Deformasjon ellerdeformering er endring i form forårsaket av ytre påvirkning, for eksempel en tilførtkraft, eller et for eksempel et temperaturfelt. Deformasjon kan væreelastisk ellerplastisk, eller en kombinasjon av begge. En tilstrekkelig stor deformasjon fører tilbrudd. For sprø materialer (for eksempel glass) vil denne skje nokså momentant. Ofte vil en deformasjon være en kombinasjon, men slik at den ene typen er så dominerende at man kun betrakter den dominerende typen.
Elastisk deformasjon er den type deformasjon et materiale utsettes for uten å få varig endring av form. Etter at belastningen er fjernet, vil den elastiske deformasjonen reverseres og materialet gå tilbake til sin opprinnelige form (ved ren elastisk deformasjon). Dette er i motsetning til plastisk deformasjon hvor materialet får en varig fasongendring. Mengden elastisk deformasjon som et materiale kan utsettes for, er definert avelastisitetsmodulen. Se ogsåHookes lov.Når du strekker en strikk, forandrer den form så lenge du holder den i strekk. Slipper du strikken, går den tilbake til sin opprinnelige form. Dette er da en elastisk deformasjon.
Plastisk deformasjon inntreffer når etmateriale strekkes over flytegrensen (seige materialer).Spenningene blir så store at det oppstår glidninger mellom atomplanene slik at deformasjonen blir varig (plastisk). Selv om materialet er endret så henger det fortsatt sammen på molekylærnivå. Når man klemmer på leire, forandrer den form permanent. Det er en plastisk deformasjon.
Dersom et legeme blir utsatt for gjentatte (vekslende) laster, somhver for seg ikke fører til varig deformasjon, men etter et antall lastvekslinger over tid brått fører til varig deformasjon, kalles dette forutmatting.
Når et materiale belastes over bruddgrensen blir spenningene mellommolekylene brutt og de blir dermed varig adskilt. Vi får et skille mellom tidligere sammenhengende flater. Et brudd trenger ikke å bety at flatene er synlig adskilt, men kan også observeres som mikroskopiske sprekkdannelser eller riss.
Deformasjonen defineres ved hjelp av et referansepunkt, en startposisjon. Dette kan gis i et tredimensjonalt,kartesisk koordinatsystem. Over tid har legemet en gittkonfigurasjon i forhold til referansepunktet, og alle endringer er i henhold til dette.[1]
For hvert punkt i legemet er denne konfigurasjonen unikt definert ved enposisjonsvektorx,
som gir posisjon i x-, y- og z-retning og varierer over tid. For ethvert tidspunktt erx gitt i forhold til en startposisjonX,
.
For et gitt punkt vilx definere enkurve (eller entrajektorie) i rommet. For et gitt tidspunkt vil posisjonsvektoren til samtlige punkter fullstendig definere legemets konfigurasjon.[2]
Deformasjonsgradienten i et materiale er definert ved en tensor som fullstendig beskriver endringen i ethvert punkt ved et gitt tidspunkt, i forhold til referansevektorenX. Hver komponent er, for en gittt, definert som[3]
hvilket tilsammen gir tensoren
Deformasjonsgradienten er definert for ethvert tidspunktt og beskriver bevegelsen rundt et punkt på dette tidspunktet.[3]
Posisjonenu til ethvert punkt er gitt ved
og deformasjonsgradienten kan derfor også uttrykkes som[4]
derI eridentitetsmatrisen.
Dette kan man også snu og definere som
,
som er kaltdeformasjonsgradienttensoren.[5]
Relativ deformasjon kallestøyning. Det er en geometrisk, dimensjonsløs størrelse. Tøyning måler forskyvningen mellom to punkter innenfor et legeme og uttrykkes gjerne som en matematisk fraksjon (brøk/prosentandel) eller påvektorform. Man bruker ogsåmatriser ellerpolar form for å uttrykke tøyning. Relasjonen mellomspenning som en funksjon av tøyning ogelastisitetsmodul er uttrykt vedHookes lov.
- Gerhard A. Holzapfel (2000).Nonlinar Solid Mechanics – A Continuum Approach for Engineers. Chichester: John Wiley & Sons.ISBN 978-0471-82304-9.
