Scherdehnung

In einem kubischen Element mit allgemeinem Spannungszustand können die Schubspannungen einen Würfel zu einem schrägen Quader verformen, ohne die normalen Dehnungen zu beeinflussen. Die Winkeländerung unter Schubspannung ist die Schubdehnung.

Wenn ein Würfel nur einer Schubspannung ausgesetzt ist, verwandelt er sich in eine Raute, was die Auswirkungen der Schubdehnung hervorhebt.

Wenn der Winkel zwischen den Achsen des Würfels schrumpft, wird die Dehnung als positiv angesehen. Das Schubspannungs-Dehnungs-Diagramm folgt dem Hookeschen Gesetz, bei dem die anfängliche Gerade die Proportionalität zwischen Schubspannung und Dehnung angibt.

Die Konstante G im Hookeschen Gesetz für das Scheren wird als Schubmodul oder Steifigkeitsmodul des Materials bezeichnet. Sie wird in den gleichen Einheiten wie die Schubspannung ausgedrückt und beträgt weniger als die Hälfte, aber mehr als ein Drittel des Elastizitätsmoduls.

Für allgemeine Spannungsbedingungen wird ein verallgemeinertes Hooke'sches Gesetz unter Verwendung der Schub-Dehnungs-Relationen und des Hook'schen Gesetzes erhalten.

Die Konstanten in diesen Zusammenhängen werden experimentell bestimmt, anhand derer dann Materialverformungen aus verschiedenen Spannungskombinationen vorhergesagt werden können.