Dehnungsberechnung

Dehnung ist ein Maß für die Längenänderung eines Materials entlang einer bestimmten Richtung pro Längeneinheit des Materials (z. B. 0.0001 Zoll/Zoll der Länge). Die Dehnung ist eine einheitenlose bzw. dimensionslose Größe, da die Längeneinheit sowohl im Zähler als auch im Nenner enthalten ist und sich infolgedessen wegkürzt. In dem gerade angeführten Beispiel entspricht 0.0001 Zoll/Zoll also 0.0001 mm/mm usw. Die Längeneinheit hat keine Auswirkungen auf die Größe der Dehnung. Eine positive (+) Dehnung zeigt eine Streckung des Materials und eine negativer (-) Dehnung eine Stauchung an.

Die folgenden Gleichungen beschreiben das Verhältnis zwischen Spannung (σ) und Dehnung (ε) in einer bestimmten gemeinsamen Richtung. Diese Gleichungen gelten für isotrope Materialien, die im elastischen Bereich belastet werden. Es wird davon ausgegangen, dass der Spannungsvektor und der Dehnungsvektor kollinear sind. Ein isotropes Material hat den gleichen Elastizitätsmodul und die gleiche Querdehnung für Lasten, die in einer beliebigen Richtung angewendet werden. Die Querdehnung ist ein Maß dafür, wie sehr ein Material seitlich verformt wird, wenn es axial belastet wird.

σ = ε·E

oder

ε = σ/E

wobei E der Elastizitätsmodul nach Young (E-Modul) des Materials ist.

Wichtig: Die gleichen Tensor-, Vergleichs- (oder Von-Mises-) und Hauptwerte, die für Spannungen gelten, sind auch für Dehnungen verfügbar.