Qu'est-ce que la déformation de cisaillement?
Déformation de cisaillement est le rapport entre la variation des dimensions et la dimension d'origine due à la contrainte de cisaillement et à la déformation perpendiculaire plutôt que parallèle à celle-ci. Déformation de cisaillement résulte de l'utilisation de 2 forces parallèles et opposées agissant sur les surfaces d'un objet.
Formule de déformation de cisaillement:
Déformation de cisaillement= ΔxL0 / L.
Module de cisaillement:
«C'est la constante de proportion et elle est bien définie par le rapport de la contrainte à souche. »
Module de cisaillement est généralement représenté par S.
S = contrainte de cisaillement. / déformation de cisaillement.
Unités de déformation de cisaillement:
C'est une quantité sans dimension, donc c'est sans unité.
Symbole de déformation de cisaillement:
Symbole de déformation de cisaillement= γ ou ε
Unité de déformation de cisaillement:
1 ou radian
Déformation de cisaillement due à la déformation axiale
Souche:
Les charges ou déplacements appliqués entraînent des changements de dimensions. Pour le déplacement uniaxial, la déformation axiale est définie essentiellement comme le rapport de la variation de longueur à la longueur réelle.
Diagramme de déformation de contrainte de cisaillement
Les composantes de déformation tridimensionnelles peuvent également être représentées comme de simples déformations axiales et déformations de cisaillement. Les vecteurs de déplacement (u, v, w) agissant selon les axes (x, y, z) respectivement.
La déformation uniaxiale dans la direction x due au gradient de déplacement,
De même, la déformation de cisaillement dans la direction y due au gradient de déplacement est donnée par,
Les composantes de cisaillement-déformation sont représentées sous forme de matrice de déformation comme suit,
Trois déformations de cisaillement sont les déformations représentées dans tous les plans dans les directions x, y, z comme XY, YZ, XZ.
Les souches sont représentées dans la matrice de déformation induite par le stress:
Mesure de contrainte:
Il est difficile de mesurer directement le stress. Ainsi, la mesure de la déformation peut être effectuée à l'aide de jauges de circuit à résistance électrique qui y sont connectées.
Mesure de jauge de contrainte | Déformation de cisaillement d'une jauge de contrainte
La mesure de la jauge de contrainte est utilisée pour déterminer la résistance du fil enroulé ensemble sur le substrat conducteur. La résistance du fil est R,
\\frac{\\Delta R}{R}= K.\\varepsilon
où K reconnu comme facteur de déformation
Alternativement,
\\varepsilon= déformation = déformation
ainsi, la déformation peut être induite en utilisant la mesure de la déformation.
Comme les déformations sont faibles, le pont de Wheatstone doit déterminer les résistances. La lecture du galvanomètre doit être nulle pour connaître les résistances R1, R2, R3, R4. Plusieurs configurations peuvent être utilisées pour mesurer la déformation. Un demi-câblage peut être utilisé et attaché aux autres jauges. Il y a un compteur actif et un compteur factice. La jauge factice réduit les effets de la température en les annulant. Une telle différence peut conduire à une amélioration de la précision des circuits.
Équation de déformation de cisaillement maximale:
Déformation normale maximale (εmax.)
(εx+εy)/2+(((εx-εy)/2)2+(γxy/2)2)0.5.
Déformation normale minimale (εmin).
(εx+εy)/2-(((εx-εy)/2)2+(γxy/2)2)0.5.
Déformation de cisaillement maximale (dans le plan) (γmax (dans le plan)).
((εx-εy) 2+ (γxy) 2) 0.5
Angle principal (θp)
[atan (γxy / (εx-εy))] / 2
Déformation de cisaillement principale:
Principal stress:
La contrainte de cisaillement est nulle à un alignement alors stress principal arrive.
Angle principal:
C'est l'angle d'alignement en ce que stress principal se produira pour un point défini.
Souche principale:
C'est le plus élevé et le moins normal souche possible pour un matériau à ce point spécifique et cisaillementsouche est nul à l'angle où souche principale se produit.
Les 3 contraintes normales au plan de cisaillement principal sont appelées contrainte principale, où, comme dans un plan où la déformation de cisaillement est nulle, est appelée déformation principale.
Déformation de cisaillement pure:
stress principal et la déformation sont nulles.
Qu'est-ce que l'énergie de déformation de cisaillement?
Énergie de déformation due à la contrainte de cisaillement | Théorie de l'énergie de déformation de cisaillement:
Énergie de déformation de cisaillement maximale | Théorie de l'énergie de distorsion (Von Mises)
La rupture du matériau le plus ductile aurait pu être déterminée par les théories des contraintes de cisaillement ou la théorie de Von Mises car la rupture se produit au niveau du cisaillement des matériaux. Cette théorie peut être représentée comme
(σ1−σ2)2+(σ2−σ3)2+(σ3−σ1)2=2σy2=constant
Pour σ3 = 0,
Le lieu de rendement est une ellipse semblable à la diagonale pure. In3D Stress system, cette équation indique la surface d'un prisme à section circulaire. Plus précisément un cylindre avec son axe central suivant la ligne σ1 = σ2 = σ3.
