Différence principale - contrainte de cisaillement vs contrainte de traction

Stress est une quantité qui fait référence à la force de déformation appliquée par unité de surface d'un objet. Les contraintes de cisaillement et de traction font référence à différents types de contraintes où les forces sont appliquées sur un objet d'une manière différente. Les différence principale entre la contrainte de cisaillement et la contrainte de traction est que la contrainte de traction fait référence aux cas où une force de déformation est appliquée perpendiculairement à une surface, tandis que la contrainte de cisaillement fait référence aux cas où une force de déformation est appliquée parallèlement à une surface.

Qu'est-ce que la contrainte de traction

La contrainte de traction fait référence aux cas où une force de déformation, agissant perpendiculairement à la surface de l'objet, tire sur l'objet, tentant de l'allonger. En ce sens, la contrainte de traction est un type de stress normal, qui est le terme qui fait référence aux contraintes créées par des forces perpendiculaires à la surface d'un objet. (L'autre type de contrainte normale est la contrainte de compression, où une force agissant perpendiculairement à une surface pousse sur la surface, essayant de la raccourcir. La différence entre la tension et la compression est décrite dans cet article).

Contrainte de traction provoquant l'allongement d'un objet

Si la force perpendiculaire à la surface est donnée par

et l'aire de la surface est

, puis contrainte de traction (

) est donné par:

Contrainte de traction (

) fait référence au changement de longueur (

) comme une fraction de la longueur d'origine (

):

Une quantité appelée Module d'Young (

) décrit à quel point il est relativement difficile d'étirer un matériau donné. Cette quantité est définie comme:

Qu'est-ce que la contrainte de cisaillement

La contrainte de cisaillement fait référence aux cas où la force de déformation est parallèle à une surface. Si la surface opposée est maintenue immobile, la déformation ressemble à celle de la figure ci-dessous:

Contrainte de cisaillement d'une force parallèle à la surface.

La contrainte de cisaillement

est à nouveau défini comme le rapport de la force à la surface:

La définition de la contrainte de traction et de la contrainte de cisaillement est similaire; la différence est dans les directions des forces.

Pour le cas illustré sur le schéma, la face supérieure de l'objet se déplace par rapport à la face inférieure de l'objet. Contrainte de cisaillement est défini comme le rapport du déplacement relatif entre les surfaces à la séparation entre les surfaces. Par exemple, dans le diagramme ci-dessus, la déformation de cisaillement est donnée par:

.

Les module de cisaillement est une quantité qui décrit à quel point il est difficile pour un matériau de se déformer en appliquant une contrainte de cisaillement. Le module de cisaillement d'un matériau est défini comme:

Lorsque vous coupez un morceau de papier avec une paire de ciseaux, vous donnez une contrainte de cisaillement au papier. Un côté des ciseaux tente de tirer le papier dans un sens, l'autre côté des ciseaux tente de tirer le papier dans l'autre sens.

Les ciseaux coupent les papiers en appliquant une contrainte de cisaillement

Différence entre la contrainte de cisaillement et la contrainte de traction

Direction des Forces

Forces causant force de tension sont perpendiculaires à une surface.

Forces causant contrainte de cisaillement agir parallèlement à une surface.

Déformation de l'objet

Force de tension provoque l'allongement des objets.

Contrainte de cisaillement provoque le déplacement d'une surface d'un objet par rapport à la surface qui lui est opposée.

Forces relatives

Les matériaux solides se déforment plus facilement sous contrainte de cisaillement que sous force de tension.

Image de courtoisie:

« Le principe du cisaillement est visualisé. Les spécifications sont choisies pour s'adapter à l'article allemand. par utilisateur:c.lingg (Travail personnel) [Domaine public], via Wikimedia Commons

"IMG_5303" par Abigail Batchelder (Travail personnel) [CC BY 2.0], via flickr