形变

在物理学中，变形是物体从参考配置到当前配置的连续介质力学转换。 配置是包含身体所有粒子位置的集合。

由于外部负载、内在活动（例如肌肉收缩）、体力（例如重力或电磁力）或温度、水分含量或化学反应等的变化，可能会发生变形。

应变与形变有关，即物体中粒子的相对位移，不包括刚体运动。 可以对应变场的表达式做出不同的等效选择，这取决于它是相对于物体的初始配置还是最终配置定义的，以及是否考虑了度量张量或其对偶。

在连续的物体中，变形场是由施加的力或物体温度场的某些变化引起的应力场产生的。 应力和应变之间的关系由本构方程表示，例如线弹性材料的胡克定律。 去除应力场后不再存在的变形称为弹性变形。 在这种情况下，连续体完全恢复其原始配置。 另一方面，仍然存在不可逆的变形。 即使在消除应力后它们仍然存在。 一种不可逆变形是塑性变形，它在应力达到某个阈值（称为弹性极限或<a href="https://vibaike.com/215237/" target="_blank">屈服应力）后发生在材料体中，并且是原子级滑移或位错机制的结果。 另一类不可逆变形是粘性变形，它是粘弹性变形的不可逆部分。

在弹性变形的情况下，将应变与变形应力联系起来的响应函数是材料的柔量张量。

应变表示体内粒子之间相对于参考长度的位移。

物体的变形以 x = F(X) 的形式表示，其中 X 是物体材料点的参考位置。 这种措施不区分刚体运动（平移和旋转）和身体形状（和大小）的变化。 变形具有长度单位。

例如，我们可以将应变定义为 ε ≐ ∂ ∂ X ( x − X ) = F ′ − I , {\displaystyle {\boldsymbol {\varepsilon }}\doteq {\cfrac {\ partial }{\partial \mathbf {X} }}\left(\mathbf {x} -\mathbf {X} \right)={\boldsymbol {F}}'-{\ boldsymbol {I}},} 其中 I 是恒等张量。因此应变是无量纲的，通常表示为小数、百分比或每份符号。 应变测量给定变形与刚体变形的局部差异程度。

应变通常是张量。 通过观察给定的应变可以分解为法向分量和剪切分量，可以获得对应变的物理洞察力。 沿材料线元素或纤维的拉伸或压缩量是法向应变，与平面层相互滑动相关的变形量是变形体内的剪切应变。

这可以通过伸长、缩短或体积变化或角度变形来应用。

连续体材料点处的应变状态定义为材料线或纤维长度的所有变化的总和，即通过该点的法向应变以及两者之间的角度的所有变化的总和 最初相互垂直的线对，剪切应变，从这一点辐射。 然而，知道一组三个相互垂直方向上的应变的法向分量和剪切分量就足够了。

如果材料线的长度增加，则法向应变称为拉伸应变，否则，如果材料线的长度减少或压缩，则称为压缩应变。