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Concept
Concentration de contrainte
Résumé
thumb|La fissure dans le béton a été amorcée par un « effet de pointe » (concentration de contrainte).
La concentration de contrainte est un phénomène survenant lorsque la section d'une pièce varie de manière brutale : trou (perçage), rainure, épaulement, gorge, fond de fissure, etc.
Une pièce présente des points de fragilité dus à la forme. On constate que l'apparition des fissures, et la rupture, a en général lieu dans des zones présentant des angles vifs rentrants ou bien des perçages. Par exemple :
sur un mur, les fissures partent souvent des angles des portes ou des fenêtres ;
pour faire du papier prédécoupé (timbres non-autocollants, carnets à souche, chèques, coupons de réduction, vignette de référence d'un courrier, vignette d'assurance automobile en France, ...), on pratique de petits trous sur la périphérie de la zone à découper.
Il est plus facile de casser proprement un morceau de chocolat en mettant l'entaille séparant les carreaux en cisaillement.
thumb|Abaque pour la détermination du coefficient de concentration de contrainte Kt dans le cas d'un arbre épaulé en traction.
Dans la théorie des poutres, on suppose que la section droite varie « lentement ». On peut alors déterminer les contraintes nominales :
traction : ;
torsion d'une pièce circulaire : , ;
flexion autour de l'axe z : , .
où N est l'effort normal, S est l'aire de la section droite, les M sont des moments de flexion/torsion, les I sont des moments quadratiques axiale/polaire (ou « inerties ») et V est la distance à la fibre la plus éloignée.
Lorsque la section droite varie brutalement, ce calcul n'est plus valable. C'est le cas notamment lorsqu'il y a un épaulement, un congé, un perçage. On constate que les contraintes locales sont bien plus élevées que la contrainte nominale.
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