L'axe traverse l'origine de la contrainte principale et est incliné à angle égal. lorsque σ3 = 0,
La condition de rupture pour l'ellipse formée par l'intersection du plan (σ1, σ2) avec le cylindre incliné.
Énergie de déformation de cisaillement par théorie de volume unitaire.
Selon de Mises théorie en 3D, le lieu de rendement sera à la surface du cylindre incliné. Les points à l'intérieur du cylindre indiquent les points de sécurité, tandis que les points à l'extérieur du cylindre indiquent les conditions de défaillance. L'axe du cylindre le long de la ligne σ1 = σ2 = σ3 est appelé la ligne de contrainte hydrostatique. Il montre que la contrainte hydrostatique seule ne peut pas donner de rendement. Il prend en compte toutes les conditions et montre que tous les points de vérin sont sûrs.
Problèmes d'exemple de déformation de cisaillement
- Coupe de métal
- pinceau de peinture
- Chewing-gum
- Dans le cas de l'eau de rivière, le lit de la rivière subira la contrainte de cisaillement en raison des situations de débit d'eau.
- Pendant les circonstances de glissement de l'écran.
- Pour polir une surface.
- Pour écrire sur la surface, subira une contrainte de cisaillement.
L'image suivante d'une cabane rectangulaire montre la déformation d'un rectangle en parallélogramme due à la déformation de cisaillement.
La raison de la déformation de cisaillement:
La contrainte de cisaillement est la force appliquée qui causera déformation d'un matériau par glissement le long d'un plan ou d'un plan parallèle au contrainte imposée à la surface de l'objet.
Relation entre la contrainte de cisaillement et la déformation
Déformation de cisaillement vs contrainte de cisaillement | déformation de cisaillement vs force de cisaillement
La déformation de cisaillement est la déformation causée par la contrainte de cisaillement. La contrainte de cisaillement est la contrainte due aux forces de cisaillement entre les surfaces parallèles de l'objet.
Déformation de cisaillement par torsion
Déformation de cisaillement de torsion τ = contrainte de cisaillement (N / m2, Pa) T = couple appliqué (Nm)
La déformation de cisaillement est calculée par l'angle de torsion, la longueur et la distance le long du rayon.
= déformation de cisaillement (radian)
Courbe de déformation de contrainte de cisaillement:
La contrainte de cisaillement agit le long de la surface ou parallèlement à la surface et peut faire glisser une couche sur d'autres. la contrainte de cisaillement conduit à déformer l'objet rectangulaire en parallélogramme.
La contrainte de cisaillement agit pour changer la dimension et l'angle de l'objet.
Contrainte de cisaillement = F / A
Déformation de cisaillement: La déformation de cisaillement est la quantité de déformation sur une ligne donnée plutôt que parallèle.
Déformation de cisaillement gamma
Déformation de cisaillement gamma = delta x / L.
La relation entre la contrainte de cisaillement et la déformation de cisaillement pour un matériau spécifique est reconnue comme le cisaillement de ce matériau.
Courbe de déformation de contrainte de cisaillement Contrainte de rendement
Stress Strain Curve Engineering et True
Variation de la contrainte de cisaillement avec le taux de déformation
Les courbes contrainte-déformation de cisaillement sont une mesure graphique significative.
Contrainte de cisaillement vs vitesse de cisaillement
Contrainte de cisaillement vs taux de cisaillement pour les fluides dilatants et pseudoplastiques non newtoniens par rapport au fluide newtonien.
Déformation de cisaillement octaédrique:
La contrainte / déformation de cisaillement octaédrique donne la limite d'élasticité du matériau élastique dans un état de contrainte général. Le matériau affiche un rendement lorsque le cisaillement octaédrique la contrainte atteint la valeur extrême de contrainte / déformation. Cela équivaut aux critères de rendement de Von Mises.
Taux de déformation de cisaillement :
La déformation est le rapport entre la variation de la longueur et sa longueur d'origine, donc; La déformation de cisaillement est une quantité sans dimension, donc la vitesse de déformation est en unité de temps inversée.
Formule de déformation de cisaillement dans la coupe de métal:
Angle du plan de cisaillement:
Il s'agit de l'angle entre le plan horizontal et le plan de cisaillement, significatif pour les applications de cisaillement-déformation dans la coupe de métal.
Le taux de déformation de cisaillement au plan de cisaillement, ϒAB est fonction de la vitesse de coupe et de l'avance.
