Calculateur de contrainte

Calculez la contrainte mécanique à partir de la force et de l'aire de la section.

Calcul de contrainte mécanique
Saisissez la force en newtons et l'aire sollicitée en mètres carrés.

À propos de la contrainte mécanique

La contrainte mécanique décrit l'intensité avec laquelle un effort interne se répartit dans un matériau. En ingénierie, la contrainte normale est définie comme la force divisée par l'aire de la section qui la supporte : σ = F / A. La force se mesure en newtons, l'aire en mètres carrés et l'unité SI obtenue est le pascal, soit un newton par mètre carré. Les contraintes rencontrées en pratique étant souvent élevées, elles sont aussi exprimées en mégapascals. Un mégapascal vaut un million de pascals. L'aire doit représenter la section qui résiste réellement à la charge. Pour une barre droite en traction ou compression axiale, utilisez l'aire perpendiculaire à la direction de la charge. À force égale, une aire plus petite entraîne une contrainte plus élevée, ce qui explique le rôle critique des sections étroites et des perçages. Ce calculateur fournit une contrainte moyenne nominale. Il ne tient pas automatiquement compte des concentrations locales, de la flexion, des contraintes résiduelles, de la fatigue, des effets thermiques ni d'une répartition non uniforme des charges. La contrainte est de traction lorsque la charge étire une pièce, de compression lorsqu'elle la comprime et de cisaillement lorsque les forces agissent parallèlement à une section. Le rapport force sur aire s'applique directement à la contrainte normale moyenne et, avec l'effort et l'aire de cisaillement adaptés, à la contrainte de cisaillement moyenne. Les conventions de signe variant selon les disciplines, cet outil utilise la valeur absolue de la force et renvoie une intensité de contrainte positive ou nulle. Utilisez le résultat comme vérification préliminaire, et non comme évaluation complète de sécurité. Comparez la contrainte calculée à une contrainte admissible ou à une résistance appropriée, en appliquant les coefficients de sécurité, combinaisons de charges, normes et corrections environnementales du projet. Vérifiez la cohérence des unités de force et d'aire avant la saisie. Si l'aire est en millimètres carrés, multipliez-la par 0.000001 pour obtenir des mètres carrés. Une conversion rigoureuse et une bonne identification du cheminement des charges sont indispensables à un résultat pertinent.

Exemples de calcul de contrainte

Ces exemples appliquent σ = F / A avec les unités SI.

Force et aireContrainteContexte
1,000 N; 0.01 m²100,000 Pa (0.1 MPa)Faible chargement axial
50,000 N; 0.002 m²25,000,000 Pa (25 MPa)Section métallique sous charge
12,000 N; 0.0004 m²30,000,000 Pa (30 MPa)Petite section

Comment calculer une contrainte

  1. Saisissez la force appliquée en newtons.
  2. Saisissez l'aire de la section supportant la charge en mètres carrés.
  3. Choisissez Calculer la contrainte pour diviser la force par l'aire.
  4. Consultez le résultat en pascals et mégapascals.

Questions sur le calcul de contrainte

Quelle formule le calculateur utilise-t-il ?

Il utilise σ = F / A, où F est la force et A l'aire de la section sollicitée. Le résultat est la contrainte normale moyenne en pascals.

Pourquoi afficher aussi la contrainte en MPa ?

Les contraintes d'ingénierie sont souvent trop élevées pour être lues facilement en pascals. Un MPa vaut 1,000,000 Pa, ce qui facilite la comparaison avec les données des matériaux.

Puis-je saisir l'aire en millimètres carrés ?

Le champ attend des mètres carrés : effectuez la conversion avant le calcul. Multipliez la valeur en mm² par 0.000001 pour obtenir des m².

Le calcul s'applique-t-il à la traction et à la compression ?

Oui, la même formule d'intensité de contrainte normale moyenne s'applique à la traction et à la compression axiales. Le calculateur donne l'intensité sans signe de traction ou de compression.

La contrainte nominale est-elle la contrainte maximale ?

Pas nécessairement : trous, entailles, excentricité de charge et autres détails peuvent augmenter la contrainte locale. Si le pic de contrainte importe, utilisez une analyse de concentration ou un modèle plus détaillé.