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Ingénierie

Calculatrice de Contraintes Principales et Cercle de Mohr (Contraintes Planes)

Contraintes principales, cisaillement maximal, contrainte équivalente de von Mises et de Tresca, et contrainte sur un plan tourné, à partir de σx, σy et τxy.

Résultats

Contrainte principale maximale σ1 94,03 MPa
Contrainte principale minimale σ2 -34,03 MPa
Cisaillement maximal dans le plan (rayon du cercle de Mohr) 64,03 MPa
Direction de σ1 depuis l'axe x 19,33 °
Contrainte équivalente de von Mises (contraintes planes) 114,89 MPa
Contrainte équivalente de Tresca 128,06 MPa
Contrainte normale sur ce plan 89,64 MPa
Cisaillement sur ce plan -23,30 MPa
Comment cela varie
Contrainte normale sur ce planAngle du plan à étudier, depuis l'axe x 0 – 180. Contrainte normale sur ce plan: 80 → 80; Cisaillement sur ce plan: 40 → 40Contrainte normale sur ce planCisaillement sur ce plan-100-50050100050100150Angle du plan à étudier, depuis l'axe x (°)

La ligne en pointillé marque la valeur que vous avez saisie.

Ce que fait cet outil

En tout point d'une pièce chargée il existe deux directions perpendiculaires où le cisaillement s'annule ; les contraintes normales suivant elles, σ1 et σ2, sont les contraintes principales. Le cercle de Mohr a son centre en (σx+σy)/2 et un rayon égal au plus grand cisaillement dans le plan, et la contrainte sur un plan tourné de θ se lit sur le cercle à 2θ, comme le montre le graphique. Pour les métaux ductiles, c'est la valeur de von Mises que l'on compare d'ordinaire à la limite d'élasticité (Tresca est un peu plus prudent). On suppose des contraintes planes (rien dans l'épaisseur), la traction est positive et les angles sont dans le sens trigonométrique.

Formule

σ1,2 = (σx+σy)/2 ± √[((σx−σy)/2)² + τxy²] · tan 2θp = 2τxy ÷ (σx−σy) · σvM = √(σx² − σxσy + σy² + 3τxy²)

Variables

SymboleSignificationUnité
sxContrainte normale σx (traction positive)MPa
syContrainte normale σy (traction positive)MPa
txContrainte de cisaillement τxyMPa
thAngle du plan à étudier, depuis l'axe x°
S1Contrainte principale maximale σ1MPa
S2Contrainte principale minimale σ2MPa
TMCisaillement maximal dans le plan (rayon du cercle de Mohr)MPa
APDirection de σ1 depuis l'axe x°
VMContrainte équivalente de von Mises (contraintes planes)MPa
TRContrainte équivalente de TrescaMPa
SNContrainte normale sur ce planMPa
TNCisaillement sur ce planMPa

Exemple résolu

  • Contrainte normale σx (traction positive)80 MPa
  • Contrainte normale σy (traction positive)-20 MPa
  • Contrainte de cisaillement τxy40 MPa
  • Angle du plan à étudier, depuis l'axe x30 °
  • Contrainte principale maximale σ194,03 MPa
  • Contrainte principale minimale σ2-34,03 MPa
  • Cisaillement maximal dans le plan (rayon du cercle de Mohr)64,03 MPa
  • Direction de σ1 depuis l'axe x19,33 °
  • Contrainte équivalente de von Mises (contraintes planes)114,89 MPa
  • Contrainte équivalente de Tresca128,06 MPa
  • Contrainte normale sur ce plan89,64 MPa
  • Cisaillement sur ce plan-23,30 MPa

Limites

  • Le résultat est une estimation fondée uniquement sur les valeurs saisies. Les situations réelles comportent souvent des facteurs que cette calculatrice ignore.
  • Le mélange d'unités est la source d'erreur la plus fréquente. Convertissez chaque valeur dans l'unité indiquée près du champ avant de calculer.