Verformung

Von einem Konstruktionswerkstoff erwartet man grundsätzlich, dass er eine bestimmte Festigkeit aufweist. Übersteigt eine mechanische Beanspruchung nun den Grenzfestigkeitswert, so kommt es zu Verformungen, die im Normalfall nicht erwünscht sind. 

Stadien der Verformung

Anhand der Krafteinwirkung von außen und den damit verbundenen Formänderungen des festen Körpers können drei Stadien unterschieden werden:

• Reversible Verformung, bei der die Formänderungen unmittelbar mit der Krafteinwirkung auftreten und nach Beendigung der Krafteinwirkung direkt wieder verschwinden. Hierbei erhält der Körper wieder seine ursprüngliche Form zurück.
• Irreversible Verformung, bei der die Formänderungen unmittelbar mit der Krafteinwirkung auftreten und nach Beendigung der Krafteinwirkung nicht wieder verschwinden.  
• Bruch: In Folge der Krafteinwirkung kommt es zu einer Trennung des Bausstoffs im makroskopischen Bereich und letztlich zum Werkstoffversagen. Je nach Baustoffstruktur kann der Bruch im Anschluss an eine reversible oder irreversible Verformung auftreten. 

In der Literatur spricht man auch von

• einer elastischen Verformung anstelle einer reversiblen Verformung und
• einer plastischen Verformung anstelle einer irreversiblen Verformung.

Unter einer viskosen Verformung versteht man eine irreversible Verformung in Zeitabhängigkeit. 

Mathematische Größen zur Verformung

Folgende wesentliche Definitionen und Größen kennzeichnen die Verformung von Baustoffen:

Mit

• $ \Delta l = $ Längsverformung
• $ \Delta l_q = $ Querverformung
• $ l_0 = $ Ausgangslänge
• $ b = $ Ausgangsbreite

Eine weitere wichtige Größe ist hier die Poisson'sche Zahl $ \nu $ :

Die Poisson'sche Zahl stellt das Verhältnis der relativen Dickenänderung zur relativen Längenänderung bei dem Einwirken einer eindimensionalen Kraft oder Spannung auf einen Körper dar.