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Le flambement est une propriété mathématique qui décrit l'effet de l'excès de stress ou de pression sur une structure. Il se produit avec des tensions croissantes, empêchant une structure de maintenir son équilibre. Le résultat final de la déformation est généralement un effondrement structurel, mais plusieurs types de déformation peuvent se produire.
Flambement inélastique
Un flambage inélastique se produit dans des objets tels qu'une colonne de longueur intermédiaire réalisée dans un matériau rigide. Ce flambement se produit lorsque la charge de pression exercée sur un objet dépasse les limites proportionnelles des matériaux (c'est-à-dire la résistance et la rigidité). Un flambement inélastique peut être identifié à travers des objets qui se déforment sous l'effet d'une force excessive. Une colonne, par exemple, passe par un processus appelé pétrissage, dans lequel le milieu de la colonne vertébrale se courbe au-delà de la force normale.
Boucle élastique
Le flambement élastique se produit dans les longues colonnes qui sont simplement supportées. Il est similaire au flambement inélastique, dans lequel les propriétés de base de la colonne, sa résistance et sa rigidité sont les mêmes, mais le résultat final est assez différent. Le flambement élastique provoque une déformation de la colonne ou de l'objet, mais sous une forme plus sévère que le flambement inélastique. Alors que le flambement inélastique semble créer un effet "agenouillé", le flambement élastique crée un aspect totalement incurvé de l'objet.
Charge critique
La charge critique est un nombre crucial pour toutes les définitions mathématiques du flambement. La charge critique est la charge sur laquelle la contrainte devient supérieure à la colonne (ou à l'objet) peut supporter. Toute charge supérieure à la charge critique générera un flambement. La charge critique peut être calculée à l'aide de plusieurs formules différentes. C’est ainsi que les limites de poids sur les ponts et les routes peuvent être calculées. Le calcul de cette limite de poids est nécessaire pendant le projet.
Projets de bouclage
Il existe plusieurs façons de définir mathématiquement le flambement. Chaque théorie définit comment se produit le flambement élastique ou inélastique. Chaque formule a un résultat légèrement différent. Par exemple, l'équation d'Euler décrit la déformation élastique. La théorie de Shanley décrit la courbe de déformation élastique, tandis que le modèle de charge à module de tangence décrit la limite inférieure de la quantité de force nécessaire à la déformation. Le modèle d'Euler décrit la force absolue qu'une colonne peut recevoir ou la limite supérieure plus distante. La plupart des concepteurs préfèrent le modèle de charge à module tangent pour protéger leurs projets.
Applications du monde réel
En plus d'utiliser la charge critique pour définir les limites de poids des ponts, tous les bâtiments exigent que la charge maximale appliquée aux colonnes soit supportée de manière à ce que le toit ne tombe pas dessus. Cela se produirait lorsque les colonnes porteuses atteindraient leur charge critique. En fait, de nombreux objets dans le monde réel dépendent des effets de la charge de flambage critique, tous des soi-disant roues de bicyclette (qui sont essentiellement une longue colonne tordue et maintenue en place par la foudre) pour les ponts et les routes utilisés par les cyclistes.