Deformationskoppling

Deformationskoppling är ett begrepp inom mekanik och materialvetenskap som beskriver hur deformationer i olika delar av ett system eller mellan olika deformationstyper påverkar varandra. Kopplingen uppstår när deformationer inte kan behandlas som oberoende, till exempel på grund av geometri, materialets anisotropi eller gränsvillkoren som gör att konstitutiva samband innehåller tvärtermer mellan olika deformationer. I linjära elastiska problem uppträder kopplingen när styvhets- eller elasticitetsmatrisen inte är blockdiagonal.

Mekaniskt uppstår deformationkoppling när olika deformationstyper påverkar varandra, exempelvis böjning och torsion i asymmetriska tvärsnitt eller extensional- och böjningskoppling i nära plattor. I komplexa material som kompositer kan horisontella och vertikala deformationer samt olika riktningar i materialet vara starkt kopplade genom riktade eller mikroskopiska inhomogeniteter. I termo-mekaniska sammanhang uppkommer koppling mellan temperaturändringar och mekaniska deformationer genom termisk utvidgning och inre spänningar.

Analys och modellering av deformationskoppling kräver ofta multipla fält och tvärkopplade constitutiva modeller, exempelvis finite element-metoder med samverkande mekaniska och termiska (eller elektriska) styr- och svarsrelationer. För att underlätta beräkningar används ibland koordinatsystem eller parametriseringar som minimerar kopplingen, vilket leder till decoupling av vissa modal- eller lastfall. Betydelsen av deformationkoppling ligger i att den påverkar strukturell respons, säkerhet, dämpning och livslängd hos konstruktioner och material.

Se även: kopplade fältproblem, anisotropi, termoelasticitet, multiaxis belastning.