • 7.1 Elasticité179
      • 7.1.1 Loi de comportement élastique179
      • 7.1.2 Loi de comportement thermoélastique179
      • 7.1.3 Invariance de configuration pour les corps élastiques181
      • 7.1.4 Thermoélasticité isotrope183
      • 7.2 Hyperélasticité184
      • 7.2.1 Exploitation du second principe ; lois d'état184
      • 7.2.2 Formulation lagrangienne de l'hyperélasticité185
      • 7.2.3 Loi de Doyle-Ericksen187
      • 7.2.4 Propriétés caractéristiques des matériaux hyperélastiques187
      • 7.2.5 Hyperélasticité isotrope189
      • 7.2.6 Potentiel dual υ*0 pour les corps hyperélastiques193
      • 7.3 Formulation eulérienne directe de l'hyperélasticité anisotrope195
      • 7.3.1 Dérivées convectives des arguments eulériens du potentiel195
      • 7.3.2 Exploitation de l'inégalité de Clausius-Duhem196
      • 7.4 Hyperélasticité dans le cas de l'isotropie transverse197
      • 7.4.1 Retour sur l'hyperélasticité isotrope197
      • 7.4.2 Jeu de variables dans le cas isotrope transverse199
      • 7.4.3 Loi d'hyperélasticté eulérienne isotrope transverse200
      • 7.4.4 Loi d'hyperélasticté lagrangienne isotrope transverse201
      • 7.5 Liaisons internes dans les corps élastiques202
      • 7.5.1 Prise en compte de la liaison interne lors de l'exploitation du second principe202
      • 7.5.2 Incompressibilité203
      • 7.5.3 Rigidité204
      • 7.5.4 Inextensibilité dans une direction204
      • 8 Thermoélasticité linéarisée 205
      • 8.1 Linéarisation de la loi des corps thermoélastiques205
      • 8.1.1 Cas des déformations infinitésimales206
      • 8.1.2 Cas des transformations infinitésimales207
      • 8.2 Etude du tenseur d'élasticité anisotrope209
      • 8.2.1 Changement de base pour les tenseurs des propriétés thermoélastiques209
      • 8.2.2 Rigidités et souplesses ; notation de Voigt pour les modules d'élasticité210
      • 8.2.3 Analyse des symétries matérielles pour le tenseur des modules d'élasticité213
      • 8.2.4 Inversion de la relation d'élasticité isotrope : module de Young et coefficient de Poisson217
      • 8.2.5 Caractère défini positif du tenseur d'élasticité219
      • 8.2.6 Analyse des symétries matérielles pour le tenseur des dilatations thermiques221
      • 8.2.7 Notation alternative : algèbre des tenseurs d'ordre deux symétriques222
      • 8.3 Couplages thermoélastiques223
      • 8.3.1 Contraintes d'origine thermique223
      • 8.3.2 Equation de la chaleur226
      • 8.3.3 Quelques conséquences du couplage thermoélastique229
      • 9 Problème d'équilibre thermoélastique linéarisé 233
      • 9.1 Formulation du problème d'équilibre thermoélastique linéaire233
      • 9.1.1 Linéarisation des équations d'équilibre233
      • 9.1.2 Formulation du problème aux limites234
      • 9.1.3 Schémas de résolution235
      • 9.1.4 Superposition240
      • 9.1.5 Existence et unicité des solutions240
      • 9.2 Exemples : traction simple et flexion pure242
      • 9.2.1 Essai de traction/compression simple242
      • 9.2.2 Flexion246
      • 9.2.3 Principe de Saint-Venant252
      • 9.3 Problèmes bidimensionnels255
      • 9.3.1 Déformations planes255
      • 9.3.2 Contraintes planes256
      • 9.3.3 Fonctions de contraintes257
      • 9.3.4 Le cas 2D et demi259
      • 9.3.5 Cas axisymétrique259
      • 9.3.6 Cas antiplan260
      • 10 Théorèmes de l'énergie et encadrement 261
      • 10.1 Elasticité non linéaire dans le contexte infinitésimal261
      • 10.1.1 Potentiel d'élasticité et potentiel dual261
      • 10.1.2 Formulation du problème aux limites d'élasticité non linéaire infinitésimale262
      • 10.2 Théorèmes de l'énergie en élasticité non linéaire infinitésimale262
