Dehnungswerte

Dehnungswerte bezeichnen die Werte der Dehnung eines Bauteils oder Materials, also das Verhältnis der veränderten Länge ΔL zur ursprünglichen Länge L0. Sie sind zentrale Größen in der Material- und Strukturanalyse und dienen dazu, das Verhalten von Werkstoffen unter Last zu charakterisieren.

Man unterscheidet verschiedene Dehnungsmaße. Die geometrische oder Engineering-Dehnung εe wird definiert als εe = ΔL / L0. Die echte oder True-Dehnung εt ist εt = ln[(L0 + ΔL)/L0]. Beide Größen sind dimensionslos und werden häufig als Bruchteil ausgedrückt, oft auch in Prozent angegeben.

Bei Temperaturänderungen entsteht zusätzlich eine thermische Dehnung. Diese wird durch εth ≈ α ΔT beschrieben, wobei α der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient ist. In praxisnahen Berechnungen werden mechanische und thermische Dehnung oft additive oder getrennt betrachtet, um das Gesamtsystem zu beschreiben.

Messung und Erfassung von Dehnungswerten erfolgen mit Dehnungsmessstreifen (Strain Gauges), Extensometern oder digitalen Bildkorrelationstechniken (DIC). In Materialprüfungen werden Dehnungen zusammen mit Kräften in Spannungs-Dehnungs-Kurven dargestellt, um Eigenschaften wie Elastizitätsmodul, Streckgrenze oder Bruchdehnung abzuleiten.

Wichtige Unterscheidungen betreffen kleine Dehnungen, bei denen meist das Engineering-Dehnungskonzept ausreicht, und große Dehnungen, bei denen verformungsabhängige Größen wie Green-Lagrange- oder logarithmische Dehnungen verwendet werden. Dehnungswerte sind damit grundlegende Größen in der Bewertung der Festigkeit, Duktilität und Lebensdauer von Bauteilen.