Spänning orsakar deformation
När en kraft verkar på ett föremål deformeras det. Hur stor deformationen blir beror både på kraftens magnitud och på materialets egenskaper. Spänning är ett mått på den kraft som verkar per ytenhet på ett föremål – ju högre spänningen är, desto större blir deformationen. Inom tekniken mäts spänning oftast i pascal (Pa), alltså newton per kvadratmeter.
Elastisk och plastisk deformation
Det finns två huvudtyper av deformation:
- Elastisk deformation: Föremålet återfår sin ursprungliga form när kraften upphör. Detta gäller så länge materialet inte belastas över sin elastiska gräns – inom detta område följer de flesta material Hookes lag, vilket betyder att deformationen är proportionell mot kraften.
- Plastisk deformation: Föremålet återgår inte till sin ursprungliga form när kraften tas bort. Materialet har då belastats för hårt och förändras permanent.
Fyra vanliga typer av deformation
Beroende på hur kraften verkar kan spänningen ge upphov till olika slags deformationer:
- Dragdeformation: Föremålet sträcks eller dras isär, exempelvis när en stång belastas i ändarna.
- Tryckdeformation: Föremålet komprimeras eller sammanpressas, till exempel en pelare som bär en tung last.
- Skjuvdeformation: Kraften får materialets skikt att glida eller vridas i förhållande till varandra, som när man klipper med en sax.
- Böjningsdeformation: Föremålet böjs eller kröks, exempelvis en balk som belastas i mitten.
Vad avgör resultatet?
Vilken typ av deformation som uppstår – och hur pass stor den blir – beror dels på materialets egenskaper, såsom hårdhet, seghet och elasticitetsmodul, dels på kraftens storlek och riktning. Genom att förstå sambandet mellan spänning och deformation kan ingenjörer konstruera byggnader, fordon och maskiner som tål de krafter de utsätts för i vardagen.
