Sébastien Neukirch
Institut Jean le Rond d'Alembert
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Rupture des tiges en flexion - How bent rods break

Basile Audoly et Sébastien Neukirch

Mécanique et Industries 6 (2005) 365--368

Abstract : Lorsqu'on brise en flexion des tiges cassantes, telles que les spaghetti crus, on obtient plus de deux morceaux, souvent trois, quatre ou plus. Dans le but d'expliquer ces brisures multiples, nous étudions la dynamique d'une tige fléchie juste en-deçà de sa courbure de rupture lorsqu'elle est soudainement libérée à une extrémité. Nous trouvons que la relaxation brusque de la courbure au bout qui vient d'être libéré induit un train d'onde de flexion dont la dynamique est décrite par une solution auto-semblable sans paramètre ajustable. Ces ondes de flexion augmentent localement la courbure et nous montrons que ce mécanisme contre-intuitif est à l'origine de la fragmentation des tiges cassantes en flexion. Nous présentons une expérience simple qui confirme cette assertion.

PACS numbers : 62.20.Mk, 46.50.+a, 46.70.De

Key words : Equations de Kirchhoff, Rupture fragile

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