      • 10.2.1 Une application du théorème des travaux virtuels262
      • 10.2.2 Formulation variationnelle du problème aux limites en déplacement263
      • 10.2.3 Régularité des solutions264
      • 10.2.4 Théorème de l'énergie potentielle265
      • 10.2.5 Formulation variationnelle du problème en contraintes266
      • 10.2.6 Théorème de l'énergie complémentaire267
      • 10.2.7 Encadrement de la solution :267
      • 10.3 Théorèmes de l'énergie dans le cas de l'élasticité linéarisée268
      • 10.4 Module de Young apparent d'un cylindre encastré269
      • 10.4.1 Position du problème269
      • 10.4.2 Un premier encadrement du module apparent270
      • 10.4.3 Améliorations de la borne supérieure271
      • 11 Fluides viscoélastiques 279
      • 11.1 Fluides viscoélastiques279
      • 11.2 Fluides différentiels279
      • 11.3 Fluides de type taux281
      • 11.4 Fluides newtoniens282
      • 11.5 Equations de Navier-Stokes283
      • 11.6 Quelques applications aux fluides newtoniens incompressibles285
      • 11.6.1 Ecoulements de Poiseuille et de Couette285
      • 11.6.2 Ecoulement de Couette285
      • 11.6.3 Ecoulement de Couette-Taylor entre deux cylindres288
      • 11.6.4 Premier problème de Stokes289
      • 11.7 Obstacle sphérique dans un écoulement de fluide de Stokes291
      • 11.7.1 Champ de pression291
      • 11.7.2 Détermination du champ des vitesses292
      • 11.7.3 Le gradient des vitesses et contraintes déviatoriques dans le fluide294
      • 11.7.4 Force de trainée295
      • 11.7.5 Epilogue malheureux297
      • II Annexes299
      • 12 Tenseurs 301
      • 12.1 Algèbre tensorielle301
      • 12.1.1 Tenseurs sur un espace vectoriel E302
      • 12.1.2 Tenseurs euclidiens309
      • 12.1.3 Algèbre extérieure et pseudo-tenseurs313
      • 12.1.4 Transformations orthogonales et rotations317
      • 12.2 Applications linéaires entre deux espaces vectoriels321
      • 12.2.1 Déterminant (intrinsèque) d'une application linéaire321
      • 12.2.2 Opérateur adjoint d'une application linéaire sur deux espaces vectoriels321
      • 12.2.3 Transposition d'une application linéaire sur deux espaces vectoriels euclidiens323
      • 12.2.4 Opérations de transport : images directe et réciproque324
      • 12.2.5 Prenons acte de l'identification entre un espace euclidien et son dual326
      • 12.3 Analyse tensorielle327
      • 12.3.1 Champs de tenseurs327
      • 12.3.2 Opérateurs différentiels328
      • 12.3.3 Intégration des champs de tenseurs333
      • 12.4 Quelques résultats importants d'algèbre et analyse tensorielles en mécanique des milieux continus334
      • 12.4.1 Théorème de Cayley-Hamilton et invariants d'un tenseur334
      • 12.4.2 Lemme de Poincaré335
      • 12.4.3 La différentielle de la fonction inverse sur les tenseurs d'ordre 2335
      • 12.4.4 La différentielle du déterminant d'un tenseur du second ordre inversible336
      • 12.5 Théorèmes de représentation337
      • 12.5.1 Rappels sur les groupes de symétrie337
      • 12.5.2 Fonctions isotropes340
      • 13 Formulation des lois de conservation 345
      • 13.1 Forme générale d'une équation de bilan345
      • 13.2 Théorèmes de transport (forme intégrale)345
      • 13.2.1 Cas d'une fonction f continue345
      • 13.2.2 Cas d'un volume matériel346
      • 13.2.3 Cas d'un volume présentant une surface singulière347
      • 13.3 Equations de champ et équations aux discontinuités348
      • 14 Variance fondamentale des tenseurs en mécanique 351
      • 14.1 Gradient de la transformation et déformations351
      • 14.2 Histoire des déformations352
      • 14.3 Vitesses et gradient des vitesses352
      • 14.4 Forces et contraintes353
      • 14.5 Changements de base353
