Mechanik deformierbarer Körper

Zusammenfassung

Die einzelnen Teile eines makroskopischen Körpers sind gegeneinander verschiebbar. Je nach der Art des Körpers und der Deformation erfordert das verschieden große Kräfte. Wir unterscheiden Deformationen, die nur die Form des Körpers, aber nicht sein Volumen ändern (Scherungen, Biegungen, Drillungen) und solche, die auch sein Volumen ändern (Kompressionen, Dilatationen). Feste Körper wehren sich gegen beide Arten von Deformationen und kehren, wenn die Beanspruchung aufhört, in ihre ursprüngliche Gestalt zurück: Sie sind form- und volumenelastisch. Erst wenn die Beanspruchung gewisse Grenzen überschreitet, beginnt plastisches Fließen, das schließlich zum Bruch führt. Flüssigkeiten haben ein bestimmtes Volumen, aber keine bestimmte Form. Dementsprechend erfordert nur die Volumenänderung Kräfte. Es herrscht in weiten Grenzen Volumenelastizität:Bei Entlastung nach einer Kompression stellt sich wieder das Anfangsvolumen ein. Eine reine Formänderung, z.B. eine Scherung, erfordert nur dann Kräfte, wenn sie schnell ausgeführt werden soil (innere Reibung; vgl. Abschnitt 3.3.2). Gase erfüllen jeden verfügbaren Raum, haben also keine Formelastizität, wohl aber eine gewisse Volumenelastizität, sind dabei aber viel kompressibler als feste und flüssige Körper. Festkörper und Flüssigkeiten faßt man oft als kondensierte, Flüssigkeiten und Gase als fluide Körper zusammen. Bei den amorphen Stoffen verschwimmt die Grenze zwischen Festkörper und Flüssigkeit: Teer und Glas brechen unter hoher Beanspruchung, fließen aber schon unter dem Einfluß viel kleinerer Kräfte, wenn auch langsam.