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Niveau école ingénieur
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Questions propriétés mécaniques des solides

Posté par
EvDavid
14-02-20 à 17:56

Bonjour,

J'étudie les comportements mécaniques des matériaux lorsqu'ils sont sujets à des déformations lors d'essais de traction, d'indentation... et j'ai quelques questions à propos des propriétés des matériaux.

1)Est-ce qu'il y a une relation entre le module de Young et la densité du matériau ?
Je sais qu'il n'y a pas de relation mathématique mais peut être il y'a une corrélation ? J'ai lu que le fait que le module de Young augmentait avec la densité s'expliquait par le potentiel interatomique. Plus la liaison entre les atomes est forte plus ils sont proches et donc occupent moins d'espace, ce qui fait que la densité est grande et que le matériau est plus résistant à une déformation élastique.
J'avais lu que la rigidité s'expliquait aussi par le rayon de courbure de la courbe d'énergie de liaison au point d'équilibre. Plus ce rayon est grand, plus le matériau est rigide. Par contre je ne comprends pas pourquoi.

2)Est-ce qu'il y a une explication (théorique) au fait que si on représentait pour différents matériaux le module de compressibilité K en fonction de \frac{E}{3(1+2\nu )} on trouve une relation linéaire ? Je veux dire si on mettait K sur un axe, et \frac{E}{3(1-2\nu )} sur un autre et on représentait chaque matériau, alors on trouverait que les matériaux s'ensuivent d'une manière à peu près linéaire (en partant des mousses aux composites ...)

3)Même question avec le module de cisaillement en fonction de \frac{E}{2(1+\nu )}

4)Est-ce qu'il y'a une manière théorique pour savoir si un matériau va se comporter de manière élastique ou viscoélastique ? Et si on est en déformation plastique, est-ce qu'il s'en suit forcément un comportement viscoplastique ?

J'espère que vous pourrez m'aider avec ces questions afin que je comprenne plus en détail les réponses mécaniques des matériaux.

Merci d'avance.

Posté par
EvDavid
re : Questions propriétés mécaniques des solides 14-02-20 à 17:57

Petite coquille que j'aimerais corriger (je m'excuse pour le double post): K=\frac{E}{3(1-2\nu )}

Posté par
gts2
re : Questions propriétés mécaniques des solides 15-02-20 à 08:28

Bonjour,

1- Voir qui montre que s'il y a corrélation, celle-ci n'est pas élevée.
Pour ce qui est de l'énergie de liaison, cela ne serait pas l'inverse ? Car si la courbe est "pointue" donc faible rayon de courbure, il faudra fournir beaucoup d'énergie pour s'écarter de la position d'équilibre.

2- (et je suppose 3), t)   K=\frac{E}{3(1-2\nu )} est une égalité qui se démontre relativement  facilement, par ex. . C'est une loi qui gouverne les milieux isotropes. Les composites étant rarement isotropes, la relation ne convient pas, et la non isotropie fait qu'il  y a plusieurs valeurs de E.
  

Posté par
gts2
re : Questions propriétés mécaniques des solides 15-02-20 à 11:39

Bonjour,

Ci-dessous la corrélation module d'Young / masse volumique, (deux graphes car le diamant fait chuter drastiquement le coeff. de corrélation)

Questions propriétés mécaniques des solides

Questions propriétés mécaniques des solides

Posté par
EvDavid
re : Questions propriétés mécaniques des solides 15-02-20 à 12:31

Bonjour,

Merci pour vos explications et votre aide.

Pour le rayon de courbure je pensais à courbure en fait \frac{1}{R}.  Je m'excuse pour cette faute.
Donc c'est une question de l'énergie nécessaire pour écarter les atomes deux atomes de la position d'équilibre.
Merci pour les courbes de corrélation.

Vous avez raison la relation K=\frac{E}{3(1-2\nu )} n'est pas toujours valable, mais je me demandais pourquoi les matériaux pour laquelle elle est vraie s'alignaient sur une droite.

Et sinon, est-ce qu'il est possible de déterminer si un matériau va avoir un comportement viscoélastique s'il vous plaît ?

Merci d'avance.

Posté par
gts2
re : Questions propriétés mécaniques des solides 15-02-20 à 13:07

Bonjour,

Pour le côté viscoélastique, mes compétences sont limitées...

Pour ce qui est de la droite, si y=x et que l'on trace y=f(x), le fait que les points s'alignent me parait une évidence. Ou alors j'ai mal compris votre question.

Posté par
EvDavid
re : Questions propriétés mécaniques des solides 15-02-20 à 20:22

Bonjour,

Merci pour toute votre aide.

Pour la question de la droite, on a bien y=x, mais cela veut dire que \frac{E}{3(1-2\nu )} variait de manière linéaire en passant par les différents matériaux (différentes mousses puis bois...) avec certaines exceptions. Mais maintenant que j'y pense, ça doit être aléatoire. Je ne pense pas qu'il y'ait de raison théorique à cela.

Encore merci pour vos réponses qui m'ont beaucoup aidé !



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