      • 14.6 Dérivation temporelle convective355
      • 14.7 Variance et loi de comportement356
      • 14.8 Variance, isotropie de l'espace et seconde loi de Newton356
      • 15 De Newton à Cauchy : dynamique newtonienne 359
      • 15.1 Définition et propriétés de la fonction fenêtre d'observation360
      • 15.2 Equations de bilan déduites de la dynamique newtonienne361
      • 15.3 Non-objectivité des contraintes364
      • 16 Invariance galiléenne et interaction entre particules 365
      • 17 Formulaire d'analyse tensorielle 367
      • 17.1 Coordonnées cylindriques367
      • 17.1.1 Définition des coordonnées367
      • 17.1.2 Champ scalaire367
      • 17.1.3 Champ de vecteurs367
      • 17.1.4 Champ de tenseurs d'ordre 2368
      • 17.2 Coordonnées sphériques368
      • 17.2.1 Définition des coordonnées368
      • 17.2.2 Champ scalaire369
      • 17.2.3 Champ de vecteurs369
      • 17.2.4 Champ de tenseurs d'ordre 2 symétriques370
      • 18 Eléments bibliographiques par thèmes 371
      • III Pratique373
      • 19 Quelques transformations finies 375
      • 19.1 Distorsion simple375
      • 19.2 Le glissement simple376
      • 19.2.1 Directions propres des déformations de Cauchy-Green376
      • 19.2.2 Fibres matérielles allongées et raccourcies lors du glissement378
      • 19.2.3 Un festival de rotations380
      • 19.2.4 Rotation relative dans le glissement de deux lignes matérielles initialement orthogonales382
      • 19.3 La flexion circulaire388
      • 19.3.1 Déformations et rotations par flexion circulaire388
      • 19.3.2 Cas d'une transformation isochore390
      • 19.3.3 Cas d'une plaque mince391
      • 19.4 Gonflement et cavitation392
      • 20 Quelques tourbillons 395
      • 20.1 Le vorticimètre395
      • 20.2 Le tourbillon ponctuel396
      • 20.2.1 Le vorticimètre et le tourbillon ponctuel396
      • 20.2.2 Cinématique du tourbillon simple397
      • 20.2.3 Cas d'un assemblage rigide faisant un angle donné401
      • 20.2.4 Cas d'un assemblage articulé403
      • 21 Déformations libres 405
      • 21.1 Compatibilité des déformations d'origine thermique405
      • 21.1.1 Déformations infinitésimales d'origine thermique405
      • 21.1.2 Déformée d'un corps soumis à un gradient de température407
      • 21.2 Effet bilame412
      • 21.2.1 Etat de contraintes équi-biaxiales413
      • 21.2.2 Déformations des couches414
      • 21.2.3 Equations de compatibilité414
      • 21.2.4 Déplacements414
      • 21.2.5 Contraintes dans chaque couche415
      • 21.2.6 Torseur des efforts résultant417
      • 21.2.7 Comparaison avec un modèle numérique419
      • 21.2.8 Résolution du système419
      • 21.2.9 Bilame de laiton et d'invar420
      • 21.3 Mécanique des microsystèmes422
      • 21.3.1 La formule de Stoney422
      • 21.3.2 Contraintes dans un film mince sur un substrat424
      • 21.3.3 Contraintes résiduelles dans un dépôt d'aluminium sur un substrat de silicium425
      • 21.3.4 Contraintes d'épitaxie426
      • 21.4 Mécanique et changement de phase à l'état solide427
      • 21.4.1 Morphologie lamellaire428
      • 21.4.2 Assemblage de sphères concentriques434
      • 21.4.3 Plasticité dans la matrice440
      • 21.4.4 Prise en compte de l'énergie d'interface441
      • 21.4.5 Effet d'une charge appliquée443
      • 21.4.6 Epilogue446
      • 22 Réservoirs sous pression 447
      • 22.1 Statique du réservoir sous pression447
      • 22.1.1 Conditions à la frontière du tube447
      • 22.1.2 Equilibre des efforts appliqués449
      • 22.1.3 Considérations de symétrie449
      • 22.1.4 Etablissement de quelques informations sur les contraintes au sein du tube450
      • 22.1.5 Cas d'un tube fermé par une calotte de forme quelconque451
