Tout l'acier a un module d'Young de 200 GPa (29 000 ksi) (Il s'agit de la pente de la partie droite du graphique). La force ultime s'étend de 300 à 400 MPa (aperçu du graphique), et le rendement est généralement d'environ 200 MPa (où la ligne droite devient courbe).
Dans une machine de test, vous pouvez étirer et rétrécir une barre d'acier de haut en bas pour toujours cette partie droite du graphique (Eh bien, la fatigue se déclenchera). Mais une fois que vous entrez dans la partie incurvée, le déchargement suivra un chemin différent (voir la ligne pointillée).
À des fins structurelles, la limite d'élasticité est le facteur limitant. En d'autres termes, vous souhaitez que votre conception soit entièrement limitée à la région élastique (droite) du graphique Contrainte / Contrainte. Si vous allez dans la région plastique, vous déformez définitivement le matériau. (Bien que les concepteurs d'avions se rendent bien dans la région du plastique pour des raisons de poids).
La seule raison d'acheter de l'acier inoxydable est que vous avez besoin de la propriété inoxydable (c'est-à-dire le travail de finition). C'est beaucoup trop cher. Dans la plupart des cas, des mesures normales de protection contre la rouille sont suffisantes (comme un revêtement et un entretien corrects de la peinture, ou même un chromage pour les surfaces finies). L'acier inoxydable a un module d'Young plus faible et se déformera davantage à faibles charges. Cependant, cette "extensibilité" le rend beaucoup plus difficile (mais pas plus fort!). Pensez à casser une brindille sèche par rapport à une verte.
La dureté n'est pas pertinente à des fins structurelles. Il devient un facteur dans la fabrication d'outils et la conception de machines, mais pas pour les applications de portage simples.
ÉDITER:
Rigidité / élasticité.
Nous devons d'abord définir la déformation comme (Longueur de déformation) / (longueur d'origine). Il s'agit d'une quantité sans dimension, mais vous pouvez utiliser mm / mm ou in / in si vous aimez y penser de cette façon. Vous pouvez également le considérer comme% stretch / 100 (c'est-à-dire, mesuré en PerUnit plutôt qu'en PerCent - base de 1 plutôt que 100)
Nous définissons maintenant la contrainte comme une force appliquée sur la zone de la section transversale. Pensez-y. Plus il y a de force, plus il est extensible. Plus la barre est épaisse, plus la résistance à l'étirement augmente. Le stress est donc une combinaison de ces deux facteurs.
L'équation de déformation est contrainte = E * contrainte, où E est le module d'Young, ou module d'élasticité. Il a des unités de pression - communément exprimées en GPa (Kn / mm ^ 2) ou Kpi (Kilopounds-force par pouce carré).
Donc, un fil de 1 mm ^ 2 doublera de longueur s'il est chargé avec 200 Kn de force - En fait, il se cassera bien avant cela.
Pliant:
Ceci est complexe et nous devons déterminer le deuxième moment de la section transversale. Pour un rectangle, c'est I = bh ^ 3/12 où b est la dimension horizontale et h est la dimension verticale. Cela suppose que la charge est dirigée vers le bas. Si vous chargez horizontalement, définissez vertical et horizontal en termes de direction de la force.
Nous devons maintenant construire une fonction de chargement. Il s'agit d'une fonction mathématique qui définit la force en chaque point de la poutre.
Intégrez cette fonction. Le résultat est la fonction de cisaillement.
Intégrez-le à nouveau. Le résultat est la fonction Moment de flexion.
Multipliez-le par 1 / EI (module de Young * le moment d'inertie) Ce facteur prend en compte la propriété du matériau et la propriété géométrique.
Intégrez-le à nouveau. Le résultat est la fonction Angle de déflexion (en radians)
Intégrez-le à nouveau. Le résultat est la fonction de déviation absolue. Vous pouvez maintenant brancher x (distance par rapport à l'origine) et recevoir la déviation dans toutes les unités avec lesquelles vous travailliez.