Deformoitumisesta

Deformoitumisesta puhuttaessa viitataan muodon tai rakenteen muutokseen, joka syntyy ulkoisten ja sisäisten tekijöiden vaikutuksesta. Muutos voi olla palautuvaa elastista tai pysyvää plastista, ja se voi ilmetä sekä pienessä että suuressa mittakaavassa sekä aineessa että rakenteessa. Deformoituminen on keskeinen käsite monilla tieteenaloilla, kuten materiaalitieteessä, tekniikassa ja geologiassa.

Elastinen deformoituminen tapahtuu nopeasti kuormituksen vaikutuksesta ja palautuu, kun kuormitus poistuu. Sen määrää kuvaa materiaalin kimmomoduuli eli Youngin moduli; suurempi moduli tarkoittaa jäykempää vastetta. Elastinen käyttäytyminen noudattaa usein Hooke’n lakia pienillä kuormituksilla.

Plastinen deformoituminen on pysyvä muutos, jolloin rakennevirheet, kuten dislokaatiot kristallirakenteessa, liikkuvat ja uusi pysyvä muoto muodostuu. Plastisuus riippuu jännityksestä ja materiaalin lujuudesta sekä lämpötilasta. Monissa aineissa deformoituminen on viskoelastista, mikä tarkoittaa sekä nopeasti elastista että ajan myötä tapahtuvaa pysyvää muodonmuutosta. Aikavirtuuteen liittyviä ilmiöitä kutsutaan creepiksi.

Sovelluksia on laajalti: rakennus- ja koneenrakennuksessa arvioidaan materiaalien muodonmuutoksia kuormituksessa, geologiassa litosfäärin deformoituminen johtaa tähän vuoristojen syntyyn ja maanjäristysten kaltaisiin ilmiöihin, sekä metallurgiassa ja muovauksessa muodonmuutokset mahdollistavat muotojen tuotannon.

Mittauksessa käytetään kuormitus- ja venymistestejä, käyriä jännitys-strain, sekä kimmokerroin- ja kynnysarvoarvot. Mallinnuksessa hyödyntäjät ovat esimerkiksi viskoelastisia ja elastis- plastisia malleja sekä usein numeerista simulointia kuten finite element -menetelmä.