Qu'est-ce qu'un plan de cisaillement?

Un plan de cisaillement est le plan dans lequel la contrainte de cisaillement se produit.Comme la contrainte normale, la contrainte de cisaillement est une mesure de la force par unité de zone.À un moment donné d'une structure, il existe de nombreux plans possibles qui peuvent être définis pour mesurer le stress.En conséquence, le plan qui contient la zone en question est le plan de cisaillement.Le plan de cisaillement est utile pour les ingénieurs qui analysent les contraintes internes dans les structures.

La contrainte a les mêmes unités que la pression: force par zone.Résultats de la contrainte normale lorsqu'un composant est mis en tension ou en compression.Si une tige métallique est étirée verticalement, une contrainte interne aura tendance à résister à une déformation supplémentaire.Cette contrainte se produira en coupes horizontales de la barre.On dit que la contrainte est normale car elle est dirigée à un angle droit vers les plans de contrainte horizontale.

La contrainte de cisaillement est similaire à la contrainte normale en ce qu'elle a les mêmes unités.La direction de la contrainte, cependant, est parallèle à son plan de contrainte.Ce type de stress pourrait en résulter si un ensemble de forces différent était appliqué à la même barre métallique;à savoir, si quelqu'un tenait le bas de la barre stationnaire tout en essayant de déplacer le haut de la barre vers la droite.La contrainte interne résultante est appelée contrainte de cisaillement, car certaines parties de la barre essaient de glisser ou de cisaillement, les uns les autres.

Dans ces conditions de chargement, les contraintes d'un plan horizontal situées au centre de la barre seraient des contraintes de cisaillement dirigées horizontalement.Le bas de la barre tenterait de se déplacer vers la gauche;Il soumettrait les forces vers la gauche dans un plan de cisaillement horizontal.Le haut de la barre essaierait de se déplacer vers la droite;Il soumettrait les forces vers la droite sur le même plan de cisaillement.

L'analyse du plan de cisaillement est importante pour prévenir la défaillance mécanique d'une structure.Chaque matériau a une limite à la quantité de stress qu'il peut supporter.Cette limite est une propriété du matériau lui-même, plutôt que la forme de l'objet.Par exemple, deux élastiques pourraient être fabriqués en différentes tailles mais dans le même matériau.Le plus grand peut résister à plus de force avant de se casser, mais uniquement parce qu'il a une zone plus transversale pour distribuer la force;La contrainte interne sera la même en cas de défaillance pour les deux tailles.

De même, les composants peuvent se briser en raison de trop de contrainte de cisaillement.Si un composant échoue par contrainte de cisaillement, certaines parties de celle-ci se glisseront littéralement les unes contre les autres.Les anciens boulons métalliques, par exemple, échouent généralement de cette manière.La limite de la contrainte de cisaillement, comme avec une contrainte normale, est une propriété matérielle.