Qu'est-ce que le taux de contrainte?
La contrainte est une mesure de la quantité de déformation qui se produit lorsqu'un objet est soumis à une contrainte. Le taux de contrainte est défini comme le changement de contrainte au fil du temps. Tous les matériaux subissent des modifications de dimensions lorsqu'ils sont soumis à des contraintes. La déformation provoquée par une contrainte peut être totalement réversible ou permanente, en fonction de la quantité de contrainte appliquée.
La déformation élastique se produit lorsqu'un matériau sous contrainte retrouve ses dimensions d'origine une fois la contrainte supprimée. La déformation plastique survient lorsqu'un objet a été soumis à de très fortes contraintes et ne retrouvera plus sa forme initiale une fois la contrainte supprimée. Dans de nombreux matériaux, l'inversion de la déformation élastique est instantanée, ce qui signifie qu'elle se produit sans une durée perceptible. La déformation qui est entièrement récupérable, mais qui se produit avec le temps, est décrite en termes de vitesse de déformation.
Le taux de contrainte varie considérablement selon les matériaux et varie souvent selon la température et la pression appliquées. L'acier est un exemple de matériau qui revient à son état d'origine immédiatement après l'élimination des contraintes. À l'inverse, en géologie, les contraintes sont appliquées sur des millions d'années et le taux de déformation dans la roche est généralement très faible. Un matériau dont la vitesse de déformation change considérablement en fonction de la température et de la pression présente une sensibilité élevée à la vitesse de déformation .
Ce taux dépend également de la manière dont la force ou le stress est appliqué. Pour de nombreux plastiques, si une force d'étirement progressive est appliquée, le matériau s'allongera beaucoup avant de se rompre. En effet, les molécules dans le plastique ont suffisamment de temps pour se réorienter et se rapprocher les unes des autres, entraînant l’étirement. Si un plastique est soumis à un impact ou à une force soudaine, il se brisera immédiatement et se comportera comme un matériau fragile. Un même matériau plastique peut réagir de manière très différente en raison des taux de contrainte différents dus à la manière dont la contrainte est appliquée.
Le taux de contrainte peut être mesuré en laboratoire en utilisant un équipement de test spécial qui applique des charges très précises à un échantillon, tout en mesurant la déformation et la récupération qui se produisent après la suppression de la contrainte. Étant donné que la vitesse de déformation d'un matériau influence son comportement, il est important de comprendre sa sensibilité au type de charge, au niveau de contrainte et à la température. Comprendre le taux de contrainte d'un matériau garantira qu'il répond aux spécifications de performance requises dans l'application finale.