Qu'est-ce qu'une charge de cisaillement?

Une charge de cisaillement est une force qui provoque une contrainte de cisaillement lorsqu'elle est appliquée à un élément structurel.La contrainte de cisaillement, qui est une force par unité de zone, se produit dans le plan perpendiculaire à la contrainte normale;Il est créé lorsque deux plans du même objet tentent de se glisser les uns les autres.Les ingénieurs doivent calculer la charge de cisaillement sur les structures pour s'assurer qu'ils ne subissent pas de défaillance mécanique.Une charge de cisaillement trop élevée peut provoquer le rendement des matériaux ou se déformer en permanence.

Des contraintes normales se produisent lorsqu'un matériau est mis en tension ou en compression.Dans ce cas, les deux forces appliquées sont le long du même axe.Si les forces sont appliquées le long de différents axes, il y aura des contraintes de cisaillement en plus de toute contrainte normale.Un élément carré du matériau connaîtra des forces qui ont tendance à la fausser en parallélogramme.La contrainte de cisaillement moyenne dans un matériau est égale à la charge de cisaillement divisée par la zone transversale en question.

Bien que la contrainte de cisaillement soit la force par unité de zone, la charge de cisaillement se réfère généralement uniquement à la force elle-même.Par conséquent, les unités appropriées sont la force des unités, le plus souvent des newtons ou de la force de livre.Lorsqu'une charge de cisaillement est appliquée à un matériau contraint, une force de réaction est responsable du maintien du matériau stationnaire.Cette force de réaction constitue la «deuxième» force appliquée;Lorsqu'il est combiné avec une force de réaction, une seule force peut entraîner des contraintes de cisaillement.

La charge de cisaillement est importante pour calculer les contraintes dans un faisceau.L'équation du faisceau d'Euler-Bernoulli relie la charge de cisaillement au mouvement de flexion à travers un faisceau.Un moment de flexion est le couple de torsion qui fait que le faisceau se détourne.La charge de cisaillement maximale admissible sur une poutre est liée à la fois au matériau et à la géométrie du faisceau et du mdash; des poutres plus épaisses en matériaux plus forts peuvent supporter des charges de cisaillement plus élevées.

Lorsque les forces font que les contraintes internes deviennent trop élevées, un matériau donnera.Le rendement change de façon permanente la forme et la taille détendue d'un matériau, comme cela se produit lorsque le matériau est exempt de forces externes.Un trombone peut facilement être amené à la main à la main.Le rendement non seulement déforme la géométrie d'un matériau, mais il peut rendre les matériaux plus sensibles à la fracture.La gestion de ce risque est d'une importance cruciale pour les ingénieurs civils et mécaniques.

Décider quels matériaux sont les plus forts ou les points de rendement les plus élevés, est plus facile à faire par expérience que par l'analyse théorique.Il est de notoriété publique, par exemple, que l'acier peut tolérer plus de contraintes internes que l'aluminium.L'explication de la raison pour laquelle cela est le cas fait l'objet de plusieurs théories concurrentes.Certaines de ces théories mettent l'accent sur la contrainte de cisaillement comme fondamentale pour expliquer quand les matériaux céderont.