* Type de force: Est-ce une force de traction (tirage), une force de compression (poussée), une force de cisaillement (glissement) ou une force de torsion (torsion)?
* Magnitude de la force: Quelle est la force de la force?
* Durée de la force: Est-ce un impact soudain ou une force soutenue?
* Température: Le métal est-il chaud ou froid?
* Propriétés du matériau: De quel type de métal s'agit-il (acier, aluminium, cuivre, etc.)?
Voici une ventilation de quelques réponses communes aux forces appliquées aux métaux:
Déformation élastique:
* petites forces: Le métal peut se déformer élastiquement , ce qui signifie qu'il reviendra à sa forme d'origine lorsque la force sera supprimée. C'est comme étirer un élastique.
* Courbe de contrainte-déformation: Il s'agit d'un graphique qui montre comment le métal se déforme sous une force croissante. La région élastique de la courbe représente le point où la déformation est réversible.
Déformation plastique:
* Forces plus grandes: Si la force dépasse la limite élastique du métal, le métal déformera plastiquement , ce qui signifie qu'il changera de forme définitivement. C'est comme plier un trombone.
* Force d'élasticité: C'est le point sur la courbe de contrainte-déformation où le métal commence à se déformer de façon permanente.
* Travaillez en durcissant: Lorsque le métal subit une déformation plastique, il devient de plus en plus fort et plus dur. En effet, la structure interne du métal est réarrangée.
Fracture:
* Forces extrêmement élevées: Si la force est suffisamment forte, le métal peut fracture ou casser.
* résistance à la traction ultime: C'est le point sur la courbe de contrainte-déformation où le métal ne peut plus prendre en charge la charge.
* ductilité: Il s'agit d'une mesure de la quantité de métal qui peut être étirée ou déformée avant qu'elle ne se casse.
Autres effets:
* fluage: Sous une charge soutenue, certains métaux peuvent lentement se déformer avec le temps, même à des températures inférieures au point d'écoulement.
* fatigue: Les cycles de contrainte répétés peuvent entraîner des fissures microscopiques dans le métal, ce qui peut éventuellement provoquer une défaillance.
* Génération de chaleur: Lorsqu'une force est appliquée au métal, une partie de l'énergie est convertie en chaleur.
Exemples:
* tirant sur un fil: Le fil s'étend élastiquement jusqu'à ce que la force dépasse sa limite d'élasticité, à quel point elle commence à se déformer de façon permanente. Si la force augmente encore, le fil finira par se casser.
* plier une tige métallique: La tige se plira élastiquement jusqu'à ce qu'elle atteigne son point de vue, à quel point il se pliera définitivement.
* frapper un clou avec un marteau: La force d'impact provoque une déformation plastique de la tête de l'ongle, la conduisant dans le bois.
Comprendre comment les métaux réagissent aux forces est crucial en matière d'ingénierie, car il permet la conception de structures, machines et outils sûrs et fiables.
