22.4 : Déformations plastiques

La déformation plastique représente un concept fondamental dans la science des matériaux, qui explique le changement irréversible de la forme d'un matériau lorsqu'il subit une contrainte dépassant sa capacité élastique. Ce phénomène est important en ingénierie des structures, en particulier dans la conception et l'analyse des poutres en porte-à-faux, des structures solidement fixées à une extrémité et supportant des charges à l'extrémité opposée. Lorsque ces poutres sont soumises à des charges dans leur plage élastique, elles reprennent leur forme originale lorsque la charge est supprimée, démontrant la propriété d'élasticité. Cependant, le dépassement de cette limite élastique entraîne une déformation plastique, commençant à l'extrémité fixe en raison du moment de flexion maximal et se manifestant par une courbure permanente connue sous le nom de « charnière plastique ».

À mesure que la charge augmente, la charnière plastique s'étend progressivement vers l'extrémité libre de la poutre, marquant la transition d'une déformation réversible à une déformation irréversible. Ce changement modifie également la répartition des contraintes au sein de la poutre, passant d'un motif uniforme, directement proportionnel à la charge appliquée, à un arrangement plus complexe qui définit la limite d'élasticité du matériau. Un chargement continu entraînera la rupture de la poutre.

Comprendre le concept de déformation plastique est essentiel lors de la conception de structures qui doivent être à la fois sûres et économiquement viables. Il est crucial de garantir que ces structures peuvent résister aux charges anticipées.