déformation

En fabrication, le flambage est un effondrement latéral ou interne soudain, souvent violent, d'un élément structurel sous une charge compressive. Contrairement à la flexion progressive sous une force statique, le flambage se produit lorsqu'un élément élancé, une colonne ou une coque atteint un seuil de contrainte critique et prend une forme différente presque instantanément. La structure ne cède pas parce que le matériau se déforme plastiquement, elle cède parce que la géométrie devient instable. Une colonne en acier peut se redresser sous une charge modérée, puis flamber de manière explosive lorsque cette charge augmente juste au-delà d'une limite précise.

Le flambage dépend du rapport entre la longueur et la dimension de la section transversale, connu sous le nom de rapport d'élancement. Un poteau court et épais résiste au flambage ; une tige longue et mince flambe facilement. La nuance du matériau et la limite d'élasticité importent beaucoup moins que la géométrie pour déterminer quand le flambage se produit. La formule d'Euler prédit la charge critique de flambage pour une colonne articulée en fonction du module de Young, du moment quadratique, de la longueur et des conditions d'extrémité. Les structures réelles flambent de manière plus complexe que ne le suggère la formule en raison des imperfections initiales, du chargement excentré et des contraintes résiduelles dans le matériau.

Quand le flambage fait échouer la production

Le flambage apparaît dans toute la fabrication : dans la tôle laminée sous compression de bord pendant l'enroulement, dans les tubes à paroi mince sous pression externe, dans les raidisseurs soudés qui se déforment avant la peau, et dans les outils de presse plieuse qui fléchissent sous un tonnage élevé. Les pièces composites aérospatiales flambent dans les constructions sandwich lorsque le noyau cède au cisaillement ou que les peaux se séparent. Le flambage dans les pièces formées signifie généralement que la pièce est mise au rebut, et le flambage dans l'outillage signifie des temps d'arrêt et des dommages potentiels à la presse.

La prévention implique d'augmenter la rigidité en flexion par rapport à la force de compression. Cela signifie épaissir la section, raccourcir la portée non supportée, ajouter des supports intermédiaires ou contraindre l'élément latéralement. Dans le formage de la tôle, la conception de nervures ou de brides de renforcement supprime le flambage local. Dans les colonnes, les extrémités articulées et les contreventements intermédiaires réduisent la longueur effective. Les sections transversales non uniformes, la relaxation des contraintes résiduelles et l'alignement soigneux des charges réduisent tous le risque que le flambage réel se produise près de la valeur critique théorique.

Le mot vient de l'ancien français boucler, qui signifie gonfler ou bomber vers l'extérieur, ce qui correspond au phénomène visible ; la tôle ne se brise pas, elle se plie simplement. Dans le langage d'atelier, un flambage est souvent appelé un pli ou une crease, bien que ces termes puissent impliquer des modes de défaillance différents. La défaillance par flambage est distincte de la déformation plastique du matériau, de la fatigue et de la fracture, mais elle accélère souvent ces défaillances car la géométrie flambée concentre les contraintes et introduit des moments de flexion qui n'étaient pas présents dans la conception originale.