Deformatie (natuurkunde)

Voor deformatie in materialen, zie Deformatie (materiaalkunde).

In de natuurkunde is deformatie of vervorming van een vast materiaal een proces waarbij de mechanische spanning (Engels: stress) die in het materiaal heerst leidt tot vervorming of rek (Engels: strain) van het materiaal. Dit is in de continuümmechanica de transformatie van een lichaam van een referentieconfiguratie naar de gekozen configuratie. Een configuratie is een verzameling die de posities van alle deeltjes van het lichaam bevat.

Een vervorming kan optreden als gevolg van externe belastingen, intrinsieke activiteit (bijvoorbeeld bij spiercontractie), krachten op het lichaam (zoals zwaartekracht of elektromagnetische krachten), of veranderingen in temperatuur, vochtgehalte of chemische reacties, enzovoorts.

Rek is gerelateerd aan vervorming in termen van relatieve verplaatsing van deeltjes in het lichaam die bewegingen van starre lichamen uitsluit.

In een continu lichaam ontstaat een vervormingsveld door een spanningsveld als gevolg van uitgeoefende krachten of door enkele veranderingen in het temperatuurveld van het lichaam. De relatie tussen spanning en rek wordt uitgedrukt door constitutieve vergelijkingen, bijvoorbeeld de wet van Hooke voor lineair elastische materialen. Een vervorming die ophouden te bestaan nadat het spanningsveld is verwijderd, wordt elastische vervorming genoemd. In dit geval herstelt het continuüm zijn oorspronkelijke configuratie volledig.

Aan de andere kant blijven onomkeerbare vervormingen bestaan bij plastische vervorming. Ze bestaan zelfs nadat de spanningen zijn verwijderd. Dit treedt op in materiële lichamen nadat spanningen een bepaalde drempelwaarde hebben bereikt die bekend staat als de vloeigrens. Het is het resultaat van afschuiving of dislocatiekruip op atomair niveau.

Een ander type onomkeerbare vervorming is viskeuze vervorming, het onomkeerbare deel van visco-elastische vervorming. In het geval van elastische vervormingen is de responsfunctie die rek koppelt aan de vervormingsspanning de compliantie-tensor van het materiaal.

Voor meer achtergrondinformatie, zie ook het artikel Continuümmechanica.