Physique · Glossaire

Qu'est-ce que « Vecteur contrainte et tenseur des contraintes » ?

Définition 3.3 Physique universitaire — 3e année · Chapitre 3 — Milieux continus et élasticité

Coupons le solide, en pensée, le long d’une petite surface  ⁣dS\dd S de normale n\vect n : la matière du côté +n+\vect n tire sur l’autre côté avec une force  ⁣dF=σ(n) ⁣dS\dd\vect F = \boldsymbol\sigma(\vect n)\,\dd S — le vecteur contrainte. Cette force dépend linéairement de n\vect n (Cauchy), elle est donc codée par le tenseur des contraintes σij\sigma_{ij} :

 ⁣dFi=jσijnj ⁣dS,\dd F_i = \sum_j \sigma_{ij}\,n_j\,\dd S ,

en pascals. σxx\sigma_{xx} est une traction (>0> 0) ou une compression (<0< 0) à travers une face normale à xx ; σxy\sigma_{xy} est une force selon xx portée par une face normale à yy — une contrainte de cisaillement. Un fluide au repos est le cas particulier σij=pδij\sigma_{ij} = -p\,\delta_{ij} : la pression pousse également sur chaque face et n’exerce aucun cisaillement, et c’est pourquoi les fluides s’écoulent — ils ne peuvent porter aucun cisaillement statique.

Les trois composantes du vecteur contrainte sur une face d’un cube de matière : une normale (traction ou compression), deux tangentielles (cisaillement). Les neuf composantes sur les trois faces forment le tenseur des contraintes.
Les trois composantes du vecteur contrainte sur une face d’un cube de matière : une normale (traction ou compression), deux tangentielles (cisaillement). Les neuf composantes sur les trois faces forment le tenseur des contraintes.
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