L'allongement relatif vaut (exprimée en distances algébriques):
Sachant que
et
où est la composante de selon l'axe x 1, cet allongement vaut:
On reconnaît un taux d'accroissement de la fonction, et si l'on se place en petites déformations, on peut remplacer ce taux d'accroissement par la dérivée de, ce qui donne:
De manière plus générale:
Coefficients dus au cisaillement [ modifier | modifier le code]
Effet de déplacement par le cisaillement. Les autres termes ( i ≠ j) sont les, demi-variations de l'angle droit d'un petit volume de matière cubique avant déformation. En effet, un carré ABCD, où [ AB] est parallèle à x 1 et [ AD] est parallèle à x 2, se transforme en un losange AB'C'D', symétrique selon la première bissectrice du plan. Les animaux géométriques | Coloriage animaux, Animaux geometrique, Art ce2. La tangente de l'angle vaut:. Pour les petites déformations, on a
ainsi que
avec u 2 ( A) = 0. Ainsi,
Si l'on considère maintenant le segment [ AD]:
Une rotation n'étant pas une déformation, on peut supposer que les deux angles sont égaux, quitte à faire pivoter le losange et ainsi
Note: dans l'article Déformation élastique, l'angle défini vaut le double de l'angle défini ici.
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D'où:
On obtient donc, au premier ordre:
On pose:
est l'opérateur des déformations de Green -Lagrange. Il s'agit d'un tenseur symétrique réel, donc diagonalisable dans une base orthonormée. Dessin symétrique cochon à imprimer. Les directions propres sont appelées directions principales de déformation. Si on introduit le vecteur déplacement
on obtient:
en notant la dérivée partielle de
et donc:
Cas des petites déformations [ modifier | modifier le code]
Tenseur des déformations linéarisées [ modifier | modifier le code]
Si l'on fait l'hypothèse des petites déformations, on néglige les termes du second ordre et on obtient le tenseur des déformations linéarisé:
Sous forme de composantes dans une base orthonormée:
Interprétation des termes diagonaux [ modifier | modifier le code]
Allongement du segment par déformation linéaire. Les termes diagonaux sont les allongements relatifs dans la direction i (selon l'axe x i). Prenons le cas d'un segment [ AB], parallèle à l'axe x 1, et intéressons-nous à la partie de la déformation également parallèle à x 1, que nous noterons [ A'B'].
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Symétrie sur quadrillage
Trace la partie symétrique par rapport à l'axe rouge.
Le tenseur des déformations est un tenseur symétrique d'ordre 2 servant à décrire l'état de déformation local résultant de contraintes. L'état de déformation d'un solide est décrit par un champ tensoriel, c'est-à-dire que le tenseur des déformations est défini en tout point du solide. On parle de ce fait de champ de déformation. Dans le cadre de l'élasticité linéaire, le tenseur des déformations est relié au tenseur des contraintes par la loi de Hooke généralisée. Dessin symétrique lapin à imprimer. Définition de l'opérateur des déformations [ modifier | modifier le code]
Le tenseur des déformations vise à caractériser en un point la variation de longueur d'un segment à la suite de la transformation subie par le milieu. La déformation du milieu peut être décrite par la fonction (supposée suffisamment régulière) qui, à un point A du milieu, associe son transformé A':
Soit un segment AB qui se transforme en A '
B '. Le tenseur des déformations permet de quantifier. On a en effet:
On peut donc écrire:
où
est le gradient de la transformation.
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