Plastische vervorming

Betekenis

Plastische vervorming is de vervorming die optreedt bij uitwendige belasting van een materiaal wanneer dat materiaal na het wegnemen van de belasting niet terugkeert naar zijn oorspronkelijke vorm. Deze vervorming is onomkeerbaar, in tegenstelling tot elastische vervorming waarbij het materiaal na opheffing van de belasting weer de oorspronkelijke vorm aanneemt.

Toepassing

Plastische vervorming treedt op of wordt benut in uiteenlopende situaties:

• Optreden in zachte metalen zoals lood bij relatief geringe belastingen.
• Optreden in beton bij grote belastingen; na opheffen van de belasting blijft deels blijvende vervorming.
• Optreden in asfalt van wegverhardingen bij te grote trek- of drukspanningen, waardoor het asfalt kan “uit elkaar getrokken” worden.
• Toename van plastische vervorming in metalen bij hoge temperaturen (bijvoorbeeld bij brand).
• Bewuste toepassing bij verbindingsvormen zoals een felsnaad die in gebogen vorm moet blijven en bij een klinknagel.

Aandachtspunten

• De overgang van elastische naar plastische vervorming gebeurt voorbij de vloeigrens (elasticiteitsgrens).
• Tot de elasticiteitsgrens is vervorming elastisch en keert terug na het verwijderen van de belasting.
• Voorbij de vloeigrens is vervorming blijvend; in een spanning-rek-diagram loopt het plastische gebied van het einde van de vloeigrens (punt P) tot het breukpunt.
• Plastische vervorming van metalen neemt toe bij hogere temperaturen.
• Bij asfalt en beton kan plastische vervorming leiden tot blijvende schade aan constructies of wegverhardingen.

Materialen

• Lood: duidelijk voorbeeld waar plastische vervorming optreedt.
• Beton: vertoont plastische vervorming vanaf een bepaalde (grote) belasting; een deel van de vervorming blijft na opheffing van de belasting.
• Asfalt: ondervindt trek- en drukspanningen in wegconstructies; te grote spanningen veroorzaken plastische vervorming.
• Metalen: vertonen meer plastische vervorming bij hoge temperaturen.

Vloeigrens en spanning-rek-diagram

• De kritische waarde van belasting (trek- of drukkracht) waar plastische vervorming begint heet vloeigrens of elasticiteitsgrens.
• In een spanning-rek-diagram geeft "rek" de verlenging per lengte-eenheid bij een toenemende belasting weer.
• Het plastische gebied in die grafiek loopt vanaf het einde van de vloeigrens (punt P) tot het punt van breuk.

Taaiheid versus stijfheid/brosheid

• Taai materiaal: nadeel: kan snel taai en slap aanvoelen; voordeel - breuk treedt niet snel op.
• Stijf of bros materiaal: voordeel: materiaal is hard; nadeel - een kleine extra vervorming kan leiden tot snelle breuk (soms gewenst, bijvoorbeeld bij een breekbout).

Terminologie en herkomst

• Het woord plastisch is afgeleid van het Latijnse plasticus (vormbaar), ontleend aan het Griekse plastikos, van plassein (vormen, kneden).
• Engelse termen: plastic deformation, plastic flow, plastic yield; plastisch gebied = plastic range.