Was ist elastische Verformung?
Die elastische Verformung ist eine reversible Änderung der Form eines Materials, bei der es sich aus der Position biegt und zurückschnappt, nachdem die Beanspruchung gelöst wurde. Ein häufiges Beispiel ist eine Brille mit Memory-Rahmen, die der Träger in der Hand biegen oder zerknittern kann, bevor er sie loslässt, damit sie in ihre normale Form zurückspringen kann. Diese Eigenschaft kann bei einer Vielzahl von Materialien beobachtet werden, und die Beurteilung der Trennlinie zwischen elastischer und plastischer Verformung, bei der die Formänderung dauerhaft wird, ist ein wichtiger Bestandteil der Materialprüfung.
Für viele Materialien ist eine gewisse Elastizität wünschenswert. Die Fähigkeit, bei relativ geringer Beanspruchung zurückzuschnappen, kann Materialien haltbar und länger nützlich halten. Memory-Kunststoffe, Schäume, Metalle und Gele weisen alle diese Eigenschaft auf. Die Elastizität des Materials ermöglicht es, sich von Beanspruchungen zu erholen, um die normale Funktionalität wiederherzustellen, obwohl das Material im Laufe der Zeit und unter bestimmten Bedingungen spröde werden kann und möglicherweise nicht so viele elastische Verformungen aufweist. Materialien werden oft weniger biegsam, wenn sie kalt sind oder härtenden Chemikalien ausgesetzt sind, die ihre Elastizität beeinträchtigen.
Bei plastischer Verformung verändert sich das Material dauerhaft, ohne jedoch zu versagen. Dies kann bei einigen Materialien auch eine nützliche Eigenschaft sein. Beispielsweise sind Autobahnschranken manchmal so konstruiert, dass sie unter dem Druck eines Autos nachgeben, während sie an Ort und Stelle bleiben, um Autos anzuhalten, ohne sie auf die Fahrbahn zurückzuführen. Wenn das Material aufgrund von Spannungen versagt, kann dies ein Risiko darstellen. Werkstoffe mit einem niedrigen Versagenspunkt sollen spröde sein.
Durch Materialprüfungen kann festgestellt werden, wie stark sich ein Material elastisch verformt, wenn überhaupt. Es kann möglich sein, die Konfiguration des Materials zu optimieren, um die Elastizität zu erhöhen. Beispielsweise können bei Polymerkunststoffen spezielle weichmachende Materialien zu der Mischung hinzugefügt werden, damit sie sich biegen und unter Druck nachgeben kann, ohne die Form dauerhaft zu ändern. Die elastische Verformung unter Druck kann nützlich sein für Dinge wie Gedächtnisschäume in Sitzen, die unter Gewicht nachgeben und zurückspringen können, um einen anderen Sitzenden aufzunehmen.
Zu viel elastische Verformung kann zum Problem werden. Bei einigen Materialien ist Elastizität kein wünschenswertes Merkmal, und das Material ist spröder, aber fester, so dass es Belastungen standhalten kann. In einem Gebäude kann beispielsweise eine geringe Menge an Nachgiebigkeit Probleme verhindern. Wenn sich Träger jedoch stark biegen und biegen, können andere strukturelle Komponenten im Gebäude beschädigt werden. Dies kann zu Rissen in der Verkleidung, Schäden an elektrischen Anlagen, unebenen Wänden und Böden usw. führen.