„Verformung“ – Versionsunterschied
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Eine reversible – also eine umkehrbare oder nicht dauerhafte – Verformung nennt man ''elastische Verformung''. Die dazugehörige [[Werkstoffeigenschaft]] wird [[Elastizität (Mechanik)|Elastizität]] genannt. |
Eine reversible – also eine umkehrbare oder nicht dauerhafte – Verformung nennt man ''elastische Verformung''. Die dazugehörige [[Werkstoffeigenschaft]] wird [[Elastizität (Mechanik)|Elastizität]] genannt. |
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Das [[Hookesches Gesetz|Hookesche Gesetz]] beschreibt die relative elastische Dehnung <math>\epsilon_{elastisch}</math> als proportional zur [[Mechanische Spannung|Spannung]] <math>\sigma</math> bzw. der [[Kraft]] <math>F</math> auf die Querschnittsfläche <math>A</math> eines Körpers. Das Dehnungs- oder [[Elastizitätsmodul]] <math>E</math> ist eine [[Materialkonstante]].<ref>{{Literatur |Autor=Gerthsen, Christian, 1894-1956. |Titel=Gerthsen Physik |Hrsg= |Sammelwerk= |Band= |Nummer= |Auflage=25. Aufl |Verlag=Springer Spektrum |Ort=Berlin |Datum=2015 |ISBN=978-3-662-45976-8}}</ref> |
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:<math>\epsilon_{elastisch} = \frac{dF}{E*dA} = \frac{\sigma}{E}</math> |
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Für eine Kraft die tangential auf eine Fläche wirkt ([[Scherung (Mechanik)|Scherung]]) gilt das Torsions- oder [[Schubmodul]] <math>G</math>. Die [[Poissonzahl|Poisson-Zahl]] oder Querkonstraktionszahl <math>\mu</math> gibt das Verhältnis zwischen Elastizitätsmodul und Schubmodul an und ist ebenfalls eine Materialkonstante. |
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:<math>E = 2G(1+\mu)</math> |
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== Irreversible plastische Verformung == |
== Irreversible plastische Verformung == |
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Version vom 27. September 2020, 10:20 Uhr
Als Verformung (auch Deformation oder Verzerrung bezeichnet) eines Körpers bezeichnet man in der Kontinuumsmechanik die Änderung seiner Form infolge der Einwirkung einer äußeren Kraft. Die Deformation kann als Längenänderung (Dehnung) oder als Winkeländerung (Scherung) in Erscheinung treten. Die Verformung wird mithilfe des Verzerrungstensors dargestellt. Die der äußeren Kraft entgegengesetzte Kraft des Körpers ist der Verformungswiderstand.
Unterteilungen
Verformungen lassen sich zerlegen in:
- einen isotropen Anteil (isotrope Größenänderung unter Beibehalten der Form) und
- einen deviatorischen Anteil (Änderung der Form unter Beibehalten des Volumens).
Außerdem bestehen Verformungen aus
- elastischen (reversiblen) Anteilen und
- plastischen (irreversiblen) Anteilen.
Weiterhin werden Verformungen unterteilt in
- spontane Verformungen und
- viskose Verformungen.
Reversible elastische Verformung
Eine reversible – also eine umkehrbare oder nicht dauerhafte – Verformung nennt man elastische Verformung. Die dazugehörige Werkstoffeigenschaft wird Elastizität genannt.
Das Hookesche Gesetz beschreibt die relative elastische Dehnung als proportional zur Spannung bzw. der Kraft auf die Querschnittsfläche eines Körpers. Das Dehnungs- oder Elastizitätsmodul ist eine Materialkonstante.[1]
Für eine Kraft die tangential auf eine Fläche wirkt (Scherung) gilt das Torsions- oder Schubmodul . Die Poisson-Zahl oder Querkonstraktionszahl gibt das Verhältnis zwischen Elastizitätsmodul und Schubmodul an und ist ebenfalls eine Materialkonstante.
Irreversible plastische Verformung
Eine irreversible, also dauerhafte, Verformung ab dem Erreichen einer Fließgrenze nennt man plastische Verformung. Voraussetzung hierfür ist, dass ein Werkstoff umformbar ist; die dazugehörige Eigenschaft eines Werkstoffes nennt man Plastizität.
Die irreversible Verformung von Werkstoffen ohne Fließgrenze (z. B. die meisten Flüssigkeiten) nennt man viskose Verformung.
Bei sehr hoher Sprödigkeit bricht der Werkstoff, ohne sich vorher relevant zu verformen. Bei Gesteinen ist dies bei Verschiebungen im Millimeter- bis Zentimeterbereich pro Jahr der Fall, während langsamere Vorgänge plastisch ablaufen (siehe Falte (Geologie), Tektonik).
Auf der Nanoskala kann auch die primäre plastische Deformation vollständig reversibel sein. Dies setzt voraus, dass noch kein Materialtransport in Form von Quergleiten eingesetzt hat.[2]
Siehe auch
- Die Verformung länglicher Körper wie Balken oder Stäbe bei Biegebelastung wird als Durchbiegung bezeichnet.
- Mechanik fester Körper, Stoffgesetz
- Starrer Körper – die Idealisierung eines Körpers ohne Verformung
- Verformungsenergie, Erdabplattung
- Spannung (Mechanik), Bruchlast
- Druck-, Biegefestigkeit, Warmfestigkeit
- Der Rollwiderstand ist abhängig von der Verformung der beteiligten Körper.
- Kaltverformung, Umformverfahren
Einzelnachweise
- ↑ Gerthsen, Christian, 1894-1956.: Gerthsen Physik. 25. Auflage. Springer Spektrum, Berlin 2015, ISBN 978-3-662-45976-8.
- ↑ Gerolf Ziegenhain, Herbert M. Urbassek: Reversible Plasticity in fcc metals. In: Philosophical Magazine Letters. 89(11): 717–723, 2009, doi:10.1080/09500830903272900.