Deformationen

Deformationen bezeichnet in der Physik und Technik die Veränderung der Form, Größe oder inneren Struktur eines Körpers oder Materials durch äußere Einflüsse wie Kräfte, Temperaturänderungen oder chemische Prozesse.

Im Materialwesen beschreibt Deformation das Verhältnis von Spannung zu Dehnung. Elastische Deformation ist reversibel; plastische Deformation bleibt nach Wegfall der Belastung bestehen. Wichtige Konzepte sind Deformationsgradient, Verzerrung, Kriechen und Ermüdung.

Mathematisch wird Deformation oft durch den Deformationsgradienten F beschrieben, der die Transformation eines Gebietes festlegt, sowie durch die Verzerrungstensor. Bei kleinen Dehnungen genügt die lineare Elastizität; bei großen Dehnungen sind nichtlineare Modelle nötig. Isometrische Deformationen bewahren Abstände, während generalisierte Deformationen Form- oder Größenänderungen zulassen.

Anwendungsbereiche umfassen Struktur- und Werkstofftechnik, Simulationen mit Finite-Elemente-Verfahren, Maschinenbau und Biomechanik, sowie Computergraphik, wo Objekte durch Skelett- oder Skinning-Verfahren deformiert werden. Deformationen dienen der Beschreibung, Vorhersage und Gestaltung des Verhaltens von Materialien, Bauteilen und digitalen Objekten unter realen oder simulierten Beanspruchungen.