Egenskap ved et legeme som gjør at det forandrer form eller størrelse (deformeres) under påvirkning av ytre krefter og gjenvinner sin opprinnelige form når kreftene fjernes. Forholdet mellom de deformerende krefter og deformasjonen behandles i elastisitetsteorien, som spiller stor rolle for byggkonstruksjoner, for forståelsen av vibrasjoner, for forplantning av lyd og for studiet av kreftene mellom atomer eller molekyler i krystallgittere. Elastisitet og store elastiske deformasjoner hos gummi har sin spesielle årsak, se gummielastisitet.

I elastiske legemer har de deformerende kreftene motkrefter i form av elastiske krefter inne i legemet. Disse skyldes at legemets atomer eller molekyler forskyves fra sin likevektsstilling. Elastiske krefter per flateenhet kalles spenninger. Når en stav med lengde l og tverrsnitt A trykkes sammen eller strekkes i lengderetningen av en kraft F, blir spenningen S = F/A. Etter Hookes lov, som har god gyldighet ved relativt små deformasjoner, er deformasjonen proporsjonal med den deformerende kraft, slik at lengdeforandringen Δl er gitt ved

Δl /l =(1/ES

Hvor E er en størrelse som avhenger av materialet og kalles elastisitetsmodulen eller Youngs modul. Denne er meget stor for stål, mindre for f.eks. kobber og aluminium og særlig liten for myk gummi og geléaktige stoffer.

På tilsvarende måte kan man angi uttrykk for andre former for deformasjon: en skjærmodul for skjærspenninger, en torsjonsmodul for vridning og en volummodul for volumforandring. Skjærspenninger oppstår ved tverrbelastning når de ytre krefter som holder hverandre i likevekt er parallellforskjøvet i forhold til hverandre. Volummodulen har særlig betydning for væsker og plastiske legemer.

Hvis spenningen øker over elastisitetsgrensen eller flytegrensen, får ikke legemet tilbake sin opprinnelige form etter kraftens opphør. Da opphører deformasjonen å være elastisk, og legemet vil ved fortsatt belastning deformeres sterkt og nå bruddgrensen hvor det brytes i stykker. Noen verdier for elastisitetsmodul, elastisitetsgrense og bruddgrense er oppgitt i tabellen. Da elastiske egenskaper er sterkt avhengig av temperatur, renhetsgrad m.m., vil oppgitte verdier for slike størrelser kunne variere sterkt. Ved alle tekniske konstruksjoner må man derfor påse at aktuelle belastninger ligger tilstrekkelig langt under de kritiske verdier. Utsettes et elastisk legeme for gjentatte formforandringer, f.eks. bøyninger frem og tilbake, inntrer til slutt brudd selv om hver enkelt bøyning ikke går ut over det som er tillatt. Dette kalles elastisk tretthet, og har stor betydning i teknikken. Det er dette som vanligvis begrenser levetiden for konstruksjonsdeler som fjærer og aksler.

I mange tilfeller går ikke deformasjonen helt tilbake igjen når påkjenningen opphører, det blir tilbake en varig, plastisk forandring. I andre tilfeller går deformasjonen tilbake, men langsommere og langsommere pga. indre friksjon i materialet (elastisk ettervirkning, viskoelastisitet). Strekk/forlengelseskurven ved stigende belastning vil da være forskjellig fra kurven ved avtagende belastning, og arealet mellom de to kurvene representerer den energi som går tapt som varme pga. indre friksjon. Denne form for hysterese kalles elastisk hysterese.

Væsker og gasser gjør ingen merkbar motstand mot formforandring og har derfor ingen formelastisitet. Derimot motsetter de seg en volumforandring, de har volumelastisitet. For å endre volumet av væsker kreves det store trykk, men ikke så store som for faste legemer. Volumendring av gasser krever mindre trykk.

Elastisitetsmodul Elastisitetsgrense Bruddgrense (strekkfasthet)
Stål (herdet) 2,1· 105 600 1000
Støpejern 1,1· 105 100–300 300–500
Kobber 1,3· 105 100–150 350–500
Aluminium 7· 104 130 150
Bly 5· 103 10 12
Glass 4–8· 104 - 40–80
Granitt - - 7–25
Sement 2–3· 104 - 0,5–2,5
Teglstein - - 2–18
Tre (furu) 1,1· 104 20 50–100
Silke 1,0· 104 - 300
Rayon 0,5–5· 105 - 150–800
Gummi 0,2–8 - 10–30

Tallene er oppgitt i newton per mm2 (N/mm2) og refererer til det opprinnelige tverrsnittet av materialene

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål til artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.