Plastizität

Plastizität ist die Eigenschaft von Festkörpern, durch äußere mechanische Spannungen, ihre Form bleibend zu ändern. Die Formänderung bleibt nach dem Wegnehmen der Kräfte zum Teil bestehen.

So lange der auf ein betrachtetes Volumenelement wirkende Spannungszustand eine kritische Größe, die zum plastischen Fließen erforderliche Vergleichsspannung, nicht erreicht, ist die Formänderung reversibel und wird elastische Formänderung genannt. Wenn der kritische Wert erreicht wird, dann kehrt das Volumenelement nach dem Entlasten nur zum Teil in die ursprüngliche Form zurück. In diesem Fall spricht man von elastisch-plastischer oder bleibender Formänderung.

Elastisch-plastisches Materialverhalten kann beschrieben werden durch:

• Eine Fließbedingung:, die den mehrachsigen Spannungszustand festlegt, bei dem plastisches Fließen beginnt. Es ist üblich, die Fließbedingung als eine konvex gekrümmte Fläche im Spannungsraum anzugeben, die Fließortfläche heißt. Einige der heute verwendeten Fließbedingungen, die für metallische Werkstoffe verwendet werden können, sind von Huber und von Mises sowie von Tresca formuliert worden.
• Ein Fließgesetz:, das die plastischen Verzerrungsinkremente mit den augenblicklichen Spannungen und den Spannungsinkrementen infolge des Fließens verknüpft. Das heute allgemein anerkannte Fließgesetz ist nach von Mises benannt und besagt, dass der Spannungsinkrementvektor normal auf der Fließortfläche steht.
• Ein Verfestigungsgesetz:, das festlegt, auf welche Weise die Fließbedingung während des Fließens modifiziert wird.

Die Gesamtverformung setzt sich aus dem elastischen und dem plastischen Anteil zusammen:

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