Rhéophysique- Tome 1 : Tome 1 : Liquides Newtoniens, Solides Cristallins et Amorphes.

Format:

Book

Author/Creator:

Oswald, Patrick.

Series:

Savoirs Actuels Series

Language:

French

Physical Description:

1 online resource (589 pages)

Edition:

1st ed.

Place of Publication:

Les Ulis : EDP Sciences, 2025.

Summary:

This book, authored by Patrick Oswald, explores the field of rheophysics, focusing on the mechanics and flow behaviors of various materials including crystalline solids, amorphous substances, and Newtonian liquids. It provides an in-depth examination of rheological properties, elasticity, plasticity, and material rupture, alongside detailed studies of crystalline defects and grain boundaries. The text also delves into advanced topics such as dislocation avalanches and shear zones in amorphous solids. With practical applications in aeronautics, metallurgy, and geophysics, this reference is aimed at advanced students, researchers, and professionals in physics, engineering, and materials science, offering historical anecdotes and experimental insights to illustrate core concepts. Generated by AI.

Contents:

Intro

Préface de la première édition

Avant-propos

Remerciements

Chapitre 1 - Généralités sur le comportement rhéologique des matériaux

Solide élastique hookéen et fluide visqueux newtonien

Loi de Hooke

Loi de Newton

Solide plastique et fluide visqueux non newtonien

Réponse à l'action soudaine d'un cisaillement(régime transitoire)

Comportement sous cisaillement continu(régime permanent)

Thixotropie et antithixotropie

Les fluides à seuil

Définition

Les fluides à seuil de type 1

Les fluides à seuil de type 2

Cas des solides cristallins à haute température

Fluides viscoélastiques

Le modèle de Maxwell : description qualitative

Exemples de fluides viscoélastiques de Maxwell

Le modèle de Jeffrey

Énergie dissipée

Énergie élastique emmagasinée

Contraintes élastiques, forces normales et effetWeissenberg

Quelques manifestations macroscopiques des contraintes élastiques

Les solides viscoélastiques

Les cristaux liquides

Chapitre 2 - Rappels de mécanique des milieux continus

Tenseur des contraintes et des couples surfaciques

Forces et couples de surface

Construction du tenseur des contraintes

Construction du tenseur des couples surfaciques

Lois de conservation

Loi de conservation de la masse

Loi de conservation de la quantité de mouvement

Équation d'équilibre des couples et symétrie du tenseurdes contraintes

Production irréversible d'entropie et lois de comportement

Chapitre 3 - Hydrodynamique des liquides newtoniens

Loi de comportement rhéologique et loi de Fourier

Bilans d'énergie et d'entropie

Tenseur des coefficients de viscosité dans le casd'un liquide isotrope

Interprétation macroscopique de la viscosité decisaillement

Calcul microscopique de la viscosité de cisaillement

Équations de l'hydrodynamique.

Équation de conservation de la masse

Équation de conservation de la quantité de mouvement (Navier-Stokes)

Conditions aux limites

Équation de la chaleur

Vitesse du son et nombre de Mach

Théorème de la dissipation: force et couple defrottement visqueux sur un solide en mouvement

Équation de la vorticité

Nombre de Reynolds

Définition: notion d'écoulements semblables

Signification physique du nombre de Reynolds

Stabilité des écoulements et nombre de Reynoldscritique

Couche limite et sillage: l'exemple de la ligne sourcede vorticité

Écoulements à grands nombres de Reynolds: l'approximation du fluide parfait

Théorème de Bernoulli

Théorème de la circulation de Kelvin

Écoulements irrotationnels (ou potentiels)

La théorie de la couche limite

Les équations de Prandtl

Étude qualitative du décollement

Profil de Blasius

Équation de Falker-Skan

Équation intégrale de la couche limite

Couche limite thermique

Écoulements aux faibles nombres de Reynolds

Unicité et additivité

Réversibilité

Dissipation minimale

Théorème de réciprocité

Théorie de la lubrification

Étalement d'un liquide sur un plateau en rotation (« spin-coating »)

Formule de Stokes

Migration thermocapillaire d'une goutte

Propagation des micro-organismes

Écoulement de Poiseuille et milieu poreux

Instabilité de Saffman-Taylor

Mesure de la viscosité

Rhéomètres rotatifs

Rhéomètre capillaire

Rhéomètre piézoélectrique

Machine de force

Sur le glissement aux parois

Mesure des viscosités en conditions extrêmes

Mesure de la viscosité de volume

Mesure des viscosités en géophysique

Conséquences des effets de température et de pression sur les mesures de viscosité

Chapitre 4 - Élasticité des solides

Élastostatique des solides durs usuels

Tenseur des déformations.

