Notions sur la manière dont se comportent les corps
SOUMIS A LA FLEXION TRANSVERSALE. — LOTSqu'UU SOlidc, pOSÔ
horizontalement sur deux points d'appui, fléchit sous l'action d*une charge placée en son milieu et agissant verticalement, sa face inférieure devient convexe et sa face supérieure concave. Il importe de constater par l'expérience comment les molécules ou les fibres longitudinales qu'elles forment se comportent sur ces deux face3; de reconnaître si les unes, celles de dessous, s'allongent, et si les autres, celles de dessus, se compriment; de sorte que ces effets opposés, allant en décroissant de Textérieur à l'intérieur, il devrait se trouver une couchi3 dont les libres ne seraient ni allongées ni raccourcies, et resteraient de longueur invariable.
Galilée , dans Tessai d'une théorie de la résistance des corps à la ilexion, supposait que toutes les fibres s'allongeaient, à partir de celles qui sont placées à la face concave. Cette hypothèse fut aussi admise par Mariotte et par Leibnitz.
L'expérience seule pouvant décider en pareille matière, Duhamel du Monceaux '*' fit des essais qui sont insérés dans les Mémoires de V Académie des sciences pour l'année 1767.
Pour les exécuter il a choisi du saule, parce que ce bois est d'une densité plus unîfornîe que le chêne et l'orme , et que les couches, annuelles sont moins distinctes dans le saule que dans les autres bois; qu'enfin il est plus liant sans être fort dur. Il fit couper des barreaux, pris dans de jeunes arbres, de façon que le cœur de l'arbre se trouvât au centre des barreaux, auxquels il donna 0°»,975 de longueur sur 0",040 d'équarrissage.
Ces barreaux étaient posés sur des tréteaux écartés de O^'QSS, et chargés en leur milieu d'un poids que l'on augmentait graduellement jusqu'à ce que la rupture arrivât.
Une première série de cinq barreaux , sans aucune modification , fut expérimentée pour déterminer leur force absolue. Pour une seconde série de deux barreaux, un trait de scie transversal fut pratiqué au milieu de la face supérieure de chaque pièce, et fut prolongé jusqu'au tiers de l'épaisseur de la pièce ; les deux barreaux d'une troisième série furent également sciés à l de leur épaisseur; ceux d'une quatrième série de six barreaux aux $ de leur épaisseur. Dans le trait de scie on introduisit une planchette de bois de chêne sec pour remplir le vide produit par l'épaisseur du trait. D'après les expériences, les barreaux se sont rompus sous les charges suivantes :
Barreaux entiers 256*^.91
Barreaux sciés à J d'épaisseur... 269 .71
Barreaux sciés à ^ d'épaisseur... 265 .31
Barreaux sciés à i d'épaisseur... 259 .76
* Dm transport, de la conservation et de la force des bois^ par M. Duhamel du Monceaux, membre de rAcadémie des sciences, etc. 1767.
Il résulte évidemment de ces expériences que les traits de scie pratiqués dans ces pièces ne les ont pas affaiblies , parce qu'ils n*ont pas empêché les fibres supérieures, placées du côté de la concavité» de se comprimer contre la planchette qui remplissait le joint et de résister comme si elles n'araîent pas été interrompues. Il y a, même lieu de croire que la planchette de chêne, pins dure que le saule qu'elle remplaçait^ ayant offert à la compression des fibres un point d'appui plus ferme , a contribué à la légère augmentation de résistance des pièces sciées.
Quoi qu'il en soit» le mode d'action des fibres du bois dans la flexion des pièces est très-bien mis. en évidence par ces expériences.
Duhamel a aussi exécuté des expériences analogues sur des pièces de pin. du Nord de 0".975 de longueur^ de 0'*.034 d'épaisseur» et 0".0l6 de largeur, posées sur les mêmes appuis et chargées en leur milieu ; les premières étaient entières et les autres sciées en quatre endroits» les unes à ^ de leur épaisseur, les autres à ^, les dernières aux |. Il a observé^les flexions et les charges rapportées cî-dessous :
DÉSIGNATION
DBS PléCBS.
correspondant au charges de
Pièces entières
Pièces sciées en quatre/ endroits, à ^ de leurj épaisseur (
Pièces sciées en quatre \ endroits, à ^ de leurl épaisseur )
Pièces sciées en quatre \ endroits, aux | de leur | épaisseur .... )
Diill.
86'''i.7ia.
mill.
milL 58 . 65 54.15 71.05 68.79 66.55
CHARGES
produisant
la
roptare
et les
dernières
flexions
CHARGES
moyennes
de rupture.
kil.
Ces expériences montrent que les traits de scie ont facilité la flexion des pièces, mais qu'ils n'ont pas diminué considérablement leur résistance à la rupture.
Il résulle donc de ces expériences que les fibres du bois» placées du côté de la convexité des pièces fléchies s'allongent, tan* dis que celles qui sont du côté de la concavité se compriment et se raccourcissent. L'allongement et le raccourcissement étant d'ailleurs évidemment d'autant plus grands que les fibres sont plus voisines des surfaces extérieures, ils vont en diminuant vers l'extérieur, et il doit y avoir à chaque instant pour chaque section une couche de fibres qui n'éprouve ni allongement ni raccourcissement, et à laquelle on a donné pour cette raison le nom de couche des fibres invariables.