Différence entre la contrainte de cisaillement et la déformation de cisaillement
Contrainte de cisaillement vs déformation de cisaillement:
La contrainte de cisaillement envisage un bloc, qui est soumis à un ensemble de forces égales et opposées Q et ce bloc reconnu comme bloc de frein bi-cycle lié à la roue Il y a un risque qu'une couche du corps glisse sur les autres, pendant le cisaillement initiation au stress. Si cette rupture n'est pas autorisée, une contrainte de cisaillement T se formera.
Q - charge de cisaillement contrainte de cisaillement (z) = aire résistant au cisaillement A.
Cette contrainte de cisaillement agira verticalement par rapport à la zone. Les contraintes directes seront cependant dans la direction normale de la zone d'application.
En ce qui concerne le bloc de frein de vélo, les blocs de forme rectangulaire peuvent ne pas être déformés après l'application de la force de cuisson et le bloc peut changer de forme sous forme de contrainte.
La déformation de cisaillement est proportionnelle à la contrainte de cisaillement dans la plage élastique. Le module de rigidité est représenté par
contrainte de cisaillement z contrainte de cisaillement y = – = constante = G
La constante G = le module de rigidité ou module de cisaillement
Pourquoi les dislocations de bord dans les réseaux cristallins introduisent-elles des déformations de réseau de traction et de cisaillement alors que les dislocations de vis n'introduisent que des déformations de cisaillement? ?
Parce que la définition observationnelle et pédagogique prescrit les cadres de coordonnées dans lesquels cela est vrai », est probablement la réponse la plus précise.
Il existe plusieurs approches pour visualiser le comportement des champs de déformation autour des dislocations. La première approche est par observation directe; le second emprunte des concepts à la mécanique de la rupture. Les deux sont équivalents.
- Une dislocation de bord dirigée vers le vecteur Burgers. Bien qu'une vis-dislocation dirigée perpendiculairement à celle-ci.
- La vis-dislocation `` décompresse '' le réseau au fur et à mesure qu'il le traverse, créant une `` vis '' ou un préarrangement hélicoïdal de l'atome autour du noyau.
Problèmes de déformation de cisaillement:
Problème: un bloc rectangulaire a une superficie de 0.25 m2. La hauteur du bloc est de 10 cm, une force de cisaillement est appliquée sur la face supérieure du bloc. Et le déplacement est de 0.015 mm.Trouvez la contrainte, la déformation et la force de cisaillement. Module de rigidité = 2.5 * 10 ^ 10 N / m2
Donné:
A = 0.25 m2
H = 10m
x = 0.015 mm
η = 2.5 * 10 ^ 10N / m2.
Solution:
Déformation de cisaillement = tan θ = X / H
=0.015*10^-3/10*10^-2
tan θ = 1.5 * 10 ^ -3
Module de rigidité = contrainte de cisaillement / déformation de cisaillement
2.5 * 10 ^ 10 = contrainte de cisaillement /0.0015
Shear stress =2.5*10^10*1.5*10^-3
= 3.75 * 10 ^ 7 N / m2
Contrainte de cisaillement = F / A
F = 3.75 * 10 ^ 7 * 0.25
= 9.37 * 10 ^ 6 N.
Problème: Un cube a un côté de 10 cm. La force de cisaillement est appliquée sur la face supérieure du cube et le déplacement est de 0.75 cm par une force de 0.25N. Calculez le module de rigidité de la substance.
Donné:
A = 10 * 10 = 100 cm2
F = 0.25N
H = 5 cm
X = 0.75 cm
Comme nous le savons,
Module de rigidité = contrainte de cisaillement / déformation de cisaillement
La déformation de cisaillement est = X / H
= 0.75 / 5
= 0.15
Contrainte de cisaillement = F / A
= 0.25 / 100 * 10 ^ -4
= 25N.
Module de rigidité = 25 / 0.15
= 166.7 N / m ^ 2
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Je suis Sulochana. Je suis ingénieur en conception mécanique – M.tech en ingénierie de conception, B.tech en génie mécanique. J'ai travaillé comme stagiaire chez Hindustan Aeronautics Limited dans la conception du département armement. J'ai de l'expérience en R&D et en design. Je suis compétent en CAO/FAO/IAO : CATIA | CRÉO | ANSYS Apdl | Établi ANSYS | HYPER MAILLE | Nastran Patran ainsi que dans les langages de programmation Python, MATLAB et SQL.
J'ai une expertise en analyse par éléments finis, conception pour la fabrication et l'assemblage (DFMEA), optimisation, vibrations avancées, mécanique des matériaux composites, conception assistée par ordinateur.
Je suis passionné par le travail et j'apprends volontiers. Mon but dans la vie est d’avoir un but dans la vie et je crois au travail acharné. Je suis ici pour exceller dans le domaine de l'ingénierie en travaillant dans un environnement stimulant, agréable et professionnel où je peux pleinement utiliser mes compétences techniques et logiques, me perfectionner constamment et me comparer aux meilleurs.
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