Verformung

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Datei:2D geometric strain.svg Datei:Displacement of a continuum.svg 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 oder als Winkeländerung in Erscheinung treten. Die Verformung wird mithilfe des Verzerrungstensors dargestellt. Die der äußeren Kraft entgegengesetzte Kraft des Körpers ist der Verformungswiderstand.

Verformungen kann man in einen isotropen (isotrope Größenveränderung, bei Beibehalten der Form) und einen deviatorsichen Anteil (Veränderung der Form, bei Beibehalten des Volumens) zerlegen.

Verformungen bestehen aus elastischen Anteilen (reversibel) und plastischen Anteilen(irreversibel), und werden in spontane und viskose Verformungen unterteilt.

Reversible elastische Verformung

Eine reversible – also eine umkehrbare oder nicht dauerhafte – Verformung nennt man dagegen elastische Verformung. Die dazugehörige Werkstoffeigenschaft wird Elastizität genannt.

Irreversible plastische Verformung

Atomistische Sicht auf die plastische Deformation unter einem sphärischen Indenter in (111) Kupfer. Alle Atome in idealer Gitterstruktur sind weggelassen und der Farbcode zeigt das Spannungsfeld nach von Mises an.

Eine irreversible, also dauerhafte, Verformung ab dem Erreichen einer Fließgrenze nennt man plastische Verformung. Die dazugehörige Eigenschaft eines Werkstoffes nennt man Plastizität. Voraussetzung ist hierbei, dass ein Werkstoff umformbar ist. 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.[1]

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. Gerolf Ziegenhain, Herbert M. Urbassek: Reversible Plasticity in fcc metals. In: Philosophical Magazine Letters. 89(11): 717–723, 2009 doi:10.1080/09500830903272900

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