      • 22.1.6 Cas d'un tube mince454
      • 22.2 Elastostatique du réservoir sous pression455
      • 22.2.1 Distribution des déplacements, déformations et contraintes455
      • 22.2.2 Différentes conditions aux extrémités du tube458
      • 22.2.3 Cas d'un tube mince458
      • 22.2.4 Respect du contexte infinitésimal461
      • 22.2.5 Cavité dans un massif infini461
      • 22.2.6 Dimensionnement du réservoir sous pression461
      • 22.3 Frettage465
      • 22.3.1 Opération de frettage de deux tubes465
      • 22.3.2 Caractéristiques de l'assemblage fretté466
      • 22.3.3 Contraintes initiales dans l'assemblage fretté467
      • 22.3.4 Assemblage fretté chargé468
      • 22.3.5 Optimisation de l'assemblage fretté469
      • 22.4 Sphère sous pression470
      • 23 Torsion 473
      • 23.1 Introduction473
      • 23.1.1 Problème de Dirichlet pour les fonctions harmoniques473
      • 23.1.2 Problème de Neumann pour les fonctions harmoniques473
      • 23.2 Torsion élastostatique d'un barreau cylindrique474
      • 23.2.1 Méthode des déplacements476
      • 23.2.2 Force résultante478
      • 23.2.3 Rigidité de torsion479
      • 23.2.4 Méthode des contraintes480
      • 23.2.5 Barre de section circulaire486
      • 23.3 Au-delà du régime élastique487
      • 23.3.1 Rupture fragile d'une barre de section circulaire487
      • 23.3.2 Limite d'élasticité d'une barre à section circulaire en torsion488
      • 23.4 Torsion de barres à sections elliptiques et triangulaires488
      • 23.4.1 Préliminaire : retour sur les fonction de gauchissement et fonction de contrainte489
      • 23.4.2 Torsion d'une barre de section elliptique490
      • 23.4.3 Torsion d'une barre de section triangulaire497
      • 24 Le problème de Saint-Venant 503
      • 24.1 Statique du problème de Saint-Venant504
      • 24.1.1 Une propriété remarquable des contraintes504
      • 24.1.2 Forme des contraintes dans le problème de Saint-Venant505
      • 24.1.3 Détermination des contraintes de cisaillement506
      • 24.1.4 Condition sur les surfaces latérales de la poutre508
      • 24.1.5 Centre de torsion509
      • 24.2 Poutre de section quelconque soumise à un effort tranchant510
      • 24.2.1 Contraintes dans la poutre en flexion simple512
      • 24.2.2 Détermination des déplacements515
      • 24.2.3 Cas d'une poutre de section circulaire518
      • 24.2.4 Epilogue : retour sur le problème de Saint-Venant524
      • 25 Machines tournantes 525
      • 25.1 Expressions simplifiées de la réponse élastique linéarisée d'un disque mince en rotation525
      • 25.1.1 Efforts centrifuges526
      • 25.1.2 Forme du tenseur des contraintes528
      • 25.1.3 Une condition de compatibilité528
      • 25.1.4 Détermination des contraintes529
      • 25.1.5 Déformations et déplacements529
      • 25.1.6 Contexte infinitésimal532
      • 25.1.7 Contact avec le carter et prise en compte de l'aubage533
      • 25.2 Critères de plasticité et de rupture534
      • 25.2.1 Seuil de plasticité et vitesse critique pour le disque mince alésé534
      • 25.2.2 Vitesse critique pour un disque en superalliage à base de nickel536
      • 25.2.3 Rupture brutale536
      • 25.2.4 Cas où le rayon de l'alésage est très faible536
      • 25.2.5 Cas d'un disque mince non alésé539
      • 25.3 Solution au sens de Saint-Venant du problème du disque541
      • 25.3.1 Expressions générales des contraintes541
      • 25.3.2 Equations de compatibilité541
      • 25.3.3 Détermination complète des contraintes544
      • 25.3.4 Déformations et déplacements546
      • 25.3.5 Comparaison avec une solution numérique obtenue par la méthode des éléments finis548
