Ce cours présente les notions essentielles permettant de décrire les principales propriétés mécaniques des solides. La mise en forme des matériaux – et en particulier des métaux – a été un ingrédient essentiel du développement des sociétés humaines (âges du cuivre, du bronze, du fer. Révolution industrielle, …) et ce n’est pourtant que dans les années 1930 que les défauts cristallins responsables de la déformation plastique des métaux ont été identifiés.
Cet enseignement vise à donner une formation de base sur les propriétés mécaniques des matériaux et permettra d’aborder des questions d’actualité (micro et nano dispositifs mécaniques, nanotubes de carbone, fils d’araignée, superalliages pour l’aéronautique etc) à travers en particulier des projets tutorés.
À l’issue de l’enseignement les étudiants effectuent individuellement ou en équipe un mini-projet qui leur permettra d’appliquer les concepts appris et d’exercer leur autonomie.
Plan du cours :
- Lois de comportement : rigide, plastique, newtonien, viscoplastique, fragile, élastique;
Comportements des différents matériaux (métaux, céramiques, composites…);
- Élasticité :
1) Fondements : Champ de déplacement, tenseur des déformations, tenseur des contraintes;
2) Elasticité des milieux isotropes : constantes élastiques, loi de Hooke généralisée, équation d’équilibre de Navier-Lamé;
3) Ondes élastiques;
4) Milieux élancés : hypothèses d’Euler-Bernouilli, Moment fléchissant, Equations de Kirchhoff. Déformation des poutres. Vibration des poutres.
- Plasticité :
1) Introduction à la théorie des dislocations;
2) Glissement;
3) Durcissement;
4) Déformation à haute température : fluage et montée;
- Mécanique de la rupture : théorie de Griffith, ténacité, propagation des fissures, lois d’échelle…
- Viscoélasticité.