Tenseur des contraintes

Thermodynamique de la déformation

L'équation de Navier

Comment résoudre un problème d'élasticité

Principe de Saint-Venant

Théorèmes généraux

Application à quelques problèmes simples

Instabilité de flambage d'une poutre

Instabilité de flottement d'une aile d'avion

Élastodynamique des solides durs usuels

Ondes en milieu infini

Ondes en milieu fini

Ondes de surface de Rayleigh

Ondes émises par un tremblement de terre etsismologie

Mesure des constantes élastiques et applicationen géophysique

Élasticité des cristaux colloïdaux

Généralités sur les cristaux colloïdaux

Mesures des modules élastiques

Chapitre 5 - Défauts dans les solides cristallins

Défauts ponctuels

Exemples: lacunes, interstitiels et impuretés

Concentration d'équilibre de lacunes

Lacunes et diffusion de matière

Dislocations

Construction de Volterra

Définition précise du vecteur de Burgers et règledes nœuds

Mise en évidence expérimentale des dislocations

Propriétés élastiques des dislocations

Force de Peach et Koehler sur une dislocation

Interactions entre dislocations

Multiplication des dislocations

Glissement des dislocations

Glissement dévié et montée des dislocations

Parois

Description topologique et propriétés statiques

Mouvement d'une paroi sous contrainte

Complexions et thermodynamique des joints de grains

Chapitre 6 - Limite d'élasticité des solides cristallins

Contrainte interne

Friction de réseau

Croisement entre dislocations : durcissement par la forêt

Analyse topologique du croisement entre deuxdislocations

Conséquences directes de la formation des crans

Cas des jonctions attractives

Cas des jonctions répulsives

Durcissement par les joints de grains: loi de Hall et Petch

Durcissement par alliage.

Durcissement en présence de précipités cohérents:modèles de Mott et Nabarro et de Friedel

Durcissement en présence de précipités incohérents: modèle d'Orowan

Durcissement des solutions solides: modèles de Mott et Nabarro, de Friedel et de Labusch

Nuages de Cottrell et bandes de Lüders

Durcissement par trempe

Durcissement par irradiation

Chapitre 7 - Écoulement plastique des solides cristallins

Courbes de fluage à contrainte fixée : lois d'Andrade

Relation d'Orowan

Quelques modèles classiques de plasticité

Fluage à basse température par glissement dedislocations

Fluage à haute température

Cartes des mécanismes de déformation d'Ashby

Courbes de déformation à vitesse de déformation fixée

Allure générale

Modélisation de « l'overshoot »

Instabilité de Portevin-Le Chatelier

Acoustique et avalanches de dislocations

Plasticité des cristaux colloïdaux et fusion sous cisaillement

Chapitre 8 - Plasticité des solides amorphes

Exemples de verres et applications

Volume libre et relaxation structurale

Densification sous pression hydrostatique

Preuves expérimentales de la plasticité des verres

Le régime d'écoulement plastique homogène

Le régime élastique et la limite d'élasticité apparente

Le régime de déformation inhomogène

La courbe de déformation

Analyse des différents régimes

Sur l'origine des bandes de cisaillement

Les bandes sont-elles chaudes ou froides ?

Chapitre 9 - Rupture des solides

Rappels sur les modes de rupture

Rupture fragile et rupture ductile: définition

Analyse de Hart de l'instabilité de striction

La température de transition fragile-ductile

Détermination expérimentale

Un peu d'histoire

Théorie de la rupture fragile « idéale »

Contrainte de clivage théorique

Rupture par propagation de fissure: critère de Griffith.

Vitesse de propagation d'une fissure

Vérification expérimentale de la théorie de Griffith

Le cas d'école du verre de vitre

Cas du zinc polycristallin

Cas de l'acier

Rupture fragile en présence de plasticité

Zone plastique et champ de contrainte

Généralisation du critère de Griffith

Intégrale J

Diagramme d'Ashby pour la ténacité et la limite d'élasticité

Fracture ductile

Approche statistique de la rupture: effets de taille

A - Théorème de « dérivation sous le signe somme »

B - Discontinuités tangentielles et ondes de choc (fluides parfaits)

Conditions aux limites sur une surface de discontinuité

Conservation de l'énergie

Conservation de la masse

Conservation de la quantité de mouvement

Discontinuités tangentielles

Instabilité de Kelvin-Helmholtz (ou des discontinuités tangentielles)

Ondes de choc

Adiabatique de choc

Adiabatiques de choc dans un gaz parfait à chaleurs spécifiques constantes

Ondes de choc en pratique

C - Équations de l'hydrodynamique pour un fluide incompressible

Coordonnées cylindriques (r, , z)

Coordonnées sphériques (r, , )

D - Équations de l'élasticité en coordonnées cylindriques et sphériques

Coordonnées cylindriques (r, theta, z)

Coordonnées sphériques (r, theta, phi)

E - Démonstration de la formule de Peach et Koehler

F - Rappel de cristallographie: indice de Miller

Cristaux cubiques (c.c. et c.f.c.)

Cristaux hexagonaux (h.c.)

Autres structures cristallines simples

G - Interaction entre une dislocation et un atome d'impureté

Effet de taille

Effet de module élastique

Comparaison entre les différents effets

H - Loi de Schmid et facteur de Taylor

Loi de Schmid

Facteur de Taylor

Bibliographie

Notations

Index.

Notes:

Description based on publisher supplied metadata and other sources.

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ISBN:

2-7598-3215-5

OCLC:

1521989214