      • 25.4 Contraintes planes pour un cylindre de longueur finie549
      • 25.4.1 Approche par les équations de Beltrami en coordonnées cylindriques549
      • 25.4.2 Interprétation des termes de la solution555
      • 25.4.3 Complément à l'étude des contraintes planes556
      • 25.5 Arbres en rotation557
      • 25.5.1 Mise en oeuvre de la méthode de déplacements557
      • 25.5.2 Vitesse critique pour un arbre en rotation559
      • 25.5.3 Epilogue560
      • 26 Concentrations de contraintes 561
      • 26.1 Préliminaire : fonction de contraintes et coordonnées cylindriques561
      • 26.2 Contraintes dans une plaque trouée en traction562
      • 26.2.1 Champ de contraintes loin du trou563
      • 26.2.2 Forme générale des contraintes564
      • 26.2.3 Prise en compte des conditions à la frontière564
      • 26.3 Concentration de contrainte au bord du trou566
      • 26.3.1 Facteur de concentration de contrainte566
      • 26.3.2 Plasticité et rupture569
      • 26.4 Déformations et déplacements570
      • 26.4.1 Détermination partielle des déformations et des déplacements572
      • 26.4.2 Précision du contexte infinitésimal574
      • 26.4.3 Déformée du trou574
      • 26.5 Plaque trouée sollicitée en traction plane575
      • 26.5.1 Etude de la traction plane576
      • 26.5.2 Plaque trouée en déformations planes577
      • 26.6 Comparaison avec des simulations numériques 3D578
      • 26.7 Trou elliptique dans une plaque585
      • 26.7.1 Contrainte au bord du trou elliptique585
      • 26.7.2 Cas d'une sollicitation perpendiculaire au grand axe de l'ellipse586
      • 26.7.3 Cas d'une sollicitation parallèle au grand axe de l'ellipse588
      • 26.7.4 Cas d'une ellipse infiniment aplatie sollicitée en traction dans une direction quelconque 0 <α<π / 2588
      • 26.7.5 Expérience de mécanique de la rupture590
      • 26.8 Différence entre le trou elliptique aplati et la fissure593
      • 26.8.1 Champ de contraintes en pointe de fissure594
      • 26.8.2 Quelques paradoxes liés à la rupture595
      • 26.8.3 Un critère simple de bifurcation de fissure597
      • 26.8.4 Trou elliptique infiniment aplati chargé en mode II599
      • 26.8.5 Comportement asymptotique de trous de formes plus générales601
      • 26.9 Cavités sphériques et ellipsoïdales dans un massif601
      • 26. 10 Epilogue 602
      • 27 Matériaux composites 603
      • 27.1 Inclusion cylindrique hétérogène dans une matrice élastique et application aux composites à fibres longues603
      • 27.1.1 Contraintes et déformations dans l'inclusion pour la traction transverse603
      • 27.1.2 Concentration de contraintes dans la matrice pour la traction transverse606
      • 27.1.3 Extension au chargement biaxial quelconque608
      • 27.1.4 Application aux composites à fibres longues608
      • 28 Dislocations de Volterra 613
      • 28.1 Dislocation-vis614
      • 28.1.1 Champ de déplacements615
      • 28.1.2 Vecteur de Burgers615
      • 28.1.3 Champs de contraintes et de déformations616
      • 28.1.4 Equilibre et conditions aux limites en contraintes616
      • 28.1.5 Energie élastique d'une dislocation-vis617
      • 28.1.6 Cas où ri→ 0617
      • 28.1.7 Influence du choix du plan de coupure617
      • 28.1.8 Torseur résultant618
      • 28.1.9 Solution exacte au sens de Saint-Venant619
      • 28.2 Dislocation-coin620
      • 28.2.1 Equilibre local et conditions aux limites620
      • 28.2.2 Contraintes réduites621
      • 28.2.3 Contexte des déformations planes621
      • 28.2.4 Moment résultant621
      • 28.2.5 Déformations et déplacements622
      • 28.2.6 Energie d'une dislocation-coin624
      • 28.2.7 Dislocation-coin équivalente625
      • 28.3 Dislocations mixtes626
