20.12 : Contraintes résiduelles en flexion

Dans l'étude des éléments élastoplastiques soumis à des moments de flexion, la compréhension des phases de chargement et de déchargement est essentielle pour évaluer le comportement du matériau et l'intégrité structurelle. Pendant la phase de chargement, à mesure que le moment de flexion augmente, le matériau réagit initialement de manière élastique, en adhérant à la loi de Hooke, où la contrainte est directement proportionnelle à la déformation. Lorsque la charge dépasse la limite d'élasticité, une déformation plastique se produit, entraînant une contrainte permanente et une déformation qui persiste même après la suppression de la charge.

La phase de déchargement commence lorsque le moment de flexion diminue jusqu'à zéro. Contrairement aux matériaux purement élastiques, la contrainte exercée sur un élément élastoplastique lors du déchargement ne retrace pas le chemin de chargement d'origine mais suit plutôt un nouveau chemin linéaire. Ce changement indique la présence de contraintes résiduelles, qui persistent en raison des déformations plastiques irréversibles induites lors du chargement.

Ces contraintes résiduelles sont calculées selon le principe de superposition, combinant les contraintes de la phase de chargement élastoplastique avec celles de la phase de déchargement élastique.

Lors du déchargement, la relation contrainte-déformation redevient linéaire, permettant l'utilisation de formules de flexion élastique. Cette phase est essentielle pour les applications d'ingénierie, car les contraintes résiduelles peuvent influencer le comportement structurel sous des charges répétées, conduisant potentiellement à des défaillances inattendues. Comprendre ces dynamiques permet de concevoir des structures plus sûres et plus fiables en prévoyant et en gérant avec précision les contraintes résultant de scénarios de chargement complexes.