Deformaatioominaisuuksista

Deformaatioominaisuuksista viittaa materiaalin kykyyn muuttaa muotoaan kuormituksen vaikutuksesta ja palautua tai säilyttää pysyviä muodonmuutoksia. Ominaisuudet riippuvat materiaalista, sen mikrorakenteesta sekä kuormituksen ajasta, nopeudesta ja lämpötilasta.

Elastinen muodonmuutos on palautuvaa: kun kuorma poistuu, osa muodonmuutoksesta palautuu. Keskeisiä suureita tässä ovat Youngin moduuli (E), joka kuvaa kimmollista jäykkyyttä, sekä Poissonin suhde (ν), joka kuvaa sivuttaismuodon muutosta suhteessa päänivetyn muodonmuutokseen.

Muovinen muodonmuutos on pysyvää ja tapahtuu, kun kuorma ylittää myötörajan. Myötöraja ja siten muodonmuutoksen kesto sekä suuruus riippuvat sekä materiaalista että kuormituksen kestosta. Taipuvuus eli muodonmuutoksen pysyvyys on tärkeä ominaisuus esimerkiksi rakenteiden suunnittelussa.

Ajan ja lämpötilan vaikutukset tuovat esiin viskoelastisia ja viskoosilla käyttäytymistä: creep-muodonmuutos on aika- ja lämpötilasta riippuvaa, kun taas väsymys johtuu toistuvasta kuormituksesta ja voi aiheuttaa halkeamia pitkällä aikavälillä. Mikrorakenne, kuten kidekoko, rakeiden suuntautuminen ja dislokaatioiden liikkuvuus, vaikuttavat deformaatio-ominaisuuksiin ja voivat aiheuttaa anisotropiaa.

Deformaatioominaisuuksia mitataan kokeellisesti vetokokeilla, taivutuskokeilla, kovuusmittauksilla sekä lämpötilan ja kuormitusnopeuden vaihtelulla. Tulokset ohjaavat materiaalivalintoja, rakennesuunnittelua ja käyttöolosuhteiden kestävyyden arviointia.