Als Verformung (auch Deformation oder Verzerrung bezeichnet) eines Körpers bezeichnet man in der Kontinuumsmechanik die Änderung seiner Form infolge der Einwirkung einer äußeren Kraft bzw. mechanischer Spannung. 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.
Verformungen lassen sich zerlegen in:
Außerdem bestehen Verformungen aus
Weiterhin werden Verformungen unterteilt in
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 Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \varepsilon_\text{elastisch} als proportional zur Spannung Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \sigma bzw. der Kraft Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): F auf die Querschnittsfläche $ A $ eines Körpers. Der Dehnungs- oder Elastizitätsmodul Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): E ist eine Materialkonstante.[1]
Für eine Kraft, die tangential auf eine Fläche wirkt (Scherung), gilt der Torsions- oder Schubmodul $ G $. Die Poisson-Zahl oder Querkontraktionszahl Fehler beim Parsen (MathML mit SVG- oder PNG-Rückgriff (empfohlen für moderne Browser und Barrierefreiheitswerkzeuge): Ungültige Antwort („Math extension cannot connect to Restbase.“) von Server „https://wikimedia.org/api/rest_v1/“:): \nu ist ebenfalls eine Materialkonstante und steht mit Elastizitätsmodul und Schubmodul durch folgende Beziehung im Zusammenhang:
Eine irreversible, dauerhafte Verformung findet ab dem Erreichen einer Elastizitätsgrenze statt und wird plastische Verformung genannt. Voraussetzung hierfür ist, dass ein Werkstoff umformbar ist und die Verformungsenergie absorbieren kann. Die dazugehörige Eigenschaft eines Werkstoffes wird auch Duktilität genannt.
Die irreversible Verformung von Werkstoffen ohne Fließgrenze (z. B. die meisten Flüssigkeiten) nennt man viskose Verformung.
Die Plastizität eines Werkstoffes ist abhängig von der Temperatur. Bei Raumtemperatur lassen sich ein Großteil der Metalle nur schwer kaltverformen, weshalb sie erhitzt werden, um sie zu bearbeiten. Die maximal widerstandene Kraft bzw. Spannung vor einem Materialversagen ist die Festigkeit. Je nach Beanspruchung wird unterschieden in Druck-, Biegefestigkeit oder Warmfestigkeit.[2]
Bei sehr hoher Sprödigkeit bricht der Werkstoff, ohne sich vorher relevant zu verformen. Bei Gesteinen ist dies erst 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.[3]
