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Physique · পরিভাষা

Champ de déplacement et tenseur des déformations কী?

Définition 3.1 Physique universitaire — 3e année · অধ্যায় 3 — Milieux continus et élasticité

Quand un solide se déforme, la particule initialement en r→\vect r va en r→+u→(r→)\vect r + \vect u(\vect r) : u→\vect u est le champ de déplacement. Pour de petites déformations, la distorsion locale est mesurée par le tenseur des déformations, le tableau symétrique

εij=12(∂ui∂xj+∂uj∂xi),i,j∈{x,y,z}.\varepsilon_{ij} = \frac12\Big( \frac{\partial u_i}{\partial x_j} + \frac{\partial u_j}{\partial x_i} \Big) , \qquad i, j \in \{x, y, z\} .

Une composante diagonale εxx\varepsilon_{xx} est l’allongement relatif du matériau selon xx (sans dimension, par exemple 10−310^{-3} pour un câble d’acier en service) ; une composante hors diagonale εxy\varepsilon_{xy} est la moitié de la fermeture de l’angle entre les directions matérielles xx et yy — un cisaillement. La trace est la variation relative de volume, la dilatation :

δVV=εxx+εyy+εzz=div⁡u→.\frac{\delta V}{V} = \varepsilon_{xx} + \varepsilon_{yy} + \varepsilon_{zz} = \operatorname{div}\vect u .
Le tenseur des déformations ne voit que la distorsion vraie : allongement (composantes diagonales), cisaillement (composantes hors diagonale) — et pas du tout une rotation en bloc.
Le tenseur des déformations ne voit que la distorsion vraie : allongement (composantes diagonales), cisaillement (composantes hors diagonale) — et pas du tout une rotation en bloc.

উদাহরণ

Exemple 3.2 (Trois déformations élémentaires)

Dilatation uniforme u→=αr→\vect u = \alpha\vect r : εij=α δij\varepsilon_{ij} = \alpha\,\delta_{ij}, variation de volume 3α3\alpha, aucun cisaillement. Cisaillement simple u→=(γy,0,0)\vect u = (\gamma y, 0, 0) : εxy=γ/2\varepsilon_{xy} = \gamma/2, toutes les composantes diagonales nulles — la forme change, le volume non. Rotation en bloc u→=(−ωy,ωx,0)\vect u = (-\omega y, \omega x, 0) : εij=0\varepsilon_{ij} = 0 identiquement — la partie antisymétrique de ∂ui/∂xj\partial u_i/\partial x_j, éliminée par la symétrisation, est exactement celle qui fait tourner sans déformer. La déformation ne mesure que la distorsion.

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