20.9 : Déformations plastiques

Il est essentiel de comprendre comment les éléments structurels se comportent sous une déformation plastique lorsque la contrainte de flexion dépasse la limite d'élasticité du matériau. Cet état de déformation modifie de façon permanente la forme de l'élément, contrairement au comportement élastique linéaire observé avant la plastification. La déformation en tout point de la barre est exprimée en termes de déformation maximale. Notamment, l’axe neutre, qui coïncide avec le centroïde lors de la flexion élastique, s’éloigne du centroïde dans des conditions plastiques.

La localisation de l'axe neutre dans cet état modifié implique une méthode itérative, dans laquelle la position supposée de l'axe est ajustée jusqu'à ce que la courbe de répartition des contraintes se stabilise. Ce processus est particulièrement simple dans les éléments symétriques par rapport aux plans vertical et horizontal, avec des réponses contrainte-déformation identiques le long de ces axes, permettant à l'axe neutre de s'aligner avec le plan horizontal de symétrie.

La répartition des contraintes pour de tels éléments symétriques peut être cartographiée à l'aide des valeurs de contrainte maximale en fonction de la distance par rapport à l'axe neutre. L'expérimentation détermine le moment de flexion ultime, c'est-à-dire le moment—maximum qu'un élément peut supporter avant la rupture. Ce moment est corrélé au module de rupture R_u, qui est proportionnel au M_u, qui est le moment de flexion auquel l'élément échoue. M_u est une valeur critique représentant la résistance ultime du matériau sous contraintes de flexion. Comprendre ces principes permet de concevoir des structures capables de supporter des charges plus élevées sans défaillance catastrophique, améliorant ainsi la sécurité et l'efficacité.