Was ist elastische Verformung?

Die elastische Verformung ist eine reversible Änderung der Form eines Materials, bei der es sich aus seiner Position biegt und nach Entlastung zurückschnappt. Ein häufiges Beispiel sind Brillen mit Memory-Rahmen, die der Träger vor dem Loslassen in der Hand biegen oder zerknittern kann, sodass sie wieder in ihre normale Form zurückfedern können. Diese Eigenschaft zeigt sich bei einer Vielzahl von Materialien, und die Beurteilung der Trennlinie zwischen elastischer und plastischer Verformung, bei der die Formänderung dauerhaft wird, ist ein wichtiger Bestandteil der Materialprüfung.

Bei vielen Materialien ist eine gewisse Elastizität wünschenswert. Die Fähigkeit, bei relativ geringer Belastung zurückzuschnappen, kann Materialien länger haltbar und nützlich halten. Memory-Kunststoffe, Schäume, Metalle und Gele weisen alle diese Eigenschaft auf. Die Elastizität des Materials ermöglicht es, sich von Belastungen 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 Härtungschemikalien ausgesetzt sind, die ihre Elastizität beeinträchtigen.

Bei plastischer Verformung verändert das Material dauerhaft seine Form, versagt aber nicht. Dies kann bei einigen Materialien auch eine nützliche Eigenschaft sein; Straßensperren zum Beispiel sind manchmal so konstruiert, dass sie unter dem Druck eines Autos nachgeben, während sie an Ort und Stelle bleiben, um Autos anzuhalten, ohne sie zurück auf die Fahrbahn zu prallen. Wenn das Material aufgrund von Belastungen versagt, kann dies ein Risiko darstellen. Materialien mit einem niedrigen Versagenspunkt werden als spröde bezeichnet.

Materialprüfungen können bestimmen, wie viel elastische Verformung ein Material zeigt, wenn überhaupt. Es kann möglich sein, die Konfiguration des Materials zu optimieren, um die Elastizität zu erhöhen. Bei Polymerkunststoffen können beispielsweise spezielle Weichmacher zugesetzt werden, damit sie sich unter Druck biegen und nachgeben lassen, ohne ihre Form dauerhaft zu verändern. Die elastische Verformung unter Druck kann für Dinge wie Memory-Schaumstoffe in Sitzen nützlich sein, die unter Gewicht nachgeben und zurückfedern können, um einen anderen Sitzenden aufzunehmen.

Eine zu starke elastische Verformung kann zum Problem werden. Bei einigen Materialien ist Elastizität keine wünschenswerte Eigenschaft, und das Material wird spröder, aber stärker gemacht, sodass es Belastungen standhalten kann. In einem Gebäude zum Beispiel kann eine geringe Nachgiebigkeit Probleme vermeiden, aber wenn sich die Träger stark biegen und biegen, können andere Bauteile des Gebäudes beschädigt werden. Dies kann zu Rissen in der Verkleidung, Schäden an elektrischen Anlagen, unebenen Wänden und Böden usw. führen.