      • 28.4 Compatibilité générale627
      • 28.4.1 Retour sur la compatibilité627
      • 28.4.2 Domaines non simplement connexes629
      • 28.5 Dislocations dans les cristaux630
      • 29 Forces concentrées, forces distribuées 633
      • 29.1 Distribution de pression appliquée le long d'une gouttière633
      • 29.1.1 Conditions aux limites633
      • 29.1.2 Champ de contraintes634
      • 29.1.3 Champ de déformations634
      • 29.1.4 Expression des déplacements dans le plan635
      • 29.1.5 Conditions aux limites en déplacements et déplacements finaux636
      • 29.1.6 Respect du contexte infinitésimal637
      • 29.1.7 Energie élastique stockée638
      • 29.1.8 Limite d'élasticité638
      • 29.2 Le problème de Flamant638
      • 29.2.1 Formulation du problème638
      • 29.2.2 Contraintes de Flamant639
      • 29.2.3 Visualisation par photoélasticité639
      • 29.2.4 Caractère pathologique de la solution de Flamant640
      • 29.3 Distribution de pression sur un massif640
      • 29.3.1 Question préliminaire640
      • 29.3.2 Champ de contraintes dans le massif640
      • 29.3.3 Régularité des contraintes643
      • 29.3.4 Respect du contexte infinitésimal643
      • 29.3.5 Limite d'élasticité644
      • 29.3.6 Déformée de la surface645
      • 29.4 Le problème de Flamant général645
      • 29.5 L'essai brésilien de compression diamétrale647
      • 29.5.1 Champ de contrainte dans un disque en compression diamétrale648
      • 29.5.2 Etude du champ des déformations656
      • 29.5.3 Considération de conditions aux limites plus réalistes658
      • 30 Gravitation et électromagnétisme 663
      • 30.1 Dimensionnement d'un barrage-poids663
      • 30.1.1 Critère de non glissement du barrage663
      • 30.1.2 Etude du barrage dans le cas α = 0665
      • 30.1.3 Etude du barrage dans le cas général673
      • 30.2 Contraintes dans les bobines de champs magnétiques677
      • 30.2.1 Forces de volume d'origine électromagnétique678
      • 30.2.2 Solénoïde renforcé par une frette en acier685
      • 30.3 Contraintes dans les corps célestes689
      • 30.3.1 Préliminaires689
      • 30.3.2 Planète fluide692
      • 30.3.3 Planète solide693
      • 30.3.4 Détermination complète du déplacement694
      • 30.3.5 Étude des déformations de la planète696
      • 30.3.6 Planète possédant un noyau fluide et un manteau solide699
      • 30.3.7 Discussion des résultats701
      • 30.3.8 Complément : aplatissement aux pôles704
      • 31 Aubes de turbines monocristallines 707
      • 31.1 Préliminaire : le tenseur d'élasticité cubique708
      • 31.1.1 Le groupe d'invariance de configuration pour la classe de symétrie cubique708
      • 31.1.2 Tenseur de structure de l'élasticité cubique708
      • 31.1.3 Potentiel d'élasticité cubique linéarisée709
      • 31.1.4 Le tenseur d'élasticité linéaire cubique710
      • 31.1.5 Equivalence avec la notation matricielle usuelle711
      • 31.2 Traction simple d'une barre monocristalline en élasticité cubique712
      • 31.2.1 Calcul de la déformation de traction713
      • 31.2.2 Module de Young dans la direction 713
      • 31.2.3 Module de Young selon trois directions du cristal714
      • 31.2.4 Modules de Young extrémaux715
      • 31.3 Torsion d'une barre monocristalline en élasticité cubique717
      • 31.3.1 Torsion d'une barre parallèle à 717
      • 31.3.2 Torsion d'une barre d'axe parallèle à i + 719
      • 31.4 Critère de plasticité cubique721
      • 31.4.1 Limite d'élasticité en traction simple722
      • 31.4.2 Limite d'élasticité en torsion724
      • Références bibliographiques 727
      • Index 737

  • Origine de la notice:
    • Abes ;
    • Electre
  • Disponible - 532 FOR

    Niveau 2